Eine Forschungsreise in die Vergangenheit

Stell dir vor, du reist ganz, ganz weit zurück in der Zeit. Du lässt Städte zusammen mit ihren lärmenden S-Bahnen und vor Autos und Menschen wimmelnden Straßen hinter dir. Du lässt das moderne Leben, mit seinem Stress und seinem Komfort hinter dir. Nicht einmal deine Kleidung behälst du, sondern tauschst sie gegen einfache Tierfelle ein.
Du bist angekommen im Jahre 9000 v. Chr.

Du läufst durch die unberührte Wildnis. Spürst, wie kühles Wasser aus einem plätschernden Bach an deinen Knöcheln vorbei rauscht. Aber plötzlich, was ist das?! Im kühlen Nass liegt etwas. Du bückst dich langsam und erblickst einen wunderschönen Stein, den du aus dem Wasser holst.
Der Stein liegt schwer in deiner Hand. Du hälst ihn ins Licht und staunst bei dem Anblick: In schimmernden Spiralen ergießen sich Türkis- und Blautöne über diesen Stein, er glitzert atemberaubend schön im grellen Sonnenlicht!
Du entscheidest dich, den Stein mitzunehmen und machst dich wieder auf den Heimweg.

So ähnlich erzählt auch Nils Horstmann, Lehrer für das Fach Gesellschaft und Politik (kurz GuP), der Klasse 5a die Geschichte eines Steines, um den es sich in der heutigen Stunde drehen soll.
Die Kinder staunen nicht schlecht, als Nils Horstmann plötzlich eben diesen Stein in der Hand hält.
Natürlich stellt sich jetzt die Frage, was macht man mit so einem schönen Stück Felsen?
Um diese Frage zu beantworten, hat Claudia Sobich wieder Verstärkung aus der Uni mitgebracht. Mit dabei sind heute Nils Ellendt, Geschäftsführer des SFB1232, und Arne Beinhauer, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Teilprojekt S01.

Zunächst dürfen die kleinen Forscherinnen und Forscher aber mal mutmaßen, wie man den Stein am besten untersuchen könnte. In siedendes Wasser oder ins Feuer werfen, abschaben mit einem anderen Stein oder einfach zerschlagen, da fällt den Kindern genug ein.
Nachdem Nils Ellendt erklärt hat, dass die beste Möglichkeit den Stein zu untersuchen, tatsächlich wäre, ihn in seine Einzelteile zu zerlegen, nehmen wir also die Kinder beim Wort und es geht los mit dem Kaputthämmern – natürlich darf auch dieses Mal entsprechende Schutzkleidung nicht fehlen.

Dass man beim Hämmern lieber auf seine Finger achtet, wird gleich mitgelernt (aber der Schmerz ist schnell vergessen). Die Beobachtungen beim Hämmern und die Ergebnisse aus einer ersten Untersuchung der Kleinteile werden anschließend an der Tafel festgehalten. Besonders interessant erscheint dabei, dass in dem Stein wohl etwas kupfern Glänzendes enthalten sei.
Um dieser heißen Spur nachzugehen, entscheidet sich die Klasse, zusammen mit den Forschern von der Uni, dass im nächsten Schritt der Stein erhitzt werden soll.
Da wir nicht „Steinzeit-getreu“ ein Lagerfeuer mitten im Nawi-Raum legen können, müssen Nils Ellendt und Arne Beinhauer etwas improvisieren: Sie mischen das Steinpulver mit Kohlestaub(der das brennende Holz darstellt) und erhitzen es anschließend über einem Bunsenbrenner. Nach einiger Zeit über der rauschenden Flamme fängt das tiefschwarze Gemisch zur Begeisterung der Kinder langsam an, sich kupfern zu verfärben. Bei diesem ganz besonderen grünen Stein handelt es sich nämlich nicht um einen normalen Kieselstein, nein, hier haben wir es mit Kupfererz zu tun und wir haben gerade das Metall entdeckt, so ähnlich wie auch die Menschen damals am Ende der Steinzeit.

Was muss das spannend gewesen sein damals, äußern die Kinder, ein ganz neues Material und ganz neue Möglichkeiten. Daraus lassen sich neue Gegenstände mit wahrscheinlich besseren Eigenschaften herstellen. Aber auch für Schmuck kann man sowas schön Glänzendes verwenden, da sind sich die Kinder sicher. Um jetzt auch noch das Gelernte anzuwenden, werden Pfeilspitzen gegossen. Leider muss das Kupfererz eigentlich auf 1085°C erhitzt werden, damit es schmilzt. Doch auch jetzt können wir kein Lagerfeuer machen, sondern Nils Ellendt und Arne Beinhauer haben Gallium mitgebracht (schmilzt schon bei 29,76°C) und der Spaß kann losgehen. Außerdem hat Gallium einen silber-metallischen Glanz. Sieht auch sehr schön aus.

Bevor die Kinder in die Pause dürfen, darauf brennend, das Gelernte ihren Mitschülerinnen und Mitschülern zu erzählen, müssen natürlich alle Ergebnisse vom Tafelbild ins Heft übertragen werden.
So geht die erste ereignisreiche Stunde aus der Lehreinheit „Metallzeit – Evolution durch Werkzeuge“ zu Ende.

„Wer keine Fragen stellt, bekommt keine Antworten“

Ich bin Emilia Kurilov, 19 Jahre alt und arbeite seit September als studentische Hilfskraft im Bereich Öffentlichkeitsarbeit des SFB 1232. Im Rahmen meiner Arbeit unterstütze ich Claudia Sobich beim Kooperationsprojekt „Schule in farbigen Zuständen“.
Seit 2016 studiere ich Medien-, Kommunikations- und  Wirtschafts-wissenschaft an der Uni Bremen. Durch meinen Studiengang inspiriert, finde ich das Arbeiten im SFB sehr interessant, vor allem das Kooperationsprojekt mit der WFO macht sehr viel Spaß und bringt auch einen großen Erkenntnisgewinn.

In der heutigen Unterrichtsstunde am 07.12. dreht sich alles um das Thema „Fragen stellen“. Wieso? Weshalb? Warum? Wer nicht fragt, bleibt dumm – heißt es in einem Lied aus der „Sesamstraße“, das wahrscheinlich viele noch aus Kindheitstagen kennen.

Während der Unterrichtseinheit mit den Arduinos hatten Cornelia Große und Claudia Sobich das Frage-und-Antwort-Verhalten der Kinder evaluiert. Dabei gab es ein interessantes Ergebnis: Die Kinder hatten zwar bei den Programmier-Unterrichtseinheiten alle Fragen beantwortet, die ihnen von Ihrem Mathelehrer Markus Leuschner und dem Informatiker Sebastian Huhn gestellt wurden, sie selbst stellten jedoch kaum Fachfragen zu den Arduinos. Waren alle so schlau und haben immer alles sofort verstanden? War das Thema zu kompliziert und die Kinder konnten keine konkreten Fragen stellen? Lag es vielleicht daran, dass das Interesse der Kinder nach den ersten Programmierversuchen doch wieder zurückging? Oder gab es noch einen ganz anderen Grund?

Um das herauszufinden, hatten Katrin Börger, die Klassenlehrerin, und Claudia Sobich beschlossen, der Sache nachzugehen und sich dazu eine kleine „Fragestunde“ überlegt.
Es begann damit, dass die Kinder anonym – fast wie im Wahllokal – abstimmen sollten, ob sie gerne Fragen in der Klasse stellen oder nicht. Dazu gab es ein verdecktes Plakat hinter der Tafel, auf dem die Kinder mit Klebepunkten ihre Einstellung verdeutlichen konnten.

Auswertung: Stellst du gerne Fragen in der Klasse?

Kurzes Durchzählen und das Ergebnis war klar: 16 zu 11 dafür, dass sie gerne im Plenum Fragen stellen. Das ist zwar eine Mehrheit, jedoch nur eine recht knappe.
Dass so viele nur ungern oder gar nicht fragen mögen, stimmt nachdenklich. Aber wenn ich ganz ehrlich bin: Wer kennt das nicht? Dieses leichte Unbehagen, in einer großen Gruppe eine Frage zu stellen? Jeder denkt sich doch mal, okay, niemand sonst hat eine Frage, dann stelle ich meine lieber auch nicht – sonst werde ich noch ausgelacht. Oder halte hier alles auf. Oder alle wissen, ich habe eben nicht zugehört…….
Welche Gründe die Kinder wohl haben könnten? Dazu hatten Frau Sobich und Frau Börger eine Gruppenarbeit vorbereitet, bei der die Kinder zwei Fragen diskutieren und beantworten sollten. Und zwar: Warum ist fragen wichtig? Und: Welche Gründe gibt es dafür, dass man nicht fragt?

Alena, Alaa, Jonas und Laurenz diskutieren
Alena, Alaa, Jonas und Laurenz diskutieren

Die Ergebnisse wurden im Anschluss von allen Gruppen vorgestellt und an der Tafel gesammelt. Und die Kinder hatten wirklich viel zu sagen! Es wurde nicht nur laut und angeregt in den Gruppen diskutiert, sondern die Kinder gaben auch verblüffende Antworten.

Besonders für mich, da ich immer wieder merke, wie erwachsen die Kinder trotz ihres jungen Alters schon denken. Zum Teil kamen da schon richtig weise Bemerkungen.
Es kam heraus, dass die größte Angst der Kinder darin liegt, ausgelacht zu werden, weil sie eine „doofe Frage“ stellen. In ihren Gesichtern war jedoch abzulesen, dass sie sehr erleichtert darüber waren, dass es anscheinend nicht nur ihnen jeweils allein so geht.

Das sind die Antworten der Kinder

In einer Schlussrunde wurde noch geklärt, dass es keine „dummen Fragen“ gibt und dass man immer alle Fragen stellen sollte, die einem so in den Kopf kommen. Die Kinder stürmten von neuem Mut erfüllt in die Pause und wir bleiben in der nächsten Zeit an diesem Thema dran.

 

Wimmelbildgefühl

Erschwerte Bedingungen diesmal. Markus Leuschner kann am Donnerstag Morgen nicht dabei sein erfahren wir am Vortag. Kurze Abstimmung der restlichen Beteiligten. Trauen wir uns das im „Alleingang“ zu?  Sebastian Huhn, auf der Rückfahrt von einer Konferenz, schreibt aus dem Zug: „Ich denke, das kriegen wir hin! “ Soviel Zuversicht färbt ab und wir bitten die Schule um eine Vertretung, die uns den Raum aufschließt und uns – wenn auch nicht fachlich – unterstützt. Katrin Börger, die Klassenlehrerin,  springt gerne ein.

Die Doppelstunde an diesem Donnerstag war ohnehin offen geplant, um den Kindern die Möglichkeit zu geben, an ihren Projekten zu arbeiten. Allerdings zeigt sich schnell, wir haben einige Schwierigkeiten mehr als erwartet. Beim Kopieren der Softwareprogramme ist nicht alles einwandfrei übertragen worden. Die Fehler im Programm sind nicht so leicht zu finden. Der Kontrast der Displays ist nicht sinnvoll voreingestellt, sodass sich nichts erkennen lässt und das drehpoti ist selbst für die kleinen Kinderhände zu klein. Jetzt bräuchte es also einen Schraubenzieher, der gerade nicht zur Hand ist….

Sebastian Huhn und Jannis Stoppe müssen heute alles geben, denn ich bin keine große Hilfe, mein Arduino-Verständnis ist auf dem Niveau der Kinder und ich kann nur geduldig mit ihnen die Schritt-für-Schritt-Anleitungen durchgehen, falls was nicht klappt. Cornelia Große, die über das Lernverhalten von Kindern forscht und diese Unterrichtseinheit eigentlich deswegen begleitet, kennt sich mit Arduinos allerdings aus und beteiligt sich heute auch ganz intensiv bei den Projektarbeiten. Zwischendurch blicke ich immer wieder über die lebhaft arbeitenden und diskutierenden Kinder, die mit kleinen Kabeln, Lämpchen und Steckwiderständen hantieren und muss an Wimmelbilder denken…..

Als die Fragewelle ein wenig abebbt und erste Erfolge sichtbar werden, greife  ich  schnell zum Fotoapparat und schaffe heute ein kurzes Video:

Die Ampel läuft also schon mal als Fußgängerversion und ich höre auch erste, schrille Töne, die anzeigen, dass es Erfolge bei der Diebstahlsicherung gibt.

Beim Füllstandanzeiger wurde das Glas Wasser verschüttet, aber der Arduino ist hart im Nehmen. Nach einer Trocknungsaktion läuft alles wieder prima.

Am Ende der Doppelstunde haben alle Projekte einen kleinen Teilerfolg zu verbuchen. Sebastian Huhn verspricht, nächstes Mal mit Schraubenzieher zu erscheinen und offen gebliebene Fragen beantworten zu können. Wir sind etwas erschöpft nach diesem Einsatz heute und machen eine schnelle Nachbesprechung. Fazit: Wir haben im Team geplant, wir sollten besser auch im Team unterrichten. Und einige wichtige Teile aus dem Arduino-Baukausten hätten wir vorher testen sollen. Haben wir auch wieder was dazu gelernt!

Arduinos am Start

Programmieren ist angesagt. Zumindest bei den Kids der 5a. Im Vorfeld befragt, worauf sie sich am meisten freuen, war die überwältigende Antwort: Programmieren. Da war der Druck schon nicht unerheblich für diese Unterrichtseinheit ;).

Und dann zeigte sich in der ersten Stunde, dass die Vorkenntnisse der Schülerinnen und  Schüler hier weit auseinandergehen. Während einige zu Hause mit den Eltern schon erste Programmierkenntnisse erworben oder bei Geburtstagsfeiern  kleine Roboter programmiert haben, können andere nur rudimentär mit der Computertastatur umgehen. Also, alle abholen und mitnehmen, ohne dass sich jemand Anderes langweilt – das wird nicht einfach, war uns nach der ersten halben Stunde klar. Aber wär ja auch für uns langweilig, wenn da nicht etwas Herausforderung wäre.

Diese Unterrichtseinheit ist vorbereitet worden vom Mathematiklehrer Markus Leuschner und unseren Informatikern Sebastian Huhn (TP P01) und Jannis Stoppe (TP P02).

Jannis Stoppe und Sebastian Huhn erklären wie’s geht

Um mit den Kindern in die Welt des Programmierens einzutauchen, hatten wir uns für Arduinos entschieden.  Sebastian Huhn und Jannis Stoppe empfahlen, die wären am besten für einen Start geeignet. Der Arduino besteht aus Hardware und Software. Die Hardware ist ein kleines „Board“  mit einem Mikrocontroller und analogen und digitalen Ein- und Ausgängen. Die Software  basiert auf der Programmiersprache Processing und soll auch technisch weniger Versierten den Zugang zur Programmierung und zu Mikrocontrollern erleichtern. Markus Leuschner hatte vorher noch nichts mit Arduinos gemacht und in den Monaten der Vorbereitung intensiv und mit viel Elan an den kleinen Programmiereinheiten getüftelt und die Projekte vorbereitet.

Arduinos im Schuhkartondeckel

Angefangen haben wir die erste Stunde damit, mal gemeinsam zu gucken, was in unserem Alltag denn überhaupt programmierbar ist (und zwar hier). Im Abstimmungsverfahren lagen die Kinder 100 % richtig und konnten auch den Unterschied zwischen programmierbarem und „normalem“ Kühlschrank sofort erkennen. Über programmierbare Toiletten wurde einen Moment lang gerätselt, aber nee….

Na, dann also los! Markus Leuschner hatte die Arduinos in Schuhkartondeckel geklebt, damit sind sie und die vielen Kleinteile schnell aus- und wieder eingepackt. Gemeinsam und Schritt für Schritt erklärt, sollte als erstes eine LED zum Leuchten gebracht werden. Wozu sind welche Steckverbindungen auf dem Board notwendig? Wo ist der Plus- wo der Minuspol? Was ist ein Widerstand und wozu braucht man den? Diese Frage allerdings klärte sich  ganz schnell, denn einige Widerstände waren dann doch nicht ganz korrekt gesteckt und schon rauchten die LEDs ab.

Am Ende der ersten Stunde dann hatten alle ihr Programm richtig aufgerufen, die Worte „if“ und „else“ verstanden und eine LED zum Leuchten gebracht. Viel Freude auf den Gesichtern – und viel Vorfreude auf die nächste Stunde bei den Kindern.

 

Auf Erkundungstour im Institut für Werkstofftechnik

 

Endlich war es soweit – der erste Ausflug an die Universität. Letzte Woche hatten die Kinder der 5a im NaWi-Unterricht neue Erkenntnisse zum Thema „Forschen“ gewonnen. Wie bekomme ich verlässliche Daten bei einem Experiment, war die Frage. Und beim Ausprobieren eines Experimentaufbaus fanden sie heraus, was der Kern des Ganzen  ist: Kontrollierbare Rahmenbedingungen, damit die Daten so präzise wie möglich und auch vergleichbar sind.

Jetzt wollten sie diese Erkenntnisse gemeinsam mit Herrn Mädler, Frau Clausen & Co. überprüfen und an den Werkstoffprüfmaschinen arbeiten.

Sicherheit geht immer vor

Als erstes aber versammelten sich alle im Seminarraum (der gar nicht mal so viel anders aussah als ein ganz normaler Klassenraum). Das erste und wichtigste Thema des Tages war: Sicherheit im Labor und in der Werkstatt! Viele konnten zu diesem Thema etwas beisteuern und von den gefahrvollen Berufen ihrer Eltern berichten. Eine ganze Menge Unfall- und Gefahrenanekdoten kamen da zusammen. Ingo Bunjes, der technische Leiter der Wärmebehandlung und zuständig für die Sicherheitseinweisung, war sehr zufrieden über die verständigen Schülerinnen und Schüler. Die ließen sich dann aber auch durch die Gefahrquellen am Institut (z. B. 1000 Grad heiße Öfen!!!) ihren Forschergeist nicht nehmen. Im Gegenteil, nach der Einweisung gab es einen großen Run auf die Sicherheitskleidung und es wurde schon mal getestet, ob die Stahlkappen der Schuhe auch das Gewicht der Mitschülerinnen und -schüler aushalten. Alle getesteten Füße blieben heil!

Experimente und Führung durch Labore und Hallen

Frau Clausen stellte im Labor die Mohs’sche Härteskala vor. Eine von vielen Möglichkeiten, einen Stoff auf seine Härte durch Ritzen zu testen. Die Härteprüfung nach Mohs wird für Mineralien angewendet. Der Diamant steht als härtestes Material auf dieser Skala. Am anderen Ende findet sich Talk, den man mit dem Fingernagel schaben kann. Natürlich durften die Kinder der 5a auch selber tätig werden. So wurde munter ausprobiert, welche Materialien sich mit dem Fingernagel oder einem Messer zerkratzen lassen. Anschließend konnten alle unter einem stark-vergrößernden Computermikroskop betrachten, wie tief die Schnitte waren.

In einem anderen Versuch testete Heike Sonnenberg mit den Kindern die Elastizität von Werkstoffen. Sie spannten die Werkstoffe in ein Gerät, welches sie dann unter stetiger Krafteinwirkung zerbrach oder verbog. Zur Enttäuschung von einigen Kindern, konnten wir  manche Stoffe auch unter tonnenschweren Gewichten nicht kaputt kriegen.

Aus den Metallen aus der letzten Nawi-Stunde hatten die technischen Mitarbeiter am IWT Rohlinge für Schlüsselanhänger gezaubert. Die Kinder konnten diese mit einem CNC-Universal-Nadelmarkierer gravieren. Herr Mädler machte mit den Nachwuchswissenschaftlern noch einen Ausflug in ein Labor mit einem großem Lasergerät. Hier wird sonst auch mit Radioaktivität gearbeitet (manche Kinder hatten schon Hoffnung geschöpft, zu Spiderman mutieren zu können – aber leider nicht heute, alle Geräte waren aus!).

Die Kinder konnten noch eine CNC-Universalfräsmaschine bedienen, zusehen, wie eine Zahnrad-Wälzfräsmaschine arbeitet und Zahnräder entstehen.  Und feststellen, dass Metall auch in hauchdünnen Fäden ganz schön scharfkantig sein kann. Die Fäden werden wieder eingeschmolzen und das gewonnene Material weiter verwendet.  Als letztes gab es noch ECHTE Diamanten zu bestaunen, die im Institut für das Profilieren und Schärfen von Schleifwerkzeugen eingesetzt werden. Die funkeln zwar nicht so dramatisch schön wie erwartet, aber sie sind ziemlich scharf und können als Schneide genutzt werden. Bei uns z.B.  zum Drehen von metallischen Spiegeln.

Diamant ist übrigens nicht für die Zerspanung von Stählen geeignet, weil es zu Diffusionsvorgängen zwischen dem Kohlenstoff im Stahl und den C-Atomen im Diamanten kommen kann, welche die schönen Klunker in Graphit umwandeln  würden. Daraus könnte man dann allerdings noch Bleistifte mit interessanter Geschichte zaubern.

Unsere Kolleginnen und Kollegen haben sich sehr über die vielen interessierten Nachfragen der Kinder gefreut. An dieser Stelle  ihnen allen ein großes Dankeschön! Es war ein spannender Vormittag!

Wenn nicht nur Gasbrenner, sondern auch Köpfe rauchen!

Drei Wochen ist es nun her – unser Start in der neuen Schule. Den „Welpenschutz“ haben wir bereits verloren. Wir sind mitten drin im Geschehen. Jeden Tag Mathe, Deutsch, Englisch, lernen, lachen…forschen. Und forschen, das macht uns besonders viel Spaß. Im Nawi-Unterricht rauchen nicht nur die Gasbrenner, sondern auch unsere Köpfe.

Warum löst sich ein Zuckerwürfel in Wasser, aber nicht in Benzin? Manche Stoffe brennen, wenn man sie in eine Flamme hält. Aber wusstest du, dass es sogar Stoffe gibt, die außerhalb der Flamme weiterbrennen oder leuchten wie ein Stern? Und das ist keine Magie. Das ist reine Wissenschaft! Und das ist cool!

Kiera hat den Durchblick

Noch vor drei Wochen waren wir „nur“ Schülerinnen und Schüler. Heute sind wir kleine Wissenschaftler – mit allem drum und dran. Hier tragen nicht nur die Mädchen lustige Brillen, sondern auch die Jungs Zöpfe. Aber egal, Sicherheit geht eben vor!

Laurenz achtet auf Sicherheit

Klasse 5a

„Aus dir wird mal eine Lehrerin!“

Diese Worte höre ich immer noch in meinen Ohren. Vor zwanzig Jahren  schüttelte ich noch vehement den Kopf, als meine Klassenlehrerin dies sagte. Auch wenn ich als Kind oft mit meinen Kuscheltieren und Puppen Schule  spielte, gehörte „Lehrer sein“ nicht unbedingt zu meiner Traumvorstellung. Ich wollte mit Delfinen im Amazonas schwimmen, auf den Spuren von Dian Fossey die Berggorillas in Ruanda erforschen und in der Tiefsee neue Arten  entdecken.

Das klang in meinem Kopf nach echtem Abenteuer und Spaß. Schon als Kind habe ich alles um mich herum untersucht und erforscht. So lebte eine Ameisenkolonie unter dem Teppich im Wohnzimmer (ganz zur Freude meiner Eltern) oder die Frösche machten sich aus der für sie eigens von mir gebauten Rennarena auf Erkundungstour durch das Haus, um dann im Abwaschbecken meiner Mutter einen Zwischenstopp einzulegen. Ich wollte wissen, ob Schmetterlinge auch ohne Beine fliegen können, wieso ein Fisch Kiemen hat, warum das Meerwasser blau, aber das Wasser in meinem Trinkglas farblos ist?

Forschen, das war ich und so studierte ich nach dem Abitur selbstverständlich Biologie. Aber bereits im Grundstudium merkte ich, dass mir irgendwas fehlte. Ich war nicht komplett. Also wagte ich das Unmögliche! Ich schrieb mich an der Universität für die Fächer Biologie und Geografie auf Lehramt ein. Und von da an hatte ich einen Plan – so schnell wie möglich Lehrerin werden! Zwanzig Jahre später kann ich behaupten, dass „Lehrer sein“ doch meine Traumvorstellung und die Schule sehr wohl ein Ort für Abenteuer und Spaß ist. Für mich gibt es nichts Schöneres, als Kinder zum Staunen zu bringen, sie für die Natur zu begeistern, ihnen dabei zu helfen, ihre Welt zu verstehen. Und wer sich dieses Kind anschaut, weiß wovon ich rede…

Katrin Börger, Klassenlehrerin der 5a