Das Thema Umweltschutz hat in unserer Gesellschaft einen hohen Stellenwert. Es ist daher essentiell auf bestehende Umweltprobleme und deren Folgen für Mensch und Natur aufmerksam zu machen und frühzeitig in die naturwissenschaftlich-technische Bildung von Schülern* zu integrieren.
Am Beispiel von Medikamenten-Rückständen im Wasser sollen sich Schüler beispielhaft mit aktuellen Umweltthemen sowohl theoretisch als auch praktisch auseinandersetzen. Dazu werden für dieses Modul im EcoLab der Technischen Hochschule Wildau drei verschiedene Lerneinheiten konzipiert. Die 1. Lerneinheit (LE) erfolgt in der Schule und wird in Absprache mit dem Fachlehrer (Biologie/Chemie) durch einen Wissenschaftler des EcoLabs durchgeführt. Diese Vorlesung dient zur Vorbereitung auf den praktischen Laborkurs im EcoLab. Zusätzlich erhalten die Schüler Arbeitsblätter, die Ihnen eine selbständige Vertiefung der Inhalte ermöglicht. In der 2. LE experimentieren die Schüler im EcoLab. Hierbei sollen sie sich in drei aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen (Wasseranalyse – Reinigungsverfahren – Wiederholung der Wasseranalyse) mit der Umweltbelastung durch Medikamenten-Rückstände im Wasser beschäftigen. Die Interpretation der gewonnen Daten durch die Schüler im Anschluss, bilden eine wichtige Grundlage für die 3. LE. Diese findet wieder in der Schule statt und wird durch den Fachlehrer durchgeführt. Für diese Nachbereitung erhält der Lehrer entsprechendes Arbeitsmaterial.
Bei der Evaluation des Moduls werden drei verschiedene Aspekte untersucht. (1) Das Modul des EcoLabs wirkt sich insgesamt positiv auf das aktuelle Interesse der Schüler für Naturwissenschaften aus. (2) Durch die theoretische Vorbereitung des praktischen Labormoduls durch Mitarbeiter des EcoLabs wird die Motivation zum Experimentieren gesteigert. (3) Das selbständige Experimentieren und praktische Auseinandersetzen mit einem umweltrelevanten Thema wirkt sich positiv auf das Interesse der Schüler für den Umweltschutz aus.
Workshop 2
[ während der 11. LeLa-Jahrestagung in Saarbrücken, März 2016 ]
Das Programm des Workshops MINT•ub in Schülerlaboren:
- Kurze Einführung in das Projekt
- Vorstellung erster Daten aus der Umfrage zur MINT.ub
- Kurzvorträge als Einführung in das Thema "Was ist MINT.ub":
Cornelia Stärkel: Energiewende in Schülerhände
(Schwerpunkt: Methoden)
(Schwerpunkt: Methoden)
Die Energiewende ist ein spannendes Thema, das bei der Umweltbildung eine zentrale Rolle einnimmt. Im Gläseren Labor wurde mit Unterstützung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt ein Kurs für Schülerinnen und Schüler ab Klasse 9 entwickelt, der auf anschauliche und praktische Weise dieses komplexe Thema beleuchtet. Die SuS führen Experimente durch, um verschiedene technische Aspekte der Energiewende wie die Gewinnung von Wasserstoff, die Speicherung von Strom und die Funktionsweise von Solarzellen zu verstehen. Lernstationen erlauben es, selbstständig zu experimentieren und die Ergebnisse im Zusammenhang zu interpretieren. Dabei können die SuS einen Lithium-Ionen-Akku nachbauen, verschiedene Goldkondensatoren per Rekuperation laden und damit kleine Fahrzeuge betreiben, eine Biobrennstoffzelle ausprobieren und selbst Wasserstoff herstellen und diesen in eine Brennstoffzelle einspeisen. Am PC können mit dem Clean Energy Trainer Messdaten von Solarzelle und Windrad aufgenommen und graphisch ausgewertet werden. Eine weitere Versuchsstation zeigt, wie Mikroplastik aus unserer Kosmetik das Wasser verschmutzt und wie man die Microbeads vermeiden kann. Abgerundet wird das Kursangebot durch kurze Lehrfilme und ein Spiel, wobei die SuS verschiedene Rollen einnehmen und die Vor- und Nachteile eines Windparks diskutieren. Dabei können sie lernen, sachlich zu argumentieren und sich in andere Standpunkte hineinzuversetzen.
Anja Höhle et al.: CoBiKe - Coole Berufe im Klimawandel erforschen
(Schwerpunkt: Berufsorientierung)
(Schwerpunkt: Berufsorientierung)
CoBiKe - coole Berufe im Klimawandel erforschen - verfolgt das Ziel, überregional 320 Jugendliche unter 25 Jahren über praxisnahe Workcamps für eine grüne, nachhaltige Berufs- oder Studienwahl zu begeistern. Geboten werden 9 Module á 4-tägiger Experimentierphase, 1-tägiger Berufsreflektion u. 3- tägiger Berufsfelderkundung in versch. Unternehmen, die begleitet wird von einer Design-Think-Tank-Gruppe.Das Projekt wird vom ESF gefördert und in Kooperation zwischen KITZ.do und den Grone-Bildungszentren NRW gGmbH durchgeführt.
Experimente und Praktisches Arbeiten vermitteln die Grundlagen des „grünen“ umweltbewussten Denkens und Grundlagen zum Technikverständnis. Zum Beispiel wird den TeilnehmerInnen durch Experimente deutlich, dass Energie umgewandelt und nicht verbraucht wird, Wind- oder Solarenergie oder auch die Abwärme aus Prozessen zur Stromproduktion genutzt werden können. Durch das eigene Tun lernen sie unterschiedliche Aspekte von verschiedenen Berufen, die im Zusammenhang mit der Energiewirtschaft stehen, kennen. Wenn sie z.B. die Solaranlage optimal nutzen wollen und eine Steuerung bauen, die die Solarpanels nach der Sonne ausrichten, werden nicht nur Berufe des Informatikers sondern auch von Mechatroniker, Elektriker, Technischem Zeichner und Schlossern vorgestellt.
Bei der anschließenden Betriebsbesichtigung in z.B. einem Solaranlagenbetrieb werden die Berufe in der Realität vorgestellt. Durch Gespräche mit den Azubis wird die Ausbildung „lebendig“. Es können Schwierigkeiten und Stolpersteine bei der Ausbildungsplatzsuche und der Ausbildung aufgezeigt und Lösungen besprochen werden.
Parallel zu den Workcamps ist die Bildung einer Schwerpunktgruppe angedacht, in der besonders interessierte TeilnehmerInnen die Experimentierphase fortsetzten. Die Gruppe trifft sich regelmäßig im KITZ.do (1-2-mal im Monat) um tiefer in die Problematik einsteigen zu können und am Ende dem einen oder anderen Unternehmen Vorschläge zur Ressourcenschonung zu unterbreiten.
Experimente und Praktisches Arbeiten vermitteln die Grundlagen des „grünen“ umweltbewussten Denkens und Grundlagen zum Technikverständnis. Zum Beispiel wird den TeilnehmerInnen durch Experimente deutlich, dass Energie umgewandelt und nicht verbraucht wird, Wind- oder Solarenergie oder auch die Abwärme aus Prozessen zur Stromproduktion genutzt werden können. Durch das eigene Tun lernen sie unterschiedliche Aspekte von verschiedenen Berufen, die im Zusammenhang mit der Energiewirtschaft stehen, kennen. Wenn sie z.B. die Solaranlage optimal nutzen wollen und eine Steuerung bauen, die die Solarpanels nach der Sonne ausrichten, werden nicht nur Berufe des Informatikers sondern auch von Mechatroniker, Elektriker, Technischem Zeichner und Schlossern vorgestellt.
Bei der anschließenden Betriebsbesichtigung in z.B. einem Solaranlagenbetrieb werden die Berufe in der Realität vorgestellt. Durch Gespräche mit den Azubis wird die Ausbildung „lebendig“. Es können Schwierigkeiten und Stolpersteine bei der Ausbildungsplatzsuche und der Ausbildung aufgezeigt und Lösungen besprochen werden.
Parallel zu den Workcamps ist die Bildung einer Schwerpunktgruppe angedacht, in der besonders interessierte TeilnehmerInnen die Experimentierphase fortsetzten. Die Gruppe trifft sich regelmäßig im KITZ.do (1-2-mal im Monat) um tiefer in die Problematik einsteigen zu können und am Ende dem einen oder anderen Unternehmen Vorschläge zur Ressourcenschonung zu unterbreiten.
Pia Bäune et al.: GirlsGo4Green - Mit Energie das Klima wandeln
(Scherpunkte: Besondere Zielgruppe Mädchen, Bildungslandschaften)
(Scherpunkte: Besondere Zielgruppe Mädchen, Bildungslandschaften)
Ein verbessertes Umweltwissen und ein fundiertes Umweltbewusstsein der Gesellschaft sind in der heutigen Zeit durch die rasante Entwicklung des Klimawandels unabdingbar. Um dieser Entwicklung entgegen zu wirken bedarf es qualifizierter und motivierter Nachwuchskräfte insbesondere aus dem naturwissenschaftlich-technischen Bereich. Aber wie schafft man es, insbesondere Schülerinnen zu motivieren sowie langfristig zu beeinflussen, sich mit den technisch visierten Themenbereichen Umwelt und Nachhaltigkeit auseinanderzusetzen?
Das Innovationsprojekt GirlsGo4Green richtete sich an Schülerinnen der 8./9. Klasse aller Schulformen in ganz Deutschland. Am außerschulischen Lernort führten die Teilnehmerinnen zu den Themen Energie, Klima und Umwelt in explorativen Workshops lebensweltnahe Experimente durch und lernten Berufe aus den zugehörigen Zukunftsbranchen kennen. GirlsGo4Green hatte dabei das Ziel, Mädchen über einen neuen, die gesellschaftlich-sozialen und kommunikativen Fähigkeiten integrierenden und damit ganzheitlichen Ansatz anzusprechen. Über einen Projektzeitraum von 14 Monaten verbesserten die Teilnehmerinnen ihr Umweltwissen und entwickelten ein fundiertes Umweltbewusstsein.
Das Innovationsprojekt GirlsGo4Green richtete sich an Schülerinnen der 8./9. Klasse aller Schulformen in ganz Deutschland. Am außerschulischen Lernort führten die Teilnehmerinnen zu den Themen Energie, Klima und Umwelt in explorativen Workshops lebensweltnahe Experimente durch und lernten Berufe aus den zugehörigen Zukunftsbranchen kennen. GirlsGo4Green hatte dabei das Ziel, Mädchen über einen neuen, die gesellschaftlich-sozialen und kommunikativen Fähigkeiten integrierenden und damit ganzheitlichen Ansatz anzusprechen. Über einen Projektzeitraum von 14 Monaten verbesserten die Teilnehmerinnen ihr Umweltwissen und entwickelten ein fundiertes Umweltbewusstsein.
Daniel Volz et al.: Regionale Klimafolgen beurteilen lernen - Bildungskonzept für Jugendliche im Geco-Lab Heidelberg
(Schwerpunkt: Regionalität)
(Schwerpunkt: Regionalität)
Im Kontext der Folgen des globalen Klimawandels gewinnt die Entwicklung geeigneter Anpassungsstrategien zunehmend an Bedeutung. Das gilt insbesondere für die konkreten Auswirkungen des Klimawandels auf regionaler und lokaler Ebene. Ziel des in der Abt. Geographie der Pädagogischen Hochschule Heidelberg angesiedelten und von der DBU geförderte Umweltbildungsprojekts „Regionalen Klimawandel beurteilen lernen – ReKli:B“ ist es daher, Jugendliche den Klimawandel „vor der eigenen Haustüre“ zu verdeutlichen und deren Kompetenz zur Beurteilung der daraus resultierenden Folgen für Mensch und Umwelt zu fördern. Den Kern des Projekts bildet ein methodisch-didaktischer Dreiklang aus Erhebungen im Gelände, vertiefender Analyse im Labor des Geco-Labs und vereinfachender Erarbeitung einzelner Prozesse im Experiment und Modell.
Die „ReKli:B“-Lernmodule im Bereich Vegetation fokussieren dabei u.a. auf das Baumwachstum und die klimabedingte Veränderung der Artenzusammensetzung heimischer Wälder. In weitern Modulen werden die Veränderungen der phänologischen Jahreszeiten sowie die klimabedingten Risiken beim Anbau landwirtschaftlicher Produkte adressiert. Im Bereich Boden wird u.a. in einem Modul zur Bodenfruchtbarkeit die Rolle von Humus als Kohlenstoffspeicher thematisiert. In weiteren Modulen werden natürliche und anthropogene Einflussfaktoren auf die Bodenerosion sowie Ursachen und Folgen von Trockenstress im Weinberg analysiert. An die Geländeerhebungen schließen jeweils vertiefende Laboranalysen, Experimente und Modellversuche im abteilungseigenen „Geco-Lab – Kompetenzzentrum für geoökologische Raumerkundung“ und der angeschlossenen Modellbau- und Experimentier-Werkstatt an. Die gemeinsame Suche nach geeigneten Anpassungsstrategien integriert schließlich im Sinne der Nachhaltigkeit jeweils ökologische, ökonomische und soziale Aspekte des Klimawandels und seiner regionalen Folgen und bildet den Rahmen für eine umfassende Förderung von individueller Handlungsbereitschaft.
Die „ReKli:B“-Lernmodule im Bereich Vegetation fokussieren dabei u.a. auf das Baumwachstum und die klimabedingte Veränderung der Artenzusammensetzung heimischer Wälder. In weitern Modulen werden die Veränderungen der phänologischen Jahreszeiten sowie die klimabedingten Risiken beim Anbau landwirtschaftlicher Produkte adressiert. Im Bereich Boden wird u.a. in einem Modul zur Bodenfruchtbarkeit die Rolle von Humus als Kohlenstoffspeicher thematisiert. In weiteren Modulen werden natürliche und anthropogene Einflussfaktoren auf die Bodenerosion sowie Ursachen und Folgen von Trockenstress im Weinberg analysiert. An die Geländeerhebungen schließen jeweils vertiefende Laboranalysen, Experimente und Modellversuche im abteilungseigenen „Geco-Lab – Kompetenzzentrum für geoökologische Raumerkundung“ und der angeschlossenen Modellbau- und Experimentier-Werkstatt an. Die gemeinsame Suche nach geeigneten Anpassungsstrategien integriert schließlich im Sinne der Nachhaltigkeit jeweils ökologische, ökonomische und soziale Aspekte des Klimawandels und seiner regionalen Folgen und bildet den Rahmen für eine umfassende Förderung von individueller Handlungsbereitschaft.
Anschließend wurden Antworten zu den folgenden Fragen gesammelt und den jeweiligen Schwerpunkten zugeordnet:
Lerninhalte (Hat MINT.ub andere Themen als MINT-Bildung?)
Nennen Sie MINT.ub-Themen, die Sie in Ihren Laboren / Institutionen behandeln:- "Intelligente Stromnetze -> Herausforderungen, Umsetzung, gesellschaftl. Auswirkungen (""Gläserner"" Verbraucher / Datenschutz)"
- Agrar / Forst / Energie / Ressourcen / Klima / Boden / H2O / Luft / Kleidung / Ernährung / Biodiversität / Globalisierung
- Alternative Energiemodelle (Farbstoff-Solarzelle)
- Bioschaum (Fassadenverkleidung)
- Bodenzustand -> Nährstoffrückhalt ...
- Energie (Solar, Wind, Bewegung)
- Energieumwandlung (Thermoelektrischer Generator)
- Energiewende
- Enzym. Bio-Brennstoffzellen als Ersatz für Li-Ionen-Batterien/Akkus
- Erneuerbare Energien
- Farben und Kunststoffe aus natürlichen Materialien (Recycling/Upcycling)
- Gewässer / Boden / Solarthermie (reg. Energien)
- Interdisziplinäre Inhalte
- Klimawandel
- Konzeption + Bau von Nisthilfen aus Bioschaum
- Medikamenten-Rückstände im Wasser
- NaWaRo (nachwachsende Rohstoffe) / Gentechnik / Schwermetalle im Gewässser
- Nutzungskonzepte alter Steinbrüche
- OLED + org. Solarzellen
- Regenerative Energien (Photovoltaik, Brennstoffzelle)
- Regionale Klimafolgen
- Reinigung von Wasser
Welche reinen MINT-Themen behandeln Sie in Ihren Laboren / Institutionen?
- Bioprozesstechnik -> Algen-Anlagen
- chemische Arbeitsweisen
- Elektronik
- Genetik (Mutationen)
- Geographie
- Holzwerkstatt
- Informatik
- Lebensmittelanalytik / chem. Analytik
- Magnetismus
- Mikroskopie
- Radioaktivität
- Radioaktivität i.d. Medizin / Farbstoffe / Kunststoffe / Duftstoffe
- Sensorik / Bioinformatik / Biosystemtechnik
- Strom
- Technisches Zeichnen
- Wasser (Eigenschaften)
Wie unterscheiden sich MINT.ub-Themen von MINT-Themen?
- Bewusstsein für nachhaltigen Umgang mit der Natur, sowie Umwelt- und Klimaschutz entwickeln durch Einblick in Ökosysteme
- Experimente vor Ort und im Labor (Bodenkunde, Gewässerökologie, Stadtklima)
- reine MINT-Themen legen Schwerpunkte auf zugrunde liegende fachliche Aspekte/Phänomene ohne notwendigerweise Bezug zu Umweltthemen herzustellen
- Vergleich konventioneller Chemie/Technik mit grüner Chemie/Technik (Farben, Kunststoffe, regenerative Energien)
Pädagogik (Braucht MINT.ub andere Methoden als MINT-Bildung?)
Welche für die MINT.ub spezifischen Methoden setzen Sie ein oder würden Sie gern einsetzen?- "Vorstellung ""grüner"" Berufe"
- BNE-Prinzip: Systemdenken anwenden
- Digital Storytelling
- Einblicke in die Berufswelt
- Erstellung von Zukunftsvisionen
- Filme & Comics / Spiele
- Rollenspiel
- Szenariotechnik / Zukunftswerkstatt
Welche MINT-spezifischen Methoden setzen Sie ein, die eine wichtige Ergänzung zur MINT.ub sind?
- Erhebungen im Gelände
- Exp. Im Labor / Boden- & Gewässeranalyse vor Ort
- Experimentieren
- Gewinnung von Interpretation von Daten
- Wettbewerbe
Wie unterscheiden sich MINT.ub-Methoden von MINT-Methoden?
- Methoden ähnlich / gleich -> Ausgangspkt. häufig anders (Authentizität)
Lernergebnisse (Fördert MINT.ub andere Kompetenzen als MINT-Bildung? Sollte MINT.ub einen Fokus auf umweltbewusstes Handeln haben?)
Gibt es MINT.ub-spezifische Kompetenzen? Wenn ja, welche?- Beurteilung anthropogener Einflussfaktoren
- Beurteilung erneuerbarer Energiequellen
- Bewertungskompetenz (Bewertung v. Umweltproblematik)
- Ganzheitliche Betrachtung
- Gestaltungskompetenz (individuelle Handlungsbereitschaft)
- Systemkompetenz
- Umgang mit Unsicherheiten
- Umweltbewusstsein
Gibt es MINT-spezifische Kompetenzen? Wenn ja, welche?
- Modellkompetenz
- Reparierbarkeit als Nachhaltigkeitseigenschaft techn. Produkte (z.B. FairPhone)
Welche Kompetenzen hat MINT.ub gemeinsam mit MINT-Bildung?
- Hypothesenbildung / Daten auswerten / Lesekompetenz
- Problemlösungsfähigkeit
- Problemorientierte Lösungsansätze
Gesellschaft (Wie wichtig ist der Gesellschaftliche Wandel bei MINT.ub?)
Ist es notwendig, dass das Schülerlabor selbst Nachhaltigkeitskriterien erfüllt, und welche sind dies?- Ja + dies transparent machen / begründen
- Ja. Glaubwürdigkeit
- Mehr Nachhaltigkeit (gesellschaftspolit & ökonom. Themen)
- Nachhaltigkeitskriterien müssen auch vom Lab erfüllt werden, sonst entwickeln SuS keine eigene Motivation
- Sehr wichtig / Abfall reduzieren / gutes Vorbild sein
- Vorbildfunktion bei Nachhaltigkeit ist wichtig und wird im Schülerlabor gezeigt!
Wie wichtig ist die Vernetzung von lokalen Akteuren bei der MINT.ub?
- "Nachhaltige Anpassungsstrategien (""Our Common Future"", ""Planetary Boundaries"")"
- MINT.ub-Themen von lokalen / regionalen Firmen bearbeiten lassen -> Sensibilisierung
- Sehr wichtig! Regionale Anwendung von MINT.ub möglich
- Sinnvoll unterschiedlicher Fokus / Schwerpunkt beim Betrachten lokaler Probleme
- Teilhabe an regionaler Gestaltung
- Vernetzung mit lokalen Unternehmen sinnvoll
- Vernetzung mit lokaler Wirtschaft (z.B. Solaranlagenbetrieb)
- Vernetzung sehr wichtig, jedoch nicht nur auf universitäre Einrichtungen konzentrieren!
Wie wichtig sind für die Schülerinnen und Schüler Angebote zur Berufsorientierung, die einen Umweltbezug haben und warum?
- wurde im Workshop nicht gefragt
Wie unterscheidet sich MINT-Berufsbildung von MINT.ub-Berufsbildung?
- wurde im Workshop nicht gefragt
Die Ergebnisse wurden an einer Sticky Wall gesammelt. Wegen der Kürze der Zeit konnten nicht alle Antworten gesammelt werden. Bitte schicken Sie uns weitere Antworten noch per Email zu ( ), damit wir sie noch in die Dokumentation integrieren können!
Tip:
Die Ergebnisse des Workshops wurden an einer Sticky Wall gesammelt (s. Bild unten). Wegen der Kürze der Zeit konnten nicht alle Antworten gesammelt werden. Bitte schicken Sie uns weitere Antworten noch per Email zu ( ), damit wir sie noch in die Dokumentation integrieren können!
