Forschen, Staunen, Verstehen: Naturwissenschaft erleben! - MINT-Experimentierwochen an der BBS Boppard

Wissenschaft hautnah erleben: Experimentieren mit Wasser

Wie formuliert man eine naturwissenschaftliche Fragestellung? Wie entwickelt man eine Hypothese und überprüft sie mit einem Experiment? Diesen Fragen gingen die Lernenden in den MINT-Experimentierwochen auf den Grund.

Sie arbeiteten in Kleingruppen und überlegten gemeinsam, welche physikalischen Eigenschaften des Wassers sie experimentell veranschaulichen können. Anschließend stellten sie Hypothesen auf, planten Experimente und führten sie durch, um ihre Annahmen zu überprüfen. Besonderer Wert wurde darauf gelegt, dass sich die Experimente mit einfachen Haushaltsgegenständen durchführen ließen.

Als Beispiel dafür, wie farbenfroh naturwissenschaftliches Experimentieren sein kann, verweist die verantwortliche Lehrerin Maya Heyer auf die Gruppe mit dem Versuch „Der wachsende Regenbogen“. Dabei wurde ein breiter Streifen Küchenpapier an beiden Enden mit bunten Filzstiften bemalt und anschließend so in zwei mit Wasser gefüllte Gläser gelegt, dass jeweils ein bemaltes Ende in ein Glas eintauchte. Nach und nach stieg das Wasser durch die Kapillarkräfte im Papier auf, zog die Farbe mit sich und ließ die Farbstreifen langsam zur Mitte wandern. So entstand ein leuchtender, wachsender Regenbogen – ein eindrucksvolles und zugleich kindgerechtes Experiment, das sich hervorragend für den Einsatz in der frühkindlichen Bildung eignet. Kinder können so auf spielerische Weise erste naturwissenschaftliche Phänomene wie Kohäsion und Adhäsion beobachten und erleben.

„In unseren MINT-Experimentierwochen geht es neben dem eigenen experimentellen Erleben und Erfahren auch darum, Versuchsanleitungen zu den eigenen Experimenten zu erstellen“, erklärt Maya Heyer. Diese Anleitungen ermöglichen den Mitschülerinnen und -schülern, das jeweilige Experiment selbst durchzuführen. Außerdem dienen sie als Grundlage für den Transfer in die berufliche Praxis der Kindertagesstätten, denn die angehenden Sozialassistentinnen und Sozialassistenten entwickelten Experimente, die sie später mit Kindern durchführen können – so wird das Gelernte direkt in die Praxis übertragen.“

Den Abschluss dieser ersten Projektwoche bildete eine gemeinsame Reflexionsrunde, in der die Lernenden ihre Erfahrungen teilten. „Für mich war die Durchführung der Experimente sehr eindrucksvoll, weil jede Gruppe einen anderen Schwerpunkt gewählt hatte. Besonders interessant empfand ich die Experimente mit Lebensmittelfarbe, da ich mir dies als ansprechend für Kinder vorstelle“, berichtet Schülerin Vivian.

Von der Idee zum Modell: Naturwissenschaft zum Anfassen an der BBS Boppard

In einer weiteren Projektwoche widmeten sich die Lernenden dem Bau naturwissenschaftlicher Modelle. Nach einer Einführung in verschiedene Modelltypen, Kriterien für gelungene Modelle sowie Modellkritik stand die eigene Kreativität im Mittelpunkt. Die Aufgabe: Ein eigenes naturwissenschaftliches Modell zu entwickeln und zu bauen.

Mit viel Engagement und Sorgfalt wurden in Kleingruppen Entwürfe erstellt, Modelle konstruiert und Legenden angefertigt. Die Ergebnisse konnten sich sehen lassen: Von Strukturmodellen bis hin zu Funktionsmodellen, die Prozesse wie Muskelkontraktion, die Funktionsweise einer Hydraulikpumpe oder die Lungenfunktion veranschaulichten, war alles vertreten.

Ein Beispiel für ein solches Funktionsmodell war das Lungenfunktionsmodell, das die Schülerinnen und Schüler mithilfe eines Pappkartons nachbauten. Auf dem Karton wurden die Lungenflügel, die Luftröhre und das Zwerchfell mit bunter Pappe dargestellt. Die Lungenflügel wurden dabei durch Luftballons repräsentiert, während die Luftröhre mit einem Schlauch abgebildet wurde. Eine Spritze verband die einzelnen Teile des Modells. Durch das Bewegen des Kolbens an der Spritze konnten die Lernenden nachvollziehen, wie das Zwerchfell beim Atmen arbeitet: Beim Herausziehen wurde das Zwerchfell nach unten gezogen, wodurch sich die Luftballons als Lungenflügel aufblähten. Beim Hineindrücken entspannte sich das Zwerchfell, die Ballons zogen sich zusammen – so wurde das Prinzip des Ein- und Ausatmens sichtbar.

„Die Auseinandersetzung mit Modellen hat den Schülerinnen und Schülern nicht nur geholfen, naturwissenschaftliche Zusammenhänge besser zu verstehen, sondern auch ihre Fähigkeit zur strukturierten Planung und kreativen Problemlösung weiterzuentwickeln“, erklärt Frau Heyer. Zum Abschluss wurden die Modelle in Wirbelgruppen vorgestellt. Elea zeigte sich begeistert: „Mir hat vor allem der Bau der Modelle am besten gefallen, da wir selbst entscheiden durften, welches Modell wir bauen möchten. Dabei wurden wir teilweise vor große Herausforderungen gestellt und mussten uns genau überlegen, welchen Bestandteil unseres Modells wir wie darstellen wollten.“ Auch Louis betonte die Bedeutung einer genauen Planung: „Die Erstellung des Modell-Entwurfs war für mich eine wichtige Grundlage und hat uns dabei geholfen, unser Modell erfolgreich zu bauen.“

Maya Heyer zog eine sehr positive Bilanz ihrer beiden Experimentierwochen: „Sie boten den Lernenden eine wertvolle Gelegenheit, sich intensiv mit naturwissenschaftlichen Phänomenen auseinanderzusetzen und ihr Wissen praktisch anzuwenden – eine gelungene Verbindung von Theorie und Praxis. Dabei schulten sie zudem ihre Kompetenzen in Bereichen wie Teamarbeit, Problemlösung und Kreativität. Dem konnte Schulleiter Dr. Descourvières nur begeistert zustimmen: „In unseren MINT-Experimentierwochen sind entdeckendes Lernen und Forschen mit praxisbezogener Anwendung wirksam verknüpft. Das waren sehr wertvolle Erfahrungen auf hohem Erkenntnisniveau für die Schülerinnen und Schüler der Höheren Berufsfachschule.“