Warum Experimente in Schülergruppen?

Deutschland ist führend als Hochtechnologie-Land und hält eine Spitzenpositionen in modernen Bereichen wie Automatisierungstechnik, Mikro- und Nanotechnik oder Medizintechnik etc.
Erschreckend stellt man aber gleichzeitig fest, dass Naturwissenschaften, Physik oder auch Technik als Grundlage für diese Position bei der jüngeren Generation nicht sehr beliebt sind. Die Weichen dazu werden unterschwellig von öffentlichen Medien, den Computerspielen als Zeitfresser, aber auch schon durch die Curricula in der Schule gestellt.
Obwohl der naturwissenschaftliche Unterricht mit Experimenten aufwarten kann, die mich als Schüler schon begeisterten, lässt der Lehrplan heute, wegen der geringeren Wertigkeit der Naturwissenschaften gegenüber anderen Disziplinen, für den physikalischen Unterricht wenig Freiheit zur Eigeninitiative. Der Unterricht muss sehr häufig frontal ablaufen.

Mit diesem Beitrag möchte ich den Zugang junger Menschen zu naturwissenschaftlichen Themen attraktiver machen und fördern.
Als Themenkomplex habe ich den Begriff der Schwingung gewählt, da dieser in besonders vielfältigen Erscheinungsformen auftritt. Man hat hier die Möglichkeit mehrere Schülergruppen parallel an ganz unterschiedlichen Experimentalaufbauten gleiche Inhalte bearbeiten zu lassen. Eine Präsentation der Ergebnisse am Ende kann Aha-Effekte auslösen und zum besseren Verständnis beitragen. Neben dem physikalischen Hintergrund gibt es einen zweiten Schwerpunkt auf dem Gebiet der Messtechnik. Hier kann sorgfältiges Arbeiten und Dokumentieren geübt werden.
Als Methode schlage ich, wie oben schon erwähnt, das Experiment in Schülergruppen im Rahmen einer Projektwoche vor. Dabei beschäftigen sich 4-5 Schüler eine Woche lang mit einer inhaltlich und zeitlich begrenzten Aufgabe, die eine intensive Auseinandersetzung mit der Sache erlaubt. Dies fördert die Identifikation mit der Aufgabe und erhöht die Motivation zur Lösung. In der Gruppe wird Teamarbeit geübt, eine Fähigkeit, die im späteren Berufsleben überall und immer wieder gebraucht wird.
Aufgaben, die auf den ersten Blick einfach oder auch lapidar erscheinen, entpuppen sich oft bei der intensiven Auseinandersetzung mit dem Thema als Schwierigkeit, die nur mit Ausdauer oder Kreativität gelöst werden kann. Dies gilt besonders für den messtechnischen Aspekt der Experimente. Hier kann Gruppenarbeit sinnvoll sein, da es immer wieder Mitglieder gibt, die andere ermuntern oder neue Ideen einbringen. Genau so häufig kann sich eine Gruppe aber auch zerstreiten und aus einander fallen. Wenn der Gruppenleiter (Lehrer) in diesem Fall aber rechtzeitig eingreift und die aufgetretenen Probleme deutlich macht, ist schon die daraus resultierende Erfahrung positiv zu werten.

Als Start stelle ich hier zwei mechanische Aufbauten vor:

Weitere Experimente, wie ein Torsionsschwinger sind in Planung. Ergänzt werden kann das Angebot mit dem in jeder Physiksammlung vorhandenen Spiralfeder-Schwinger, aber auch Versuche aus der Elektrotechnik oder Akustik sind denkbar.