Das Martinuscollege untersucht Klimaphänomene
Der Grafikrechner unterstützt es dabei.
Wie integriert man aktuelle Ereignisse in Unterrichtseinheiten? Die Physiklehrerin Cathy Baars entwickelte ein Projekt über Dürre und Wasserverschmutzung in Spanien. Denn wie kann es sein, dass ein Land, das von Wasser umgeben ist, so von Dürre betroffen ist? Sie schickte 12 SchülerInnen der Oberstufe auf die Reise um das zu erforschen. Dabei arbeiteten die SchülerInnen an Lösungen mit ihren TI-Nspire™ CX II-T-Grapik-Taschenrechnern und programmierten sie in Python. Cathy Baars: „Mit diesem Projekt denken die SchülerInnen über den Unterricht hinaus. Während ihrer Studienreise nach Spanien haben sie gelernt, wie kleine Aktionen wirklich einen Unterschied machen.“
Am Ende des Schuljahres beschäftigte sich Cathy Baars im Physikunterricht drei Wochen mit diesem Projekt. „Wir haben mit einer Literaturrecherche begonnen“, beginnt Cathy Baars. „Was sind die Dürreprobleme und die Folgen der starken Regenfälle in Spanien? Dann bildeten wir Gruppen und jede Gruppe wurde ein „Ingenieurbüro“. Sie wählten ein Problem aus, für das sie eine Lösung finden wollten. Dies waren praktische Lösungen, wie Winderzeugung, Wassertransport, Energiespeicherung, Regen, oder Salzwassergehalt.“
Programmierung in Python
Jedes „Unternehmen“ erhielt dann die Aufgabe, das Problem anzugehen. „Die Idee ist, dass die Studenten einen Aktionsplan entwickeln, einen Prototyp bauen und zeigen, dass die Lösung funktioniert.“ Die Arbeit an der technischen Automatisierung ist Teil des Projekts, indem die SchülerInnen Technologien z.B. von Texas Instruments verwenden.
Cathy Baars erklärt dazu: „Die SchülerInnen verwenden ihr eigenes TI-Nspire™ CX II-T Handheld, mit dem sie in Python programmieren. Hinzu kommen der TI-Innovator™ Hub - ein Mikrocontroller - sowie verschiedene Sensoren, Solarzellen, Motoren und Pumpen. Im Rahmen des Projekts sollten die SchülerInnen zwei flexible Stunden absolvieren und lernen, wie diese Technologie im Zusammenspiel mit Python verwendet wird.“
Auf der Suche nach dem effektivsten Lösungsansatz
Cathy Baars merkt an, dass ihre Schüler die Programmierung schnell anwenden können. „Und das ist nützlich, weil sie Steuerungssysteme für dieses Unternehmen entwickeln müssen, um Pumpen, Sensoren und Solarzellen zu steuern.“ Dies steht im Zusammenhang mit unterschiedlichen Lernzielen des alten und des neuen Lehrplans. „Ich verwende didaktische Ansätze wie Lernen am Modell und forschendes Lernen. Zusammen mit den SchülerInnen schaue ich mir die Probleme an und führe sie bei der Entwicklung von Lösungen, indem wir den Prozess in klare Schritte unterteilen. Dabei spielt die Technologie immer eine wichtige Rolle. Am Ende sollte alles, was sie sich ausgedacht haben, per Knopfdruck erledigt werden.“
Außerdem reagieren die Schüler manchmal sehr überrascht. „Zum Beispiel, wenn Sie erkennen, dass ein Elektromotor auch ein Generator sein kann. Und ein sehr schönes Ergebnis war, dass wir es zum ersten Mal in der Klasse geschafft haben, Salzwasser zu verdunsten und Süßwasser dafür zurückzubekommen.“
Blühender Garten nach Physikklasse
Mit einem "Erasmus+"-Stipendium konnten sechs SchülerInnen und zwei Lehrkräfte eine Studienreise nach Álora in der Nähe von Malaga unternehmen. „Zum Beispiel war der Obstgarten seines Nachbarn abgebrannt und er hatte kein (fließendes) Wasser, obwohl es eine natürliche Wasserquelle gab. Die Schüler arbeiteten daran, Wasser zu fördern und einen Versuchsraum für neue Pflanzen und Bäume zu schaffen.“
Die SchülerInnen nannten das Projekt „La espiral verde“, die grüne Spirale. „Sie arbeiteten daran, die Wasserquelle freizulegen, einen spiralförmigen Garten zu bauen, um Erosion zu verhindern, und Pumpen und Filter zu automatisieren. Und das Schöne daran ist: Noch als wir da waren, hatte der Nachbar fließendes Wasser. Nach einem Monat habe ich auch ein Foto vom Spiralgarten gemacht, und alles ist grün, Mangos, Avocados und andere Pflanzenarten wachsen!“
Hoffnungsvolle Zukunft
Cathy Baars stellt fest, dass diese Projekte das Klimabewusstsein der Schülerinnen gestärkt haben. „Sie haben gesehen, dass man mit manchmal einfachen, technologischen Lösungen einen Beitrag leisten kann. Gleichzeitig sind diese Probleme nicht leicht zu lösen. In Spanien gibt es einen Kampf um das Wasser, und die Regierung muss schwierige Kompromisse eingehen. Sie haben gelernt, über den Unterricht hinaus zu denken, was der Sinn des forschenden Lernens ist. Sie sind ziemlich besorgt bezüglich des Klimawandels. Aber es ist schön zu sehen, dass sie nun mit etwas mehr Zuversicht in die Zukunft schauen.“
Auf vier Fächer erweitern
Die SchülerInnen selbst schreiben, wie sie auf das Gelernte zurückblicken. „Ein Schüler sagte: „Es wirkt, als hätten wir Urlaub.“ Cathy Baars lacht. „Es mag sich so anfühlen, aber sie arbeiteten jeden Tag von 8 bis 22 Uhr! Und das Tolle daran ist, dass es eine Reihe von SchülerInnen in der Berufswahl bestätigt hat, dass sie sich für eine technische Ausbildung entscheiden.“ Das Projekt ist auch in der Schule ein Erfolg. „Im nächsten Jahr werden wir fächerverbindend in Physik, Chemie, Biologie und Geographie gemeinsam mit der Green Society den Einsatz von TI-Nspire™ CX-Technologie zur Messwerterfassung und zur Programmierung ausweiten. Im Rahmen dieses Projekts werden wir gemeinsam eine klimaresistente Stadt aufbauen.“
Möchten Sie mehr erfahren?
- Sehen Sie sich auch die Lehrmaterialien zu diesem Projekt an: Helfen Sie den Olivenbäumen zu überleben“ (In Dutch)