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Zehn Jahre Schülerlabor Quantensprung in Geesthacht

Natur und Wissenschaft zum Anfassen

Statistiken belegen: Das Interesse von Schülern an naturwissenschaftlichen Fächern nimmt ab. An den Schulen gibt es oft durch Lehrermangel und fehlende fachliche Ausrüstung Defizite bei der Stoffvermittlung. Um dieser Entwicklung entgegen zu wirken, entstand vor mehr als zehn Jahren im Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG, ehemals GKSS) die Idee, ein Schülerlabor einzurichten, um Kinder und Jugendliche im direkten Kontakt für Naturwissenschaften zu begeistern. Zum Jubiläum blickt das „Schülerlabor Quantensprung“ mit den beiden Themenschwerpunkten Wasseranalytik und Brennstoffzelle auf rund 2.800 Lehrer, die mit 35.000 Schülern aus den vier nördlichen Bundesländern das Labor besucht haben, zurück. Doch die Begeisterung über diese großartigen Zahlen ist nicht uneingeschränkt.

Naturwissenschaftliche Fächer gelten bei Schülern als unbeliebt, schwer und uninteressant. In internationalen Vergleichen (TIMSS, PISA) der vergangenen Jahre schnitten deutsche Schüler schlecht ab und so überrascht es nicht, dass es auch an Studenten in den naturwissenschaftlichen oder ingenieurstechnischen Fächern mangelt. Daran hat sich offensichtlich in den vergangenen zehn Jahren nicht viel geändert. Zudem fehlt es an aktuellen und belastbaren Studien und Erhebungen, aus denen nicht zuletzt die Bildungspolitik ihre Entscheidungen ableiten könnte.

In den Anfängen suchte das Forschungszentrum in Geesthacht den Kontakt zu umliegenden Schulen und den Schulbehörden, um mit Angeboten diesem negativen Trend entgegenzuwirken. Es entstand die Idee, mit einem ausgebauten „Experimentier-Truck“ auf die Schulhöfe zu fahren und Schulklassen darin experimentieren zu lassen. Doch als 2001 dann auf dem Gelände des damaligen GKSS-Forschungszentrums ein Innovationszentrum – das heutige GITZ - geplant wurde, sollte dort ein Schülerlabor eingerichtet werden. Schüler sollten etwas von der Atmosphäre des Forschungszentrums mitbekommen und die Forschungsinhalte authentisch erleben können.

Deutschlandweite Förderung von Schülerlaboren

In einer deutschlandweiten Initiative wurden in den Jahren 2002 bis 2004 aus einem Gemeinschaftsfond der Helmholtz-Zentren entstehende Schülerlabore gefördert. In Geesthacht finanzierte das GKSS die Labor-Grundausstattung, eine Planstelle, den Transport der Schüler ins Labor sowie die Miete für die Räume. Die Schulbehörde Hamburg steuerte einen Großteil der Unterrichtsmaterialien bei und mit Mitteln der Technologiestiftung Schleswig-Holstein wurden die Laptops an den Schülerarbeitsplätzen angeschafft. Das Land Schleswig-Holstein ordnete einen Lehrer mit einer halben Stelle an das Labor ab und aus dem „Impuls- und Vernetzungsfond“ der Helmholtz-Gemeinschaft wurde eine weitere Stelle im Schülerlabor für die Jahre 2002 bis 2004 finanziert. Zudem gab es einen Kostenzuschuss für die Erweiterung des Kursprogramms (Wasseranalytik).

Noch vor der offiziellen Eröffnung am 27. März besuchte Mitte Januar 2002 die erste Schulklasse das Labor. Die Idee mit dem Experimentier-Truck wurde später indirekt umgesetzt. Seit November 2007 rollt ein auffälliger blauer Bus - mit großem weißem Quantensprung-Logo, der auf „Quantenblitz“ getauft wurde – durch die Lande und bringt seitdem auch die Schulklassen ins Labor. Im Dezember 2007 wurde ein zweites Labor mit 28 Schülerarbeitsplätzen in Betrieb genommen. Heute umfassen die Räumlichkeiten im Geesthachter Innovations- und Technologiezentrum (GITZ) zwei Labore, ein Büro und einen Lagerraum. Die Themen Brennstoffzelle und Wasseranalytik werden gegenwärtig ab Klassenstufe 10 und nachfolgend für alle Schularten angeboten.

Meinung

Die mangelnde Ausbildung von Schülern besonders in den Naturwissenschaften ist ein wichtiger Aspekt bei der Diskussion des Themas Nachwuchskräftemangel für die deutsche Wirtschaft und schlechte Qualifikation von Schulabgängern. Zehn Jahre (naturwissenschaftliches) Schülerlabor Quantensprung in Geesthacht – das sind 35.000 Schüler und 2.800 Lehrer aus den Ländern Schleswig-Holstein, Mecklenburg-Vorpommern, Hamburg und Niedersachsen. Was das Team um Laborleiter Michael Buchsteiner in dieser Zeit beobachten konnte, sind mehr als flüchtige Eindrücke oder Momentaufnahmen. Zehn Jahre sind ein ausreichend langer Zeitraum, um hinreichend statistisches Material für fundierte Erkenntnisse zu sammeln. Die Redaktion des WFL-Newsletters bat Herrn Buchsteiner um ein Statement zur Bildungspolitik.

„Warum fragt uns eigentlich keiner?“

Von Michael Buchsteiner, Leiter Schülerlabor Quantensprung am HZG

Man könnte sich hier im „Vier-Länder-Eck“ fragen, was die unzähligen Bildungsreformen in der Schullandschaft der Bundesländer um uns herum bewirkt haben. An Verände­rungen in den Schulen hat es in den vergangenen zehn Jahren, seit wir hier in Geesthacht entsprechende Einblicke haben, nicht gemangelt. Inzwischen fällt es uns schon schwer, die jeweils richtige und aktuelle Bezeichnung der Schulart des jeweiligen Bundeslandes verstehen und deuten zu können.

Da gibt es Stadtteilschulen, Gemeinschaftsschulen, Oberschulen, Regionalschulen, Regionale Schulen und so weiter. Da führt ein Bundesland das Abitur nach 13 Schuljahren ein (weil alle anderen es so machen), zeitgleich stellt aber ein anderes auf „Abitur nach zwölf Jahren“ um. Das erste Bundesland macht das dann nach wenigen Jahren auch wieder so. Da gibt es in einem Bundesland keine Grund- und Leistungskurse in der Abiturstufe mehr. Der gleiche Stoff soll dann in einem vorher dort auch noch nicht da gewesenen Zentralabitur in weniger Stunden pro Woche und insgesamt in einem Schuljahr weniger geschafft werden.

Zeitgleich beklagen Universitäten und Firmen mangelnde Studier- oder Ausbildungs­fähigkeit bei den jungen Menschen. Die Lehrer in einem anderen Bundesland, hoffen dann noch zwei Jahre lang, dass bei ihnen nicht die gleichen Dinge eingeführt werden, die im Nachbarbundesland offensichtlich nicht zum Erfolg führten. Aber Bildungspolitik ist Ländersache, und da dort alle paar Jahre gewählt wird und das Bildungsministerium immer ein umkämpfter Platz für Parteipolitik ist, muss zwangsläufig sofort nach einem Regierungswechsel - gerade in der Bildung - reformiert werden.

Die Auswirkungen der Reformen erleben wir hier im Schülerlabor dann in der Realität. Entscheidungsträger aus dem Bereich der Bildung in Schleswig-Holstein, Niedersachsen, Hamburg und Mecklenburg-Vorpommern könnten uns oder die Lehrer aus den entsprechenden Nachbarbundesländern doch mal fragen, was denn diese oder jene Veränderung in der Bildung überhaupt bewirkt hat, bevor sie im eigenen Bundesland eingeführt wird. Es ist doch bitter, dass gerade auf diesem Sektor soviel aus politischen Gründen probiert wird.

Bei den ewig schlechten Ergebnissen Deutschlands bei Bildungsstudien sind meiner Meinung nach nicht hektische, politisch motivierte Veränderungen gefragt, sondern vielmehr die richtigen Wege, Wissen so zu vermitteln, dass es bei den jungen Menschen ankommt und auch haften bleibt. Dass südlichere Bundesländer da manchmal besser sind, liegt nach meiner Einschätzung nicht unbedingt daran, dass diese ein besseres Bildungssystem haben. Sie verändern es nur nicht im Zwei-Jahres-Rhythmus! Wir können leider nach zehn Jahren als naturwissenschaftliches Schülerlabor im Bereich von vier Bundesländern bei den Kindern und Jugendlichen keine in dieser Zeit vergrößerten naturwissenschaftlichen Kenntnisse und Fähigkeiten konstatieren. Kein Wunder, wenn für diese Fächer effektiv weniger Zeit in der Schule vorhanden ist.

Dass immer größere Schulklassen dem Erwerb von Experimentierfertigkeiten nützlicher sind als kleinere Gruppen, beobachteten wir bei unseren Gruppen nicht. Und dass bei Zusammenlegung von Schularten in einer größeren Klasse die stärkeren die schwächeren immer gut anleiten und mitziehen können, stellen wir auch nicht fest. Zudem stellt sich in diesem Zusammenhang die Frage: „Muss sich um die leistungsstärkeren nicht auch einer kümmern?“ Was wir im Schülerlabor aber erst recht nicht erkennen können, ist, dass die Auflösung der Fächer Physik, Chemie und Biologie in „Nawi“ (naturwissenschaftlicher Unterricht) beim Verständnis der Naturwissenschaften hilft.

Da es kaum noch Physiklehrer an Schulen gibt, Biologielehrer aber eher greifbar sind, machen die dann „Nawi“, also alles zusammen. Und in der Oberstufe an einem Gymnasium sollen diese Schüler dann konkret Physik oder Chemie wählen. Das ist nicht so einfach, wenn man gar nicht weiß, welche Gegenstände der Natur welche Naturwissenschaft mit welchen Methoden untersucht. Das naturwissenschaftliche Verständnis bei den Schülern verbessert, haben all die Veränderungen der vergangenen Jahre in den Schulen nicht. Das sehen wir hier in unserer Arbeit in einem Schülerlabor im „Vier-Länder-Eck“ deutlich - aber uns fragt ja keiner.


Fast 1.800 Kurse

Das Quantensprung-Team besteht aus Laborleiter Michael Buchsteiner, Lehrer für Mathematik / Physik und Dr. Sabine Mendach, Chemikerin. Ihre Stellen (100% / 64%) werden vom Helmholtz-Zentrum-Gesthacht (HZG) finanziert. Der Dritte im Bunde ist Dr. Eilhard Becker, Chemiker und Lehrer für Chemie /­ Mathematik am Otto-Hahn-Gymnasium Geesthacht, der an zwei Tagen der Woche im Labor unterrichtet (Stelle vom Land SH). Bis heute wurden etwa 1.740 Kurse gegeben für Schulen aus Schleswig-Holstein (43%), Niedersachsen (24%), Hamburg (19%), Mecklenburg-Vorpommern (7%) und anderen Bundesländern (7%). Dabei kamen 49% der Schüler aus Gymnasien, 22% aus Realschulen (und ver­gleich­baren), 9% aus Gesamtschulen (und ver­gleich­baren), 5% aus Berufsschulen und 4% aus Hauptschulen (11% sonstige).

Neben den üblichen Tageskursen gibt es im Labor viele weitere Aktivitäten: Unter dem Titel „Schülerlabor im Hort“ werden Hamburger Vor- und Grundschulkinder spielerisch mit Naturwissenschaften vertraut gemacht; Bei der „HVV-Future Tour“ experimentieren Hamburger Schüler zum Thema Mobilität in der Stadt; Bereits elf Mal wurde der „Girl’s day“ sowie acht Mal der „Eltern-Kind-Forschertag“ veranstaltet. Des Weiteren gibt es VHS-Kurse, mehrtägige oder Wochen-Kurse sowie Lehrerfortbildungen und die Möglichkeit des Unterrichtens für Referendare in der Ausbildung. 

Vielseitiges Engagement

Für ausgewählte Schüler aus Schleswig-Holstein wurde in den Jahren 2003, 2004, 2005, 2008 und 2009 eine Schüler­studien­woche veranstaltet. Außerdem begleitet Quantensprung den Wettbewerb „Jugend forscht“ und „Schüler experimentieren“. Mit zahlreichen Ständen und in vielen Vorträgen wurde das Schülerlabor in den vergangenen Jahren vorgestellt und die Idee befördert. Beim jährlichen Wissen­schafts­sommer des „Netzwerks der Schülerlabore in der Helmholtz­gemein­schaft“ war man mit einem Stand 2010 in Magdeburg, 2011 in Mainz und 2012 in Lübeck vertreten.