MINT-Bildung im erweiterten Kontext

Angehende und amtierende Lehrpersonen sollen im Rahmen dieses Projekts Technikverständnis entwickeln durch die Notwendigkeit, Prinzipien und Wirkungsweisen von Technik im Filmerleben stumm dargestellter Technikereignisse beobachten, beschreiben und für sie Erklärungsansätze entwickeln zu müssen. Wenn über Beobachtungen berichtet werden soll und Erklärungen formuliert werden sollen, muss man für die Beobachtungen und Erklärungen geeignete Redemittel verwenden – Verständnis und Sprache hängen eng miteinander zusammen.

Die Filmsequenzen, die den Lehrpersonen ermöglichen sollen, das Erschliessen technischer Erscheinungen selbst zu erleben und danach über den Konnex von Konzept und Begriffen nachzudenken, werden als unvertonte Filmsequenzen technischer Abläufe und Ereignisse bereitgestellt.

Im Rahmen des Projekts wird sowohl eine Weiterbildungsveranstaltung als auch ein Angebot im Rahmen der Sachunterrichtslehre der PH FHNW konzipiert und durchgeführt.

Die Umwelt-, Gebäude und Produktionstechnik stehen in Bezug auf Energie- und Ressourceneffizienz vor grossen Herausforderungen. Diesen Herausforderungen kann nur gerecht werden, wer Zusammenhänge versteht. Im Projekt werden angehende und amtierende Lehrpersonen befähigt, mittels moderner, technischer Systeme Systemkompetenzen der Lernenden in den MINT-Fächern zu fördern, zu begleiten und zu evaluieren. Unter Systemkompetenz wird hier die Fähigkeit verstanden, komplexe Wirklichkeitsbereiche als Systeme zu beschreiben, zu rekonstruieren und zu modellieren und auf der Basis der Modellierung Erklärungen zu geben, Prognosen zu treffen und Handlungsmöglichkeiten zu entwerfen und zu beurteilen.

Surface-Design bezieht sich auf Oberflächengestaltungen von Textilflächen. Neben ästhetischen Auseinandersetzungen mit Farben, Mustern und Materialien sind viele technische Lösungen erforderlich, bevor beispielsweise eine Gewebefläche bedruckt werden kann. In diesem Projekt geht es um den forschenden Prozess, welcher dann einsetzt, wenn Druckgrund und -muster vorbereitet sind. Der Fokus liegt auf dem technischen Vorgehen im Entwicklungsprozess «vom Entwurf zum Druck», welcher beobachtet und analysiert wird. Die Erkenntnisse daraus dienen als Grundlage einer analytischen Forschungsarbeit, die zum Ziel hat, die technischen Vorgehensschritte für den Unterricht zu vereinfachen. Dadurch sollte ermöglicht werden, dass in Schulen exemplarisch wissenschaftliche Forschungsmethoden auf einem für Lernende adäquaten Anspruchsniveau eingesetzt werden können. Studierende der Sekundarstufe I lernen durch das MINT-Projekt, in den Druck- und Färbeverfahren – neben der gestalterischen Auseinandersetzung – auch wissenschaftlich zu arbeiten. In der Folge werden Aufgabenstellungen für den Unterricht der Zielstufe erarbeitet.

Die Beherrschung wissenschaftlicher Methoden ist eine zentrale Kompetenz in den Naturwissenschaften: Phänomene beobachten und beschreiben, Hypothesen zur Erklärung formulieren und dann Experimente zu ihrer Überprüfung entwickeln und durchführen. Ein grundlegender Schritt besteht darin, bei alltäglichen Phänomenen diejenigen Komponenten zu erkennen, die physikalisch modelliert werden können. In der Forschung werden diese Methoden häufig verwendet, aber selten in der Lehre. Oft werden den Studierenden Experimente präsentiert und erklärt, die bereits stark von der Alltagswirklichkeit abstrahiert und vereinfacht sind. So verpassen sie eine Gelegenheit, selber die wissenschaftliche Methodik zu erwerben oder zu vertiefen. Ziel des vorliegenden Pilotprojekts ist es, dass sowohl angehende Lehrpersonen als auch Studierende der Konservierung und Restaurierung alltagsnahe physikalische Phänomene beobachten und beschreiben, selber Hypothesen für deren Erklärung entwickeln und damit Vertrauen in die kritischen und flexiblen naturwissenschaftlichen Vorgehensweisen gewinnen. Entsprechende didaktische Methoden wurde von Etkina und Mitarbeitern unter dem Namen ISLE (Investigative Science Learning Environment, www.islephysics.net) entwickelt und für klassische Themen der Physik implementiert. In diesem Projekt wollen wir es auf das Thema der Farbgestaltung anwenden, ein in der Physik unkonventionelles, aber für die Erhaltung und Restaurierung von Kunstwerken zentrales Thema.