Neue Technologiefelder für die Schule erschliessen

Umweltthemen sind faszinierend, aber komplex und vielschichtig. Um die komplexe Materie für Jugendliche begreifbar zu machen, haben Forschende der FHNW verschiedene Experimente zu drei ausgewählten Themen entwickelt. In Versuchen und mit modernen Lern-Apps erkunden Schülerinnen und Schüler Umweltprobleme, die ihren Alltag beeinflussen.

Ein Team von Forschenden um Daria Hollenstein von der Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW macht Naturwissenschaften für Jugendliche zum Erlebnis. In ihrem Projekt dürfen Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I verschiedene Experimente und Messungen selbst ausführen und erlernen Umweltthemen so auf anschaulichere Art und Weise als nur aus dem Lehrbuch. Dafür haben die Forschenden Themen ausgewählt, die im aktuellen Lehrplan noch nicht fix verankert sind: Lärmbelastung, Mikroverunreinigungen im Wasser und Feinstaub in der Luft. «Wir haben uns bewusst für diese drei entschieden, weil die Jugendlichen hier einen Bezug zu ihrem Alltag herstellen können», sagt Hollenstein. «Das entmystifiziert Naturwissenschaft und Technik und weckt ihr Interesse. Die Jugendlichen merken bald, dass sie mit den richtigen Kenntnissen viele Fragen aus dem Alltag beantworten können und dass Naturwissenschaft und Technik nicht nur abstrakt sind.»

Fokus auf selbstständigem Experimentieren

Der Fokus der Lerneinheiten liegt auf dem selbstständigen Experimentieren. Um beispielsweise das Prinzip der Wasserreinigung zu verdeutlichen, haben die Forschenden ein Experiment mit Cola zusammengestellt. Die Jugendlichen testen eine Sandfiltration und einen Aktivkohlefilter an einem alltäglichen Getränk und erleben dabei, was für unterschiedliche Auswirkungen verschiedene Filter haben. So wird die sonst schwarzbraune Cola mit einem Aktivkohlefilter zu einer durchsichtigen Flüssigkeit. Die sieht zwar langweilig aus, doch schmeckt sie trotzdem fast genauso wie Cola. Das löst Staunen und Neugier aus.

Auch bei der Vermittlung des nötigen Hintergrundwissens setzt das Projektteam auf Eigeninitiative. So erkunden die Schülerinnen und Schüler beim Thema Lärmbelastung die relevanten Wellenphänomene selbstständig per Smartphone. Dieses Wissen können sie im nächsten Block, wo sie die Lärmbelastung per App messen und kartieren, gleich anwenden. «Die Experimente werden nicht einfach vorgeführt. Die Jugendlichen machen die Versuche und Messungen selbst, damit sie wissen, wie das funktioniert. Danach entwickeln sie eigene Fragestellungen, die sie untersuchen wollen, und üben, wie man Experimente entsprechend planen und durchführen muss», so Hollenstein.

Umweltthema in Bezug zur persönlichen Erfahrungswelt

Am Anfang und Ende jedes Unterrichtsmoduls setzen die Lernenden das Umweltthema in Bezug zu ihrer persönlichen Erfahrungswelt. Im Falle der Lärmbelastung geht es beispielsweise um die Entstehung von Lärm und wie er auf den Körper wirkt sowie um die bundesamtliche Lärmkartierung und Schallschutzmassnahmen. Ausserdem werden thematisch verwandte Berufsfelder vorgestellt, die später für die Schülerinnen und Schüler interessant sein könnten.

Dem Team von FHNW-Forschenden war bei dem Projekt besonders der interdisziplinäre Ansatz wichtig. Die Umweltthemen bieten Anknüpfungspunkte für verschiedene Unterrichtsfächer. Beim Thema Lärm gibt es Bezüge zu Geografie und Physik, bei Mikroverunreinigungen zu Biologie und Chemie. Technik spielt überall eine Rolle. All das hilft den Lernenden, die neuen Erkenntnisse auch nach dem Unterricht weiter anzuwenden und in ihren Alltag einzubauen. Die ersten Rückmeldungen aus der Testphase des Schulprojekts sind positiv.