Edertalschüler experimentieren

„Warnung! Achtung! Attention!“ Die Schüler des Physikleistungskurses der Edertalschule haben am Donnerstag spannende und lehrreiche Experimente präsentiert, die sie in einem Praktikum erarbeitet hatten. Drei Tage werkelten sie, ohne auf den Pausengong zu hören. Das Projekt stand unter dem Motto: „Dem Elektron auf der Spur“. Denn ohne Elektronen gäbe es keine Elektrizität, würde keine Lampe leuchten und kein Computer brummen. „Wir wollen  die Schüler mit praktischer Arbeit auf das Abitur vorbereiten und die Inhalte des Unterrichts intensivieren“, sagt Initiator des Projektes Bernhard Starck. Unter Anleitung von Steffen Hauck und Andreas Drechsel haben die Schüler die winzigen Elektroden untersucht. Niklas Kowalewski und Laura Kreisz haben die Geschwindigkeit und Zeit von Elektronen gemessen. Dazu wurde ein historisches, altes Millikan-Gerät in Verbindung mit einer Mikroskopkamera eingesetzt, um Öltröpfchen auf dem Computerbildschirm beobachten zu können. Der sogenannte Millikan-Versuch hat das Ziel, die kleinste Einheit und Masse der Elementarladung zu bestimmen.
Das Praktikum soll die G8-Schüler für die Fehleranalyse sensibilisieren. Außerdem ist die praktische Arbeit an den Geräten ein Gewinn für das experimentelle, selbstständige Erarbeiten schwieriger Themengebiete für die Schüler, sagte Lehrer Bernhard Starck. Schüler Daniel Heinemann lobt die Initiative der Edertalschule. Ebenso wie sein Mitschüler Andreas Trusheim, der sagt: „Es ist eine super Abiturvorbereitung“. Chris-Georg Schnell-Hernandez ergänzt: „Endlich kann man was selbst machen. Selbst Krach und Lärm.“
Moritz Specht ist ebenfalls überzeugt: „In der Woche können wir Geräte ausprobieren, was im Unterricht sonst nicht möglich ist“. Im Physikraum bereiten sich alle auf ihre Präsentation vor, besprechen das Experiment, was sie vor sich auf den Tischen stehen haben.
Die jungen Experten fachsimpeln in physikalischer Sprache über schwingende Saiten,  mechanische Schwingungen und Wellen, bis hin zur zerstörungsfreien Analyse von Proben mit einem Röntgenenergiedetektor. Dazu kommt ein neues Röntgengerät zum Einsatz, damit die Eigenschaften der Röntgenstrahlung untersucht werden können. Dadurch lernen die Schüler unterschiedliche Computermesssysteme kennen. Schülerin Lea Kramer findet das Angebot hilfreich: „Ich hatte Lust auf so ein Projekt, denn es ist eine sehr gute  Abiturvorbereitung. Gut war auch, dass wir die Auswahl hatten, welches Experiment wir machen wollen“ Laura Wolf fügt hinzu: „Wir haben irgendwann gar nicht mehr auf den Gong geachtet, so wurden wir nicht aus der Arbeit herausgerissen.“

Edertalschule schickt zum ersten Mal eine Schülerin zum MINT-Camp

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Kurz nach meiner Ankunft am Dienstag, den 8. April, im Kieler Hauptbahnhof und einem kleinen Spaziergang zur Jugendherberge, wurden wir von den zuständigen Mitarbeitern des MINT-EC, Johannes Brattke und Ilkgül Iskifoglu, begrüßt. Ebenfalls zuständig für die Planung des Camps und als Betreuer mit unterwegs, waren die beiden Lehrer Isgard Fenske und Afshin Farokhi von dem Gymnasium Kronshagen, in der Nähe von Kiel. Nach einer kurzen Stadtführung im kalten, regnerischen Kiel wurden wir zusammen mit Wolfgang Gollub, dem Vorstandsvorsitzenden des MINT-ECs, im Ministerium für Bildung und Wissenschaft durch Ministerin Waltraud Wende in Empfang genommen.

Am nächsten Tag ging es dann zum Standort Westufer des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung, wo wir zunächst eine theoretische Einleitung durch mehrere Vorträge bekamen. Mit der Fähre fuhren wir weiter zu dem zweiten Forschungsgebäude des GEOMAR, auf der östlichen Seite der Kieler Förde. Dort bekamen wir eine Werksführung und durften dann in Gruppen selber ran;

die Aufgaben lauteten:

• Nachbauen der Salzzufuhr von der Nordsee in die Ostsee mithilfe von Schwämmen, Salz und unterschiedlich gefärbtem Wasser
• physikalische Messungen an dem Steg vor dem Gebäude, in unterschiedlichen Wassertiefen, durchführen, um die unterschiedlichen Sauerstoff- und Salzgehalte festzustellen
• chemische Messungen vornehmen, die sich mit dem Nitrat-, Phosphat- und Silizium-Gehalt des Wassers beschäftigen
• und ein anschließender Vergleich der Messwerte

Betreut wurden wir dabei von den drei Mitarbeitern des GEOMAR, Dr. Sally Soria-Dengg, Joachim Dengg und Katja Pasdzierny, die uns auch die restliche Woche über begleiteten.

Am nächsten Tag widmeten wir uns zunächst der Aufgabe, verschiedene Wasserproben von unterschiedlichen Stellen und Tiefen chemisch zu ermessen und mithilfe unseres Vorwissens einzuordnen, welche jeweils woher stammen könnte. Danach fischten wir mit einem Netz Plankton, bzw. mit einer Schaufel Benthos. Beide Proben beobachteten wir unter dem Mikroskop und ordneten sie den verschiedenen Übergruppen, wie etwa Phytoplankton – Kieselalge, zu und waren auch oft in der Lage, die genaue Art zu bestimmen (eine in Kiel besonders häufig vorkommende Kieselalge ist z.B. die Sceletonema Costatum). Mit den Benthos Organismen gingen wir genauso vor. Besonders überrascht hat uns z.B., dass es im Hafen so viele Seesterne gibt. Anschließend teilten wir uns in Gruppen auf und begannen, den nächsten Tag vorzubereiten, den wir auf dem Forschungsschiff Alkor verbringen sollten. Ich gehörte zu der Gruppe, die sich mit Benthos beschäftigte: an zwei verschiedenen Stellen wurden von einem Kran Rotalgen-Lebensgemeinschaften gefischt, die wir gemeinsam nach Art sortiert und anschließend bestimmt haben. Zwischendurch bekamen wir auch eine Schiffsführung, durch die wir über die Arbeit des Kapitäns informiert wurden und in die Kajüten der Crew reinschnuppern durften. Am Ende des Tages und leider auch schon des ganzen Camps stellten wir uns gegenseitig unsere Ergebnisse vor. Anschließend verabschiedeten wir uns voneinander, bevor wir in die unterschiedlichsten Richtungen unsere Heimreise antraten.

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Vom 28.10.2013 bis zum 30.10.2013 fand zum ersten Mal das Mint-EC-Praktikum für Physikleistungskursschülerinnen und -schüler der Kursstufe Q3 an der Edertalschule statt. Dreizehn Schüler und drei Schülerinnen hatten die Möglichkeit, an jedem der drei Tage Experimente aus dem Oberstufen-Physikunterricht durchzuführen und auszuwerten. Insgesamt standen acht Experimente zur Auswahl:

• Millikan-Versuch zur Bestimmung der Elementarladung des Elektrons
• Bestimmung der spezifischen Ladung e/m mit der Fadenstrahlröhre
• Bestimmung der Hallkonstanten von Zink und n-dotiertem Germanium
• Die Meißnerschaltung zur Erzeugung ungedämpfter elektromagnetischer Schwingungen
• Atome können nur bestimmte Energiemengen aufnehmen (Franck-Hertz-Versuch mit Neongas)
• Zerstörungsfreie Analyse von Proben mit dem Röntgenenergiedetektor — Resonanzfluoreszenz
• Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums über den äußeren Fotoeffekt
• Elektronen auf berechenbaren Bahnen — Experimente mit der Elektronenablenkröhre

Die Veranstaltung startete am Montag mit einer Einführung in die Fehlerrechnung, die bei der Angabe der Genauigkeit eines Messergebnisses unbedingt erforderlich ist und die die Teilnehmer während der nächsten drei Tage auch intensiv anwenden mussten. Danach wurden in Zweiergruppen die o.g. Experimente durchgeführt. Bis Dienstag Nachmittag hatten die Gruppen drei oder maximal vier Experimente geschafft. Dies gibt bereits einen Hinweis darauf, dass man sich intensiv mit der Materie beschäftigt hat. Am Mittwoch lautete die Aufgabe dann, dass man zu einem der selbst durchgeführten Experimente mit seinem Partner eine kleine Präsentation über alle Aspekte (Theorie/Praxis/Technik) erstellen und am Nachmittag dann auch halten musste. Damit sollten die Teilnehmer über die Inhalte aller acht Experimente informiert werden. Vorrangiges Ziel des Praktikums ist es, den Schülerinnen und Schülern außerhalb des engen Zeitrahmens im regulären Unterricht sowohl Zeit zur intensiveren Durchdringung des experimentellen Aufbaus und der zugrundeliegenden Theorie als auch zur eigentlichen Durchführung mit all ihren Schwierigkeiten und zur Auswertung der Messdaten zur Verfügung zu stellen, um damit bei den ausgewählten Experimenten für ein tiefer gehendes Verständnis zu sorgen. Nach Rückmeldung der beteiligten Schülerinnen und Schüler kann dieses Ziel als erreicht angesehen werden. Denn genau diese Punkte wurden von den Teilnehmern bei der Abschlussbesprechung als besonders positiv genannt. Gewünscht hätte man sich zum Abschluss gerne einen Rundgang bei dem Experten denjenigen Schülern, die ein Experiment nicht durchgeführt haben, direkt vor Ort den Aufbau und die Durchführung erläutern, um noch intensiver über alle Versuche informiert zu werden. Die obigen Bilder geben einen Eindruck von der intensiven Arbeit der Teilnehmer an den mit den Experimenten und dem Experimentieren verbunden Fragestellungen und Problemen.