[Schule NRW 06-23]

In Nordrhein-Westfalen können Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe von der Schule angebotene Projektkurse belegen. Dabei bieten MINT-Projektkurse eine besondere Möglichkeit, MINT-Themen auch fächerübergreifend zu vertiefen.

Die Schülerinnen und Schüler sollen eigenständig komplexe Fragestellungen bearbeiten und dabei theoretische und praktische Methoden anwenden.

Die Einbindung regionaler zdi-Netzwerke kann die Attraktivität von MINT-Projektkursen erheblich steigern. Sie können die Vernetzung mit externen Partnern unterstützen und damit Zugang zu wertvollen Ressourcen und starker Praxisorientierung ermöglichen. Dadurch kann die MINT-Ausbildung auf einem hohen Niveau erfolgen, der wissenschaftliche und technologische Zugang wird gefördert und aktive Studien- und Berufsorientierung betrieben.

Zwei Beispiele zeigen eindrucksvoll das Potenzial, das durch Kooperation mit zdi-Netzwerken verfügbar wird. Zudem werden Lehrkräfte hierdurch bei Gestaltung der Kurse erheblich unterstützt.

Die N.E.R.D.S. der Schiller-Schule Bochum

Naturwissenschaftliche Experimentierrunde der Schiller-Schule – kurz N.E.R.D.S – so wird seit dem Jahr 2017 der naturwissenschaftliche Projektkurs der Schiller-Schule in Bochum betitelt. Das Konzept des Kurses lautet in Kurzform wie folgt: Die Schülerinnen und Schüler können in Kleingruppen an selbstbestimmten Forschungsfragen arbeiten und müssen diese Arbeit adäquat dokumentieren. Diese Dokumentation erfolgt in der Regel in Form einer Facharbeit und einer Plakatpräsentation. Die Gruppengröße wird auf drei Schülerinnen und Schüler begrenzt, auch um eine Teilnahme an Wettbewerben wie Jugend forscht zu ermöglichen.

Der Kurs startet mit einem kurzen Workshop, der den Teilnehmenden wichtige Prinzipien wissenschaftlichen Experimentierens und Arbeitens nahebringt, da alle Themen der gewählten Projekte experimentell ausgerichtet sein müssen. An kleinen Projekten wird der Weg von der Fragestellung bis zur Auswertung der experimentellen Ergebnisse in kompakter Form durchgespielt, damit die Schülerinnen und Schüler auf die wichtigsten Schritte des naturwissenschaftlichen Erkenntnisweges vorbereitet werden: Schwerpunkte sind hierbei wissenschaftliches Arbeiten, Reproduzierbarkeit, Fehleranalyse und -diskussion, Darstellen und Auswerten von Daten mit Hilfe von Tabellenkalkulationsprogrammen, Entwurf von Folgefragen und vieles mehr.

Am Ende dieses Workshops sollen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer dann neben den wissenschaftspropädeutischen Anteilen auch einen ersten Schritt auf dem Weg zur Beantwortung ihrer eigenen Projektfrage gehen. Anschließend arbeiten die Schülerinnen und Schüler an ihren eigenen Projekten.

Die folgende Aufzählung gibt einen kurzen Einblick in die Vielfältigkeit der Projektthemen:

• Fernüberwachung der Funktionsfähigkeit des Wildschwein-Elektrozauns im Weitmarer Holz
• Proteine im Körper - Proteine für den Körper! Testung von Versuchen zur Proteinauftrennung als Schülerversuche in der Sekundarstufe I
• Trinkwassergewinnung durch Kondensation
• Die Erzeugung von Tönen mit künstlichen Lippen auf der Trompete
• Bau eines 3-Kanal-Elektroenzephalogramms
• Tierskizzen und künstliche neuronale Netze - Auswertung von Einstrichzeichnungen mittels eines künstlichen neuronalen Netzes

Im zweiten Kurshalbjahr werden dann zusätzlich zur intensiven Kleingruppenarbeit an den Projekten die Dokumentation und die Plakatpräsentation auf dem Projekttag „Schillernde Projekte“ in den Blick genommen. Außerdem werden die Schülerinnen und Schüler hinsichtlich verschiedener Wettbewerbsteilnahmen informiert. Da der Kurs interdisziplinäre Fragestellungen zwischen Physik, Biologie, Biochemie, Technik, Informationstechnik etc. untersucht, wird er gemeinsam von einem Biologie- und einem Physiklehrer gestaltet und zusätzlich von externen Betreuern des zdi-Netzwerks IST.Bochum begleitet.

Darüber hinaus werden mithilfe des zdi-Netzwerks häufig externe Partner aus Hochschulen, Unternehmen und weiteren Institutionen eingebunden, die gezielt und themenspezifisch einzelne Projektgruppen unterstützen.

Für eine erfolgreiche Teilnahme an Wettbewerben, insbesondere Jugend forscht, wird Wert auf methodisch differenzierte und umfassende Ausarbeitungen gelegt, um dem wissenschaftspropädeutischen Anspruch gerecht zu werden.

Der Kurs erfreut sich an der Schule großer Beliebtheit, so dass seit mehreren Jahren regelmäßig mindestens ein Kurs pro Kalenderjahr durchgeführt wird.

Die „Zukunftsingenieureinnen und Zukunftsingenieure“ am Theodor-Heuss-Gymnasium Waltrop

Der Kurs „Zukunftsingenieurinnen und Zukunftsingenieure“ besteht seit 2016, zunächst als freiwilliges Projekt des Physik-Leistungskurses, dann als fächerverbindender MINT-Projektkurs in der Oberstufe.

Er wird als dreistündiger Projektkurs im zweiten Halbjahr der Q1 und im ersten Halbjahr der Q2 angeboten. Die durchschnittliche Teilnehmerzahl beträgt 16 bis 18 Schülerinnen und Schüler. Der Mädchenanteil liegt bei etwa 50 Prozent.

Einschlägige Erfolge erzielten die Teilnehmenden bei Jugend forscht, beim VDE-Rhein-Ruhr-Technikpreis, aber auch beim DIGI You der NRW.BANK und bei 3MALE von Westenergie.

Regelmäßig werden besondere Lernleistungen im Rahmen des Abiturs eingebracht.

Das Referenzfach des Projektkurses am Theodor-Heuss-Gymnasium ist Mathematik, um allen interessierten Schülerinnen und Schüler die Teilnahme zu ermöglichen. Die Inhalte können darüber hinaus Bezüge zu allen MINT-Fächern haben. Fast alle Projekte sind interdisziplinär ausgerichtet und verfolgen Themen quer durch den MINT-Bereich, häufig auch mit starkem Bezug zu technischen Fragestellungen.

Hierdurch leistet der Projektkurs auch für die Berufsorientierung einen wichtigen Beitrag.

Mit Unterstützung des zdi-Netzwerks MINT.Regio werden externe Partner eingebunden. Durch diese Zusammenarbeit werden technische Fachexpertise und moderne Methoden aus der Arbeitswelt erfolgreich in die Schule transferiert.

Durch Präsentationen in der Öffentlichkeit entstehen häufig Anlässe, um Projektmanagement, Zeitmanagement und Präsentationstechniken zu trainieren. In den vergangenen Jahren gab es immer wieder Anlässe, in denen die Presse über die Projekte des Kurses berichtet hat. Auch waren die Teilnehmenden des Kurses häufig bei Sponsoren oder Partnern eingeladen, um ihre Projekte vorzustellen.

Der Kurs wird aktuell von einem Ingenieurbüro begleitet. Damit können die Schülerinnen und Schüler praxisnahe Einblicke in das Berufsleben einer Ingenieurin oder eines Ingenieurs erlangen.

Fast alle Schülerinnen und Schüler des Kurses nehmen regelmäßig an den oben genannten Wettbewerben teil, präsentieren dort ihre Projekte vor fachkundigen Jurys und stehen dabei Rede und Antwort. Dadurch trainieren sie wiederum ihre Kommunikationskompetenzen, was ihnen später zum Beispiel in Bewerbungsverfahren helfen kann.

Ein besonderes Highlight waren die beiden Goldmedaillen auf der internationalen Erfindermesse in Nürnberg 2022 (IENA) für die Projekte zum Datenhandschuh für Gebärdensprache und zu einer Drohne, die über einem Chemiewerk in Castrop-Rauxel nach Benzol „schnüffelt“.

Autoren: Klaus Trimborn, Landeskoordinator MSB für zdi.NRW; Sebastian Schmidt und Maximilian Sauerwald, Schiller-Schule Bochum; Dirk Schulz, Theodor-Heuss-Gymnasium, Waltrop

Zukunft durch Innovation.NRW ist das größte MINT-Netzwerk Europas. Junge Menschen mit MINT in Kontakt zu bringen, ihnen moderne (Labor-)Räume zum Experimentieren zu bieten und zu zeigen, dass MINT einfach überall drinsteckt – das sind die Ziele der Gemeinschaftsoffensive für den naturwissenschaftlich-technischen Nachwuchs in Nordrhein-Westfalen. Die zdi-Netzwerke und zdi-Schüler:innenlabore bieten dabei in ganz Nordrhein-Westfalen Maßnahmen entlang der gesamten Bildungskette vom Kindergarten bis ins Studium und in den Beruf an.

Weitere Informationen zu zdi.NRW: https://www.zdi-portal.de/