Physik-Projekt: Schülerinnen und Schüler kreieren nachhaltige Lösungen
23 October 2020 by Sonia Reis
Nach dem Lockdown starteten die Schülerinnen und Schüler der 11. Klasse des Martinuscollege im niederländischen Grootebroek gleich zu Beginn des neuen Schuljahres in Physik voll durch. Teil ihrer Prüfung war ein vierwöchiges Projekt, in dem sie nachhaltige Ideen für die Müllentsorgung entwickeln sollten. Mit Hilfe der Scrum-Methode, unter Anwendung der TI-Nspire™ CX Technologie und der Programmiersprache Python kamen sie auf ihre eigenen Lösungen. „Die Schüler waren so gebannt von dem Projekt, dass wir sie am Ende des Schultages überreden mussten heimzugehen“, lacht Hanneke Doodeman, die Schul-Teamleiterin der Oberstufe.
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Mit Kreativität zur Lösung
Altmetall und Plastik aussortieren, umweltfreundlichere Wege der Müllsammlung entwickeln, Glas reinigen und Hausmüll komprimieren – an diesen Herausforderungen für eine nachhaltigere Müllentsorgung arbeiteten die Schülerinnen und Schüler der Abschlussklasse. Mithilfe von Scrum, einem Vorgehensmodell für Projektmanagement, konnten sie sehr unabhängig arbeiten und waren damit auch frei in der Lösungsfindung für ihre jeweilige Fragestellung. „Das ist sowohl für Lehrer als auch Schüler herausfordernd, da das Ergebnis nicht festgelegt ist“, berichtet die Physik-Lehrerin und Referentin des Lehrerfortbildungsnetzwerks T³ Niederlande Cathy Baars, die das Projekt organisierte und betreute.Die Schülerin Lune und ihre Gruppe waren für die Trennung von Altmetall und Restmüll zuständig und sie wirft ein, dass es durchaus anstrengend war: „Wir mussten viele Rückschläge hinnehmen und fast jede Stunde ist irgendwas schief gegangen”, erzählt sie. „Aber jetzt funktioniert alles wunderbar. Wir haben den Magnet so programmiert, dass er acht Sekunden lang aktiv ist. So zieht er das Metall aus dem Müll und ein Fließband transportiert die Reste ab.”
Die Räder zum Laufen bringen
Lehrerin Cathy Baars integrierte Teile des Lehrplanes in das Projekt, das 9% der Abschlussnote ausmacht. „Technisches Design, Automatisierung, Physik, Klima und sogar Berufsorientierung sind Elemente des Projektes”, erklärt sie. Was die Technologie betrifft, verwenden die Schülerinnen und Schüler ihre eigenen Texas Instruments Taschenrechner, den TI-Innovator™ Hub und den TI-Innovator™ Rover sowie Servomotoren, Sensoren, Elektromagneten und Breadboards. „Es hilft, dass die Schülerinnen und Schüler das Equipment mit Spielen assoziieren”, sagt Hanneke Doodeman. „Dadurch lassen sie sich stärker auf das Projekt ein. Physik wirkt so weniger abstrakt und wird ja auch sichtbar. Die Gruppen programmierten mit riesiger Begeisterung und testeten dann, ob es funktioniert. Im besten Falle rollte der Rover und gleichzeitig drehten sich die Räder in ihren Köpfen.”
Mädchen für Programmierung begeistern
Die Schülerinnen und Schüler kamen schnell mit Python zurecht. Marijke schrieb den Code für das Müllwagen-Projekt, bei dem die Gruppe auf den Rover ein Vehikel für die Abfallentsorgung montierte. Das Roboterfahrzeug fuhr vor und zurück, während eine Konstruktion mit Armen den Müll aufsammelte. „Den Code dafür zu programmieren war einfach”, erzählt Marijke lachend. „Wir hatten mit der Konstruktion des Aufbaus mehr Sorgen!” Die Schülerinnen und Schüler lernten Python schon während des Lockdowns im Fernunterricht kennen. „Von zu Hause aus zu arbeiten lief ziemlich reibungslos”, berichtet die Lehrerin. „Wenn jemand irgendwo stecken blieb, teilten wir den Code im Chat und schauten gemeinsam drauf. Vielen Mädchen machte vor allem die Herangehensweise über das Grafik-Design viel Spaß und das half, sie für die Programmierung in Python zu motivieren. Und deswegen programmierten auch im Nachhaltigkeits-Projekt meistens die Mädchen.”
Umweltprobleme selber lösen
Den Schülerinnen und Schülern gefiel es, Lösungen für das Klima zu entwickeln. „Ich mag diese Stunden besonders, weil wir an etwas Neuem arbeiten und wirklich Dinge bewegen”, berichtet ein Schüler aus der Gruppe, die eine Lösung für das Sortieren von Plastik entwickelt. „Viele der Jugendlichen denken, andere seien dafür zuständig, Herausforderungen der Nachhaltigkeit zu lösen”, sagt Cathy Baars. „Das Projekt hat ihnen gezeigt, dass auch sie selbst nützliche Lösungen finden können. Darin liegt für mich ein riesiger Erfolg des Projekts.”
Hoffen auf den Schneeball-Effekt
Cathy Baars möchte auch andere Lehrerinnen und Lehrer zu derartigen MINT-Projekten animieren. „Schaut in die Lehrpläne,” empfiehlt sie. „Es gibt immer Raum für ein solches Projekt. Und macht Euch keine Sorgen, wenn Ihr selbst nicht alles könnt: Ich habe zwei linke Hände und bin beim Konstruieren völlig unbegabt. Aber die Schülerinnen und Schüler können es. Einfach ausprobieren!” Ihre Teamleiterin ist sehr glücklich mit dem Projekt: „Der Enthusiasmus unserer beiden beteiligten Lehrkräfte war entscheidend für den Erfolg“, sagt Hanneke Doodeman. „Wir haben große Fenster und alle konnten sehen, wie begeistert die Schülerinnen und Schüler bei der Sache waren – ich hoffe auf einen Schneeball-Effekt!”Sie wollen auch das Thema Nachhaltigkeit in Ihren MINT-Unterricht integrieren? Schauen Sie sich unsere CO2-Versuchsreihe für Ihren Unterricht an, die Experimente können Sie einfach von der Materialdatenbank herunterladen.