So vielfältig wie das Leben

Die Aufgabenstellungen sind sehr offen „Lass ein Ei aus der Höhe x fallen, ohne dass es kaputtgeht.“ Dazu gibt es jede Menge Material, von Federn über Luftballons, Seidenpapier und die üblichen Dinge wie Schere, Tesa, Tacker.


Die Idee zu solchen Wettbewerben geht auf eine zwischen BBC Reihe der 80er Jahre zurück. In „The Great Egg Race“ wurden Wettbewerbskandidaten aus dem Publikum zum Beispiel aufgefordert, ein gummibandbetriebenes Gefährt zu bauen, das ein frisches Hühnerei so weit wie möglich transportiert.


Eggraces sind ungewöhnliche Aufgaben. Meist etwas skurril motivieren sie ungewöhnliche Lösungswege zu suchen.

I UNTERRICHT

Wir nutzen immer auch eigene besondere Ressourcen, Fähigkeiten und Kenntnisse, von denen alle profitieren. Seit Jahren möchten die Schüler, dass Herr Wentz endlich einmal seine frühere Leidenschaft, das Trampolinspringen, vermittelt. Er hat jahrelang im Verein und auch als Trainer diesen Sport betrieben. Patrick Kutzen hat uns als Sportlehrer fachkundig unterstützt.


Nach gemeinsamem Aufbau und Aufwärmen übten wir kurz die Grundschritte auf dem Tuch. Eigentlich wollten wir viele verrückte Spiele auf dem Trampolin machen, aber vor lauter Springen, Üben, mal eine Rolle rückwärts probieren und miteinander lachen kamen wir nicht gar nicht dazu. Zwei Stunden sind einfach viel zu schnell um. Da reichte die Zeit grade noch für eine Runde „Möhrenziehen“.



Springtime bei den Physikussen

Regelmäßig fahren die Schüler der Talentförderung Physikusse der Gesamtschule Hennef Meiersheide in die Jugendherberge Bad Honnef. Im weitesten Sinne geht es immer um das Ausprobieren und Einstudieren von schaupielerischen und didaktischen Mitteln, damit die Schüler in der Lage sind, komplizierte Sachverhalte interessant und verständlich darstellen und erklären zu können.


Die gelungene Mischung aus pfiffigen Spielen, Teamtraining und originellen Übungen macht allen irre viel Spaß. Ein Sprach- und Stimmtraining rundet das ganze Paket ab. Erfahrungsgemäß beissen normalerweise die Teilnehmer an solchen Veranstaltungen so feste auf den obligatorischen Korken, dass keine lockeren Sprachübungen mehr möglich sind. Das ist kontraproduktiv und die Schüler beschwerten sich außerdem immer über den faden Geschmack der Korken. Frühere Übungen der Physikusse haben leider gezeigt, dass Möhren oder leckere Schokoladenröllchen den Speichelfluss derart anregen, dass man nicht wirklich sauber artikuliert sprechen kann. So haben wir diesmal den Korken durch unsere Daumen ersetzt. So sind wir gezwungen, die Mund- und Kiefermuskulatur schön locker zu lassen, während wir von Fischers Fritz und dicken Tanten erzählen.


Doch wie vermittelt man nun komplexe physikalische Zusammenhänge auf unterhaltsame Art und Weise, ohne dabei unseriös zu werden? Die Physikusse nehmen sich wissenschaftliche Texte zum Thema Magnetismus und Akustik in Gruppenarbeit vor. Mit den zuvor eingeübten sprachlichen, stilistischen und schaupielerischen Mitteln inszenieren sie tolle Bühnenstücke.


Die Projekttage enden wie üblich mit der Frage der Schüler: „Das war toll. Wann machen wir das nochmal?“


Projektwochenende 2015

Wir sind alle sofort begeistert von dem wuseligen Treiben am Stock. Das Bienenvolk ist extrem friedlich. Dank der Fachkompetenz von Carsten Pollmann haben wir auch keine Angst, gestochen zu werden. Durch die Informationen, was man tun darf und was man besser lassen sollte, sind wir total entspannt, auch wenn die Bienchen uns um die Ohren summen. Die Drohnen können wir sogar anfassen. Wie Bienenwaben aussehen ist zwar sattsam bekannt und trotzdem staunen wir, wie präzise dieses Volk die Waben anlegt. Ein mathematischer Genuß! Apropos Genuß, wir dürfen auch Honig naschen, der wirklich ausgesprochen köstlich ist. Er schmeckt tatsächlich noch besser, wenn man vorher mit eigenen Augen gesehen hat, woher er kommt. Total klebrig aber glücklich lassen wir die fleissigen Bienen ihre Arbeit weiter verrichten. Wir werden sie bestimmt nochmal besuchen. Nicht nur wegen der süßen Produkte, sondern weil sie echt spannend sind.



Liebe auf den ersten Blick

Im Oktober/November 2015 dreht sich bei den Physikussen alles um Phosphoreszenz, Fluoreszenz und Lumineszenz. Es gibt unglaublich viele alltägliche Dinge, die unter UV-Licht leuchten. Von Kastanienzweigen über Tonic Water bis eingelegte Eierschalen. Wir zaubern außerdem leuchtenden Wackelpudding, experimentieren mit Waschpulver und legen Schnittblumen in Leuchttinte ein. Im normalen Raum mit Tageslicht ist alles ziemlich unspektakulär, aber nebenan tun sich mit Schwarzlichtröhren völlig neue Welten auf.


Licht und Schatten

Wir verdünnen Magnesiummilch mit Wasser. Der Universalindikator zeigt mit seiner grünen Farbe an, dass wir eine neutrale Lösung vorliegen haben. Nun geben wir Essig dazu. Der Indikator zeigt sofort mit einer Verfärbung ins Rote an, dass die Lösung sauer wird. Es dauert aber nur wenige Sekunden, bis die Lösung wieder grün wird. Warum? Das Magnesium bindet Säure. Nachdem wir es mit Essig nicht schaffen, die Lösung dauerhaft ins Saure zu verschieben, probieren wir noch Schwefelsäure. Aber selbst das bringt die Pufferlösung nicht aus der Ruhe und sie bleibt weiterhin in neutralen Bereich.


Magnesium ist in Medikamenten gegen Sodbrennen enthalten. Sodbrennen entsteht, wenn sehr viel Magensäure produziert wird und in der Speiseröhre nach oben steigt. Das Magnesium bindet die Säure sofort und der Schmerz verschwindet. Das können wir uns nach den Experimenten lebhaft vorstellen.

Magnesiummilch

An den Tagen der offenen Türe bieten die Physikusse den Besuchern Einblicke in den Unterricht. Hier werden Experimente von uns immer penibel vorbereitet. Die eigens angelegten Versuchsprotokolle (mittlerweile weit über 100) beschreiben Gefährlichkeit, Schwierigkeit, Komplexität und den Zeitaufwand. Auf die Sicherheit legen wir großen Wert. Grundlage ist die Risu (Richtlinien zur Sicherheit im Unterricht vom Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW). In unseren Versuchsprotokollen geben wir Sicherheitshinweise, wie zum Beispiel das Benutzen von Schutzhandschuhen und Kitteln bis hin zum Feuerlöscher oder der Löschdecke. Neben einer Materialliste und einer Versuchsanleitung gibt es immer auch eine fachlich korrekte, aber verständliche Erklärung des Experimentes.


Beispielhaft demonstrieren die Physikusse an den Tagen der offenen Türe die Bärlappexplosion. Sie wird von zwei Schülern (12. Jahrgang und 6. Jahrgang) live vorgeführt. Anschließend zeigen wir, wie man mit geschickter Aufbereitung von Versuchen mittel Foto- und Videotechnik, wie zum Beispiel Zeitlupe unglaublich viele spannende Sachen entdecken kann. Man erkennt so deutlich, dass die Bärlappwolke nicht nur unten am Teelicht entzündet wird, sondern sich überall in der Wolke kleinere Zündungen befinden. Mit den heißen Gasen steigt die entzündete Bärlappwolke rasch nach oben. Das sieht imposant aus und ist auch in der Theorie irre spannend.


Einblick in den Unterricht zum Tag der offenen Tür 2014

Die Physikusse präsentierten am Tag der Technik am 22. März 2014 in der Gemeinschafts-Hauptschule Neunkirchen unter dem Motto „Präsentieren-Ausprobieren“ spannende Experimente zum Mitmachen.


Den Lichtbass hörte man schon von weitem – nicht melodisch, aber deutlich. Die Physikusse leuchten hier mit einer gebündelten Lichtquelle auf eine Solarzelle. Diese entwickelt elektrische Energie und leitet sie über ein Kabel in den Bassverstärker. Die Membran des Verstärkers wird dadurch ausgelenkt. Nun spannen die Schüler ein Gummiband zwischen die Lampe und die Solarzelle. Wenn man daran zupft bewegt es sich hin und her. Dadurch wird der Lichtstrahl immer wieder unterbrochen. Daher schwankt die Energie, die in den Bassverstärker geleitet wird und die Membran beginnt zu schwingen. Das erzeugt die charakteristischen dumpfen Töne. Technisch relevant ist dies in der Praxis da man sich so die Funktionsweise von Lichtwellenleitern, also Glasfaserkabeln vorstellen kann.


Mit einem gekoppelten Pendel zeigen die Physikusse das Hin- und Herpendeln von Schwingungsenergie. Erst versetzt man eines der Pendel in Bewegung. Das gibt aber die Energie an das gekoppelte Pendel ab, bis es selbst zum Stehen kommt. Dann gibt das zweite die Energie wieder an das erste zurück. Das sieht ganz schön magisch aus. Den komplizierten physikalischen Zusammenhang verdeutlichten die Physikusse mit einer Geogebra-Animation. Messungen mit Cassy (computer assisted science system) unterstützten die Visualisierung.




Tag der Technik in der Gemeinschafts-Hauptschule Neunkirchen-Seelscheid

Am 20. März präsentieren sich die Physikusse einer Jury im Rahmen der Erstzertifizierung mit dem "Berufswahlsiegel" der Gesamtschule Hennef. Wir zeigen die Berufs- und Studienorientierung innerhalb der Talentförderung Physikusse. Dazu gehört die Zusammenarbeit mit Wirtschaft und Wissenschaft und der damit verbundene nahtlose Übergang von der Schulbank in die Berufswelt. Ein Beispiel ist das Förderprogramm LeaD, welches Physikussen vielfältige Einblicke in das Unternehmens-, das Projektmanagement und Führungspositionen in Wissenschaft und Forschung ermöglicht. Den Juroren des Berufswahlsiegels zeigen wir unsere Vorbereitung zum Tag der Technik, der am kommenden Samstag in Neunkirchen-Seelscheid stattfindet. Die Mischung aus Theorie und Praxis überzeugt. Inbesondere wenn ein Fünftklässler so mutig ist, diese mal eben locker zu erklären. Kjell Wistoff präsentiert der Jury außerdem seine mehrfach ausgezeichnete Jugend Forscht-Arbeit zu Brennstoffzellen. Kjell beeindruckt durch seine professionelle Darstellung der Zusammenhänge und sein souveränes Auftreten. Nach der Auditrunde  führten die Physikusse als krönenden Abschluss noch den Flaschengeist in verschiedenen Variationen vor.


Physikusse engagieren sich bei der Bewerbung

zur Erstzertifizierung mit dem "Berufswahlsiegel"

Frau Neumann eruiert für Unternehmen, wie deren Dienstleistungen aus der Kundenperspektive aussehen. Die Kunden sind in diesem Falle die Physikusse; das Unternehmen ist die Telekom Stiftung. Bei der aktuellen Zusammenarbeit geht es konkret um das „WQ-Wissenschaftliches Quartett“, in dem Bildungs- und Wissenschaftsthemen aus den Bereichen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik innovativ vermittelt und dabei die Medien-Nutzungsgewohnheiten der Jugendlichen berücksichtigt werden.


Da die Physikusse besonders gut ihre Meinung einbringen können, weil sie sich intensiv mit den Themen beschäftigen, veranstaltete Frau Neumann am 7. Dezember 2012 im Rechnerraum der Gesamtschule einen kleinen Workshop. Sie erforschte die Bedürfnisse und Wünsche der Jugendlichen und der Lehrer um das Format WQ weiter zu entwickeln und zu verbessern.


Wir haben einerseits viel gelernt, andererseits war es einfach schön, dass uns mal jemand nach unserer ehrlichen Meinung gefragt hat. Diesen Workshop werden wir gerne wiederholen.

Wissenschaftliches Quartett

Alltägliche Dinge fallen auf einmal sehr, sehr schwer, wenn einem die Sprache oder das Sehen genommen werden. Wir sind immer wieder erstaunt, wie Kommunikation funktionieren kann. Ziel des aktuellen Teils des Projektes „Arte della Physica“ sind minimalistische Bilder, die wesentliche Aspekte eines physikalischen Zusammenhangs darstellen. Ein paar Probeaufnahmen haben wir bereits in der Schule gemacht. So wissen wir ungefähr, was wir an Material brauchen und wie wir alles drapieren, damit schöne Fotos raus kommen.


Der unschlagbare Vorteil eines Projektwochenendes ist, dass das ständige Auf- und Abbauen entfällt. Wir haben in der Jugendherberge das „Theater“ gemietet. Neben einer kleinen Bühne und Sondermobiliar ist dieser Raum auch komplett verdunkelbar.


Abgesehen von endlosen Bahnen schwarzer Stoff ist insbesondere das technische Equipment sehenswert: mehrere Hi-Tech-Kameras (Video und Foto!), verschiedene Beleuchtungen von Lightpanel über Stroboskop bis Baustrahler, mehrere Laptops, etc. pp. Lustige Details, wie zum Beispiel Knicklichter, sind uns durch ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten während der zwei Tage ans Herz gewachsen.


Nachdem einmal das Equipment  in Position ist können wir uns voll auf die Fotos konzentrieren. Zwei Kameramänner arbeiten parallel während sich die Physikusse auf der Bühne räkeln.


Nebenprodukt von „Arte della Physica“ sind Mimikstudien bei denen jeder Physikuss mal so richtig zeigen kann, was er mit seiner Gesichtsmuskulatur anstellen kann. Das kommt uns jetzt zugute, denn wir können sehr gezielt Typen für Fotos einsetzen.

Mimik, Technik, Gruppendynamik – wir haben alles so gut im Griff, dass es zwei Tage lang wirklich nur darum geht, gute Fotos zu machen. Ergebnis des Projektwochenendes – und das muss man sich wirklich genüsslich auf der Zunge zergehen lassen – sind fast 3000 Fotos! Zugegeben sind die meisten verwackelt, zu dunkel, zu undeutlich, zu sonst was. Das ist normal! Viele sind aber auch gut geworden und ein paar sind absolut spitzenmässig. Zum Teil sind wir selbst überrascht von den Ergebnissen.


Projektwochenende Arte della Physica

Am 14. Mai 2010, einem freien Brückentag,  fand die erste Physikuss-interne Fortbildung  statt. Dazu haben wir Dr. Andreas Wierse, den Geschäftsführer der Visenso GmbH, eingeladen.

Die Fortbildung gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil präsentieren Lehrer und Schüler der Gesamtschule die 2D-Visualisierung von mathematischen und physikalischen Themen mit  dem Programm Geogebra. Anschließend zeigt Herr Wierse uns die Materie einmal in 3D, worauf wir sehr gespannt sind.


Zunächst stellt Ingo Wentz die zweidimensionale Version mit Geogebra zusammen mit einigen Physikussen vor. Geogebra ist ein freies Open Source Programm zur Erstellung und Berechnung mathematischer Figuren. Es werden grundlegende Funktionen erklärt, z.B. wie man eine Gerade im Zeichenfenster erstellt und die mathematische Gleichung im Algebrafenster sieht.




Cyber-Classroom

Die Software des Cyber-Classrooms wurde ursprünglich für industrielle Anwendungen entwickelt. Sie wird zum Beispiel in der Autoindustrie eingesetzt. Bundesanstalt für Wasserwirtschaft stellt damit Strömungsberechnungen dar. In Schulen ist die 3D Technik Neuland und der CyberClassroom wurde erst vor zwei Jahren für diese Anwendungen erarbeitet. Das räumliche Vorstellungsvermögen ist nicht bei allen Schülern und Schülerinnen so gut, dass sie sich Sachen wie magnetische Felder,  Ebenengleichungen oder auch die Doppel-Helix der DNA vorstellen können. Hier soll der virtuelle Klassenraum helfen.


Als letztes Schmankerl dürfen wir die Cinemizer Videobrillen ausprobieren. Hier werden Lerninhalte direkt per I-Pod in die Brille eingespeist.