Schule Versuch macht klug

Mit Gammastrahlen und Erlenmeyerkolben – Universitäten öffnen ihre Labore für Schüler, um so ihr Interesse für die Naturwissenschaften zu wecken

Wenn Manfred Gieschen im Unterricht mit den Fingern schnippt, dann hat das weniger mit guter Stimmung zu tun als mit Not. Der einzige Geigerzähler an der Gesamtschule Hamburg-Finkenwerder ist kaputt, für die Reparatur fehlt das Geld. »Nicht einmal die Hintergrundstrahlung konnten wir messen«, klagt der Physiklehrer. »Da habe ich den Versuch eben simuliert.« Gieschen schnippte, ein Schüler stand an der Tafel und protokollierte die Impulse.

Nicht jeder Lehrer reagiert mit so viel Fantasie auf den Mangel im Physik- oder Chemiesaal. Viele lassen Federwaage und Erlenmeyerkolben sowieso lieber in der Gerätekammer und pauken stattdessen Formeln und Gesetze. Instrumente brauchen Pflege, der Aufbau braucht Zeit, und der Stoff muss schließlich trotzdem geschafft werden.

Die Quittung für diese Einstellung kam Ende der neunziger Jahre: Innerhalb kurzer Zeit brach die Zahl der Studienanfänger in Physik und Chemie um die Hälfte ein. In Umfragen zählten Schüler die Naturwissenschaften zu ihren Hassfächern, und Bildungsforscher mussten feststellen: Selbst glänzende Jobaussichten können den Nachwuchs nicht locken, solange ein Fach den Ruf grauer Theorie hat. Viele Forschungsinstitute öffnen daher ihre Labore, um Kindern zu zeigen: Forschung kann spannend sein.

Im Schülerlabor am Deutschen Elektronen Synchrotron in Hamburg (Desy) haben Arif und Caroline gerade den Anteil von Alpha-, Beta-, und Gammastrahlung bei einer Radiumquelle bestimmt. Die beiden 16-Jährigen haben dazu die Strahlenquelle nacheinander mit Papier, Aluminium und Blei abgeschirmt, mit dem Geigerzähler gemessen und anschließend die Hintergrundstrahlung abgezogen. Welches Material welche Strahlung abschirmt, durften sie nachlesen. »Wenn unser Unterricht so wäre wie hier, würde ich in der Schule nicht immer einschlafen«, sagt Caroline.

Der Physiklehrer Manfred Gieschen kommt jedes Jahr mit seiner zehnten Klasse zum Praktikumstag Radioaktivität ans Desy. »Die Schüler lechzen richtig danach, etwas selbst erfahren zu können«, sagt er. Den Motivationsschub spürt er noch Wochen später im eigenen Unterricht.

1997 war »Physik begreifen« am Desy ein Pionierprojekt. Inzwischen erlebt das Konzept einen wahren Boom: Trafen sich im Jahr 2000 rund 30 Schülerlabore zu einem ersten Workshop, kamen Ende Februar dieses Jahres bereits 230 Initiativen zu einem bundesweiten Kongress unter dem Motto »Forschen statt Pauken« nach Hamburg. »So viele Schülerlabore wie in Deutschland gibt es nirgendwo sonst«, sagt Manfred Euler. Als Leiter des Programms »Lernort Labor« am Kieler Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften untersucht er die Qualität der Einrichtungen, berät die Wissenschaftler und vernetzt die Projekte.

Die Kinder dürfen Forscher mit Fragen löchern

»Das Einmalige dabei ist, dass die Schüler mit authentischer Wissenschaft in Berührung kommen«, sagt Euler. »Sie begreifen, wie Forscher arbeiten. Wie werden Versuche angelegt? Welche Schlüsse zieht man aus den Ergebnissen?« Dass dieses problemorientierte Arbeiten bei deutschen Schülern unterentwickelt ist, haben die Pisa-Studien gezeigt. Zwar können sie Versuche nachbauen und Formeln herunterbeten, aber oft fällt es ihnen schwer, Ergebnisse zu systematisieren und allgemeine Gesetze daraus abzuleiten. Aber gerade der Transfer zwischen Praxis und Theorie kann nur in selbstständigen Versuchen geübt werden. Und die brauchen Zeit. Dafür müssten die Lehrpläne von theoretischem Ballast befreit und der 45-Minuten-Takt der Schulstunden durchbrochen werden, fordert Euler. Die geplanten Ganztagsschulen böten hier neue Chancen.

Doch wo können Schüler schon in Zweiergruppen mit eigenem Experimentierkasten samt Geigerzähler arbeiten und dabei gleich mehrere Fachleute mit ihren Fragen löchern? Da kann der beste Lehrer nicht mithalten. Einige klagen daher, die Labore pickten sich nur die Rosinen aus dem Kuchen. Manche weigern sich sogar, mit ihren Klassen ein Schülerlabor zu besuchen, weil sie fürchten, von den Spezialisten bloßgestellt zu werden.

Die Integration von Schule und Forschung war daher auch ein zentrales Thema der Hamburger Tagung. Schließlich erreichen die 230 Schülerlabore in Deutschland nur einen Bruchteil der Schüler, obwohl sie oft auf Jahre ausgebucht sind. Um mehr Breitenwirkung zu erzielen, sollen deshalb jetzt verstärkt Multiplikatoren angesprochen werden. Das Forschungsinstitut Borstel in Schleswig-Holstein etwa bringt erst die Lehrer in der Biotechnologie auf den neusten Stand, bevor sie bei einem späteren Besuch selbst ihre Schüler bei den Experimenten anleiten. Auf keinen Fall nämlich wollen die Initiativen als Lückenbüßer für einen vernachlässigten Unterricht in den Naturwissenschaften herhalten. »Die Schülerlabore dürfen nicht dazu missbraucht werden, Defizite in den Schulen auszugleichen«, warnt Manfred Euler.

Langsam scheint sich diese Arbeit auch auf den wissenschaftlichen Nachwuchs auszuwirken. An der Johannes Gutenberg-Universität Mainz zum Beispiel hat sich die Zahl der Studienanfänger im Fach Chemie verdoppelt, seit am »NaT-Lab« regelmäßig Schüler forschen. Noch sind es vor allem Universitäten und Großforschungszentren, die ihre Labore öffnen. Erst nach und nach entdeckt die Industrie das Modell. Gerade hier sieht Manfred Euler noch großes Potenzial: Immerhin sei die Industrie auf den Nachwuchs angewiesen. Das Modell, fehlende Fachleute aus dem Ausland zu beziehen, sei jedenfalls gescheitert: »Wenn im eigenen Land die Visionen fehlen, helfen auch keine indischen Programmierer.«