Physik lernen mit zeitgemäßer Ausstattung
Das Couven Gymnasium wurde im vergangenen Jahr in das Förderprogramm der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung aufgenommen. Mit diesem Programm unterstützt die Stiftung Schulen deutschlandweit dabei, ihren Physikunterricht zeitgemäß, kontextbezogen und digital gestützt weiterzuentwickeln. Unser eingereichtes Projekt trägt den Titel PhysAliSM – Physik im Alltag sichtbar und messbar machen und verfolgt das Ziel, physikalische Phänomene für Schülerinnen und Schüler unmittelbar erfahrbar zu machen, indem sie selbst Messwerte digital erheben, auswerten und dadurch mit echten Daten arbeiten können. Mit der Fördersumme von 30.000 Euro konnten wir unsere Physiksammlung deutlich aufwerten und dabei Anschaffungen tätigen, die weit über das hinausgeht, was im regulären Schulbudget für die Physiksammlung realisierbar wäre.
Für uns war diese Förderung ein bedeutender Schritt, da eigenständige Messungen in der Oberstufe bislang nur eingeschränkt möglich waren. Die Unterstützung der Heraeus-Stiftung ermöglichte es uns nun, hochwertige digitale Messwerterfassungssysteme in ausreichender Anzahl anzuschaffen. Damit können nicht mehr nur Lehrkräfte Experimente vorführen, sondern ganze Lerngruppen parallel und in kleinen Teams arbeiten. Dadurch gewinnen die Schülerinnen und Schüler einen praxisnahen Zugang zur Physik, der ihren Unterricht deutlich bereichert und zugleich moderne Arbeitsweisen wissenschaftlicher Forschung erlebbar macht.
Wie Schülerinnen und Schüler nun experimentieren können
Besonders sichtbar wird die neue Ausstattung im aktuellen EF-Jahrgang. Hier haben die Lernenden Bewegungen, Kräfte und Beschleunigungen mithilfe digitaler Sensoren selbst erfasst und direkt auf dem iPad ausgewertet. Neben klassischen Experimenten mit der Stopuhr oder der Auswertung von Videos mittels Videoanalysesoftware konnten sie nun beobachten, wie ihre eigenen Versuche in Echtzeit als Messwerte und Diagramme erscheinen. Schon nach wenigen Stunden zeigte sich, wie stark die Schülerinnen und Schüler von dieser Arbeitsweise profitieren. Viele formulierten, dass man „die Zusammenhänge viel besser versteht, wenn man sie selbst misst“. Mehrere Rückmeldungen betonten außerdem, dass man „sich viel aktiver mit dem Experiment beschäftigt“.
Darüber hinaus stehen nun weitere Sensormodule zur Verfügung, mit denen sich zum Beispiel Rotationsbewegungen analysieren oder Kräfte auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld bestimmen lassen. Solche Experimente waren im normalen Schulkontext bislang meist nur als Demonstration der Lehrkraft möglich und teils schwer nachzuvollziehen. Die neue Ausstattung erlaubt es nun, dass die Schülerinnen und Schüler diese Versuche selbst durchführen, eigene Daten aufnehmen und die physikalischen Zusammenhänge unmittelbar erkennen.
Was die Ausstattung für die Oberstufe bedeutet
Die Oberstufe profitiert besonders stark von der neuen Ausstattung, denn viele Experimente, die zuvor nur theoretisch besprochen oder ausschließlich von der Lehrkraft demonstriert werden konnten, lassen sich nun erstmals von den Schülerinnen und Schülern selbst durchführen. Wie groß das Interesse an Physik dabei ist, zeigt ein Blick in den aktuellen EF-Jahrgang: Über 80 Prozent der Schülerinnen und Schüler haben das Fach für die Oberstufe gewählt. Die neuen Möglichkeiten im Experimentalunterricht knüpfen damit an ein ohnehin hohes Interesse an und tragen dazu bei, dieses weiter zu stärken.
Dass das Couven Gymnasium nun über eine so umfangreiche und moderne Bandbreite an digitaler Messtechnik verfügt, ist keineswegs selbstverständlich. Ein Blick in andere Schulsammlungen zeigt, wie außergewöhnlich diese Ausstattung ist. Umso deutlicher erleben wir im Unterricht, wie groß der Unterschied wird, wenn experimentelles Arbeiten nicht mehr auf Demonstrationsgeräte beschränkt ist, sondern ganze Lerngruppen parallel und in kleinen Teams messen und auswerten können. Die Attraktivität des Faches Physik steigt, weil die Jugendlichen erfahren, dass Unterricht nicht nur Theorie vermittelt, sondern echte Phänomene mit moderner Datenerhebung verknüpft.
Für die kommenden Jahre planen wir zudem den Aufbau eines Lerncoach-Modells, bei dem ältere Schülerinnen und Schüler – vor allem aus den Physik-Leistungskursen – jüngere Jahrgänge beim Einstieg in die Messtechnik unterstützen. Da sie selbst noch gut wissen, an welchen Stellen sie früher unsicher waren, können sie typische technische Hürden schnell aus dem Weg räumen und so den Zugang zum Experimentieren erleichtern. Auf diese Weise entsteht eine Kultur des gemeinsamen Experimentierens, die das fachliche Verständnis stärkt und zugleich eine besondere Form der Zusammenarbeit über Jahrgangsstufen hinweg ermöglicht – ein Gewinn für Unterricht und Schulgemeinschaft gleichermaßen.
Dank an die Heraeus-Stiftung
Die Fachschaft Physik bedankt sich herzlich bei der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für die großzügige Förderung und die professionelle Zusammenarbeit. Ohne diese Unterstützung wäre es uns nicht möglich gewesen, den Physikunterricht in so kurzer Zeit auf ein zeitgemäßes, digital gestütztes und zugleich alltagsbezogenes Niveau zu heben. Wir sind stolz darauf, unseren Schülerinnen und Schülern nun Experimente anbieten zu können, die in einer regulären Schulausstattung kaum realisierbar wären und ihnen völlig neue Zugänge zur Physik eröffnen.
Mit der neuen Ausstattung wird Physik wortwörtlich sichtbar – im Unterricht, im Experiment und im Denken der Jugendlichen. Wir freuen uns darauf, diesen Weg weiterzugehen.
Roth und Goertz