Planckini-Labor

Planckini-Labor AG

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Grundschulkinder sind regelmäßig zu Gast an der MPS

Das Grundschulpraktikum (Planckini-Labor) der Max-Planck-Schule wurde im Jahr 2009 gegründet. Im Hintergrund standen dabei mehrere Zielsetzungen, so wollten wir

  • eine Kooperation mit unseren benachbarten Grundschulen aufbauen als logische Erweiterung unserer Kooperationen mit Universitäten, Fachhochschulen und Betrieben.
  • Grundschulkindern die verschiedenen naturwissenschaftlichen Disziplinen in einem kindgerechten, ansprechenden Kontext vorstellen.
  • unseren Schülerinnen und Schülern einen weiteren Zugang zu Naturwissenschaften anbieten.

In Zusammenarbeit mit einigen Grundschullehrerinnen haben wir einen ersten Programmbaustein mit dem Themenschwerpunkt „Chemie“ entwickelt, getestet und gründlich evaluiert, später haben wir die Programmbausteine sukzessive ausgebaut.

Das Praktikum wurde seit dem von vielen Grundschulgruppen besucht und auch von unseren Schülerinnen und Schülern gut angenommen und so über die Jahre immer weiter ausgebaut. Heutzutage können Grundschulgruppen aus neun naturwissenschaftlichen Programmbausteinen auswählen, dabei gehen wir auch gerne auf besondere Wünsche ein, wie z.B. eine Verknüpfung mit dem Sachkundeunterricht.

Kurze Beschreibung des Planckini-Labors

Das Planckini-Labor ist ein Grundschulpraktikum für Grundschulkinder der 3. und 4. Klassenstufe, dabei besuchen uns die Grundschulgruppen an drei Terminen und führen naturwissenschaftliche Versuche aus einem Programmbaustein durch, den sie vorher gewählt haben. Das Besondere an diesem Praktikum ist, dass sie dabei von ausgebildeten Schülerinnen und Schülern der Max-Planck-Schule (ab der 9. Klassenstufe) betreut werden.

Der Praktikumssaal ist fertig vorbereitet, das Planckini-Labor kann beginnen und gleich wird hier geforscht! Hierbei ist der Praktikumsausweis sehr wichtig, er erinnert an die wichtigsten Regeln im Chemie-Fachsaal.

Die Zielsetzungen des Grundschulpraktikums sind dabei verschiedene, das Grundschulpraktikum soll

  • frühzeitig Interesse von Grundschulkindern an Naturwissenschaften wecken bzw. vertiefen durch Erweiterung des Fundaments aus der Grundschule und eigenem Interesse durch Experimentierpraxis und naturwissenschaftliche Herangehensweise an eine Problematik.
  • Grundschulkindern einen Einblick in eine weiterführende Schule geben und ihnen so Ängste nehmen. Der Übergang von der Grundschule in eine weiterführende Schule ist ein sehr einschneidendes Erlebnis, diesem kann so der Schrecken genommen werden.
  • eine Förderung von Mädchen bewirken, indem sie frühzeitig für naturwissenschaftliche Phänomene begeistert werden. Dies kann mit dazu beitragen, die leider immer noch existierenden Rollenklischees zu überwinden. Es gibt nach wie vor viel weniger Frauen als Männer in technisch-naturwissenschaftlichen Berufen.
  • auch eine Förderung von Jungen bewirken, indem auch sie frühzeitig begeistert werden, denn alle Untersuchungen der Leistungsfähigkeit von Schule wie z. B. der Pisa-Test zeigen, dass Jungen durchschnittlich schlechtere Abschlüsse und häufiger Schwierigkeiten in der Schule haben. Ein frühzeitiges Wecken von Interessen und Aufzeigen von Möglichkeiten kann dem entgegenwirken.
  • die Zukunftsdisziplinen Chemie, Physik, Technik, Biologie, Astronomie und Informatik vorstellen. Wir wollen das Interesse an den NaWi-Fächern wecken & vertiefen, das ist auch ein Kernziel des MINT-EC-Netzwerks.
  • unseren Schülerinnen und Schülern eine andere Seite von Schule zeigen, auch als Berufsorientierung für Interessierte an naturwissenschaftlichen Berufen. Die Rolle als Betreuerin bzw. Betreuer bietet einen neuen Zugang zur Naturwissenschaft durch Lehren statt Lernen, aber auch für Interessierte an pädagogischen Berufen (im weitesten Sinne). Man erlebt sich selbst in einer neuen Rolle. Viele Interessierte an diesem Praktikum machen aber auch deshalb mit, weil es mit seinen Versuchen und der angenehmen Atmosphäre viel Spaß macht.

Inhalte und Didaktik des Planckini-Labors

Kinder interessieren sich vom frühesten Alter an für ihre Umwelt, sie möchten wissen, wie etwas funktioniert. Sie sind dabei (noch relativ) frei von verschiedenen sozialen Einflüssen, zum Beispiel dem leider immer noch verbreiteten Konzept, das Mädchen in den „härteren“ Wissenschaften Chemie und Physik sowie Mathematik und Technik nicht so zu Hause sind wie Jungen. Die geringen Anzahlen von Schülerinnen in Chemie-, Physik- und Mathematikleistungskursen und in allen technischen, physikalischen und chemischen Studiengängen zeigen das deutlich, deshalb sollte man Mädchen und Jungen möglichst früh für naturwissenschaftliche Zusammenhänge begeistern. Man muss hier auch Jungen fördern, denn auch hier beobachtet man seit einigen Jahren eine abnehmende Tendenz, Jungen zeigen häufiger Schulversagen und bekommen seltener und dann auch schlechtere Schulabschlüsse wie Mädchen. Auch die Durchschnittsleistungen von Abiturientinnen und Abiturienten sind unterschiedlich, Abiturientinnen haben im Durchschnitt das bessere Abitur und studieren dann doch keine Naturwissenschaft.

Der kindliche Forscherdrang muss demnach ermutigt und unterstützt werden, damit die Schülerinnen und Schüler in ihrer weiteren Entwicklung davon profitieren und sich ihre Motivation erhalten können. Ein Baustein dafür kann dieses Grundschulpraktikum liefern, welches die Kinder abholt, Ängste und Vorurteile, die vor allem gegenüber den Naturwissenschaften Chemieund Physikgerade auch bei Mädchen bestehen, abbaut und erkennen lässt, dass Naturwissenschaften auch für sie interessant sind. Die Konzeption des Grundschul-Praktikums soll also ein Mittel sein, die beschriebene Situation für Mädchen und Jungen in den Naturwissenschaften anzupacken und zu verbessern.

Die grundlegende Ausrichtung zielt darauf ab, dass die Kinder in den Praktikumsnachmittagen die Hauptrolle spielen. Sie bringen ihre Erfahrungen, Wahrnehmungen und auch ihre eigenen (Prä-)Konzepte mit, die dann im Praktikum bestätigt oder verändert werden.

Die behandelten Themen und durchgeführten Experimente sind in ihrer Durchführung und ihrem Aufbau einfach, damit die Kinder den Sinn und Zweck des jeweiligen Experiments verstehen können, dazu wurden die durchzuführenden Experimente mit Fachliteratur abgeglichen. Alle verwendeten Versuche sollen für die Kinder befriedigend deutbar sein, „Blackbox-Versuche“, die nur nette Showeffekte zeigen, aber keinen tieferen Sinn haben, werden in unserem Praktikum nicht durchgeführt. Sie sollen zudem auch ungefährlich sein und zwar auch dann, wenn sie nicht wie vorgegeben durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wurden alle ausgewählten Experimente vorher praktisch durchgetestet.

Die Grundschulen können aus grundschulkindgerechten Praktikumsnachmittagen aus folgenden Programmbausteinen auswählen:

  • Biologie, Themen: „Das Leben im Wassertropfen“ (Einzellige Tiere unter dem Mikroskop), „Fremde Sinne“ (Wie nehmen verschiedene Tiere wie z.B. Fledermäuse ihre Umwelt wahr), „Die Welt der wandelnden Stäbe & Blätter“ (Anpassungen von Insekten an ihre Umwelt (Tarntrachten, Warntrachten u.s.w.), diese Praktika werden in Zusammenarbeit mit unserer Zoologie-AG durchgeführt.
  • ChemieI, Themen: „Sand & Salz“ (Stoffgemischtrennung), „Rotkraut oder Blaukraut“ (Reaktion des Rotkohlfarbstoffs und weiterer Pflanzenfarbstoffe) und „Wer färbt die Farben?“ (Wie funktionieren Filzstifte und Wasserfarben).
  • ChemieII, Themen: „Poldi ist schmutzig“ (Wie funktionieren Waschmittel, um das Stofftier Poldi wieder sauber zu waschen), „Zucker“ (Stoffeigenschaften von Zucker) und „Bunte Klamotten“ (Wie färbt man Kleidung).
  • Lebensmittelchemie, Themen: „Prickelnde Versuche – Was passiert in der Brause“, „Süße Versuche – Zucker“ (die Versuche sind nicht identisch mit den Versuchen aus dem Baustein Chemie II) und „Schokolade – Versuche zum Dahinschmelzen“ (Zusammensetzung und Eigenschaften der Inhaltsstoffe von Schokolade).
  • Physik, Themen: „Heißer Draht“ (Elektrizität und Stromkreise, die Kinder basteln u.a. einen „heißen Draht“, den sie auch nach Hause mitnehmen dürfen), „Elektro-Magnetismus“ (Wie funktionieren Magneten und Elektromagneten) und „Flaschenteufelchen“ (Wie funktionieren Flaschenteufelchen, die je nach Druck in einer Wasserflasche schwimmen oder sinken).
  • Astronomie, Themen: „Reise in die Unendlichkeit“ (Überblick über unser Sonnensystem im Weltall), „Sonne, Mond und Erde“ (Wie entstehen Tag und Nacht sowie die Mondphasen), „Blick in die Tiefe des Weltalls“ (Woher weiß man so viel über das Weltall, hierbei bauen die Kinder u.a. ein kleines Teleskop, dass sie auch mit nach Hause nehmen dürfen).
  • Technik, Themen: „Schneller und immer schneller…“ (wie erreichen verschiedene Fahrzeuge wie Autos oder Flugzeuge ihre Geschwindigkeiten), „Raketen“ (Wie funktioniert eine Rakete) und „U-Boote“ (Wie funktioniert ein U-Boot).
  • Paläontologie, Themen: „Saurier im Stein“ (Wie entstehen Fossilien und wie präpariert man sie) „Groß, größer, am größten“ (Wie kann man aus versteinerten Knochen etwas über die Lebensweise von Dinosauriern wie Tyrannosaurus rex, Langhals-Sauriern oder auch dem Dreihorngesicht Triceratops herausbekommen) und „Wozu Federn?“ (In den letzten Jahren werden immer mehr Saurierfossilien mit Federn gefunden, vermutlich trug ein Großteil aller Dinosaurier Federn, in diesem Praktikum werden Gründe dafür untersucht).
  • Mathematik, Themen: Zahlenspiele, Knobeln und Basteln
  • Forensik, Themen:  Geheimtinte, Fingerabdruck, Spurenauswertung
  • Meterologie, Themen: Wolken, Regen, Gewitter, Klima
  • Geologie, Themen: Aufbau der Erde, Plattentektonik, Erdbeben, Vulkanismus
  • Robotik: Themen: Lego-Mindstorm-Roboter und ihre Programmierung
  • Botanik: Aufbau von Pflanzen, Entwicklung von Pflanzen, Nutzpflanzen

Bei der Auswahl der behandelten Phänomene wurde darauf geachtet, dass die beobachteten Phänomene für die Kinder befriedigend zu deuten sind, ohne sie damit zu überfordern. In der Grundschulpädagogik werden zwar eine Unmenge an naturwissenschaftlichen Versuchen angeboten, viele davon sind faszinierend, sie sind aber kaum für Grundschulkinder deutbar und ihre Inhalte bleiben so eine Art Blackbox für das Kind. Dies kann zu Frustrationen führen und hat eventuell sogar einen gegenteiligen Effekt. Weitere Programmbausteine wie z.B. Insekten, Ethologie (Verhaltensbiologie), Evolution (Laufen, Schwimmen, Fliegen), Naturwissenschaft (Einführungsexperimente für Drittklässler), Paläontologie 2 sind in Vorbereitung.

In der Konzeption der Praktikumsnachmittage des Planckini-Labors wurde gerade dieser Punkt sehr berücksichtigt. Inhalte, die sich als problematisch erwiesen haben, wurden weiterentwickelt oder entfernt. Hierfür ist das Themenfeld für einen Nachmittag eng umgrenzt und gehört auch nur zu einem Themenkomplex. Alle Themen werden in einer wissenschaftspropädeutischen Herangehensweise behandelt.

Methodik und Betreuung

Am wichtigsten ist es, dass im Grundschulpraktikum eine angenehme, offene Atmosphäre für alle Teilnehmer/innen herrscht, die Kinder und Betreuer/innen sollen sich wohl fühlen und zusammen Spaß am Entdecken und Experimentieren haben.

Das Grundschulpraktikum soll Interesse an den naturwissenschaftlichen Fächern wecken bzw. vertiefen, dazu gehört, dass die Grundschulkinder die Hauptrolle im Praktikum spielen. Sie bringen ihre Erfahrungen, Wahrnehmungen und eigenen Konzepte mit, die dann im Praktikum bestätigt oder verändert werden. Um den Kindern die Herangehensweise zu erleichtern, wurden die Arbeitsmaterialien sehr stark strukturiert und die Abfolge im Grundschulpraktikum ganz stereotyp immer auf die gleiche Art und Weise in fünf Phasen, die erläutert werden und die auch auf den Arbeitsmaterialien kenntlich gemacht werden.

  1. Einführung, um eigenes Vorwissen zu aktivieren und Hypothesen aufzustellen.
  2. Erkunden, um das Phänomen mit Versuchen zu untersuchen, die Ergebnisse werden protokolliert.
  3. Erklären, um die eigenen Beobachtungen zu deuten und mit den Anfangs-Hypothesen zu vergleichen.
  4. Erweiternauf weitere ähnliche Phänomene.
  5. Ergebnis(Evaluation), um die Ergebnisse zu reflektieren.

Diese Unterteilung hilft den Kindern und den Betreuerinnen und Betreuern in der Orientierung im wissenschaftlichen Erkenntnisgang.

Die Praktikumsinhalte aus den Praktikumsbausteinen sind nach mehreren Gesichtspunkten ausgewählt worden:

  • Die Experimente sind einfach und ungefährlich.
  • Die behandelten Phänomene müssen für die Kinder mehr oder minder selbst mit einem befriedigendem Ergebnis zu deuten sein. Show-Versuche, deren Ergebnisse für die Grundschulkinder nicht erklärbar sind, bringen nichts.
  • Die untersuchten Phänomene sollen die Kinder und Betreuer nicht überfordern.
  • Um die Spannung aufrecht zu halten, findet trotz allem eine Progression an den drei Nachmittagen statt.

Im Planckini-Labor werden zwei bis drei Grundschulkinder von ein bis zwei unserer Schülerinnen und Schüler betreut. Ein sehr wichtiger Aspekt der Konzeption ist, dass die Grundschulkinder das meiste selbst gestalten. Sie überlegen zum Anfang, was sie über das Phänomen wissen, entwickeln Lösungsansätze, führen im Anschluss Versuche durch, um ihre Ideen zu überprüfen. Diese werden dann gedeutet und im weiteren Verlauf des Praktikums auf andere Phänomene angewandt. Zum Schluss erfolgt eine Evaluation, bei der die Kinder das neu Gelernte reflektieren. Dieser wissenschaftspropädeutische, schüler- und handlungszentrierte Ansatz bewirkt, dass die Grundschulkinder mit großer Freude am forschen sind und hilft so, schon im jungen Alter Vorbehalte gegen naturwissenschaftliche Fächer wie Physik oder Chemie abzubauen.

Dies können die Grundschulkinder natürlich nicht alleine leisten, hier helfen unsere Schüler/innen. Die betreuenden Schüler/innen wurden im Vorfeld des Praktikums geschult, damit sie richtig eingreifen und sich aber auch zurückhalten können, damit die Grundschulkinder möglichst viel selbst bewerkstelligen. Ihre Rolle umfasst daher das Beobachten der Kinder und damit das Feststellen von Lernerfahrungen, das Hinterfragen, Unterstützen, Überwachen und Ermutigen der Kinder. Natürlich achten sie auch auf Sicherheitsaspekte. Diese Aufgaben der Betreuer/innen im Praktikum beinhalten Verantwortung und unsere Schüler/innen lernen hier sehr viel über sich selbst, was ihnen in vielen anderen Situationen zu Gute kommt. Die so erlernten Sozialkompetenzen bekommen die Schüler/innen auch in einem Zertifikat bestätigt, zudem wird ihr ehrenamtliches Engagement im Zeugnis vermerkt und wir feiern als Dankeschön mit allen Betreuern ein Grillfest im Sommer.

Ohne unsere betreuenden Schülerinnen und Schüler, die mit viel Elan, großem Einfühlungsvermögen und Verantwortungsbewusstsein die Kinder betreuen, wäre das Planckini-Labor nicht das, was es ist. Dass die Grundschulkinder so viel Freude im Praktikum haben, ist auf unsere motivierten Schülerinnen und Schüler zurück zu führen.

Grundschulkinder in einem naturwissenschaftlichen Praktikum zu betreuen ist aber gar nicht so schwer und macht unseren Schülerinnen und Schülern großen Spaß, weil Grundschulkinder unglaublich neugierig sind und großen Freude am Forschen und Entdecken haben.

Rückblick und Ausblick

Seit dem Start des Planckini-Labors im Jahr 2009 haben wir das Praktikum konsequent ausgebaut, es wird heutzutage von Frau Schade geleitet und außerdem von Frau Ammann, Herrn Becker und Herrn Knapp betreut und weiterentwickelt.

Wir hatten in den letzten Jahren pro Schuljahr zwischen 22 und 25 Grundschulgruopen bei uns in der Max-Planck-Schule zu Gast, das sind über 300 Grundschulkinder pro Schuljahr, die alle jeweils ein dreitägiges Praktikum durchgeführt haben. Seit der Gründung des Planckini-Labors haben uns Gruppen der Grundschulen Albrecht-Dürer-Schule, Grundschule Hasengrund, Grundschule Innenstadt, Grundschule Königstädten, Georg-Büchner-Schule, Schillerschule, Otto-Hahn-Schule, Goetheschule und Eichgrundschule besucht.

Zur Betreuung gibt es weit über hundert interessierte Schülerinnen und Schüler unserer Schule, die ehrenamtlich das Grundschulpraktikum betreuen, ohne ihr Engagement würde das Planckini-Labor nicht funktionieren.

Zurzeit können die Grundschulen aus 13 Programmbausteinen wählen, zuletzt kamen die Programmbausteine Geologie, Robotik und Botanik sowie Forensik (in Kooperation mit Lehramts-Studierenden der Goethe-Universität Frankfurt) hinzu, wir wollen das Grundschulpraktikum aber weiter entwickeln, um es für Grundschulkinder und unsere betreuenden Schüler/innen so attraktiv wie möglich zu gestalten, aus diesem Grund evaluieren wir regelmäßig und arbeiten Rückmeldungen in das Programm ein. Wir haben auch schon Ideen für weitere Programmbausteine für das kommende Schuljahr, damit das Planckini-Labor abwechslungsreich bleibt. Weitere Programmbausteine sind in der Entwicklung.

Wir werden in den kommenden Jahren mit den Geldern der Cranach-Stiftung in Kooperationen mit einem Chemie-Didaktik-Seminar des Arbeitskreises Fachdidaktik Chemie der Goethe-Universität Frankfurt sprachsensible Ansätze für das Planckini-Labor entwickeln, dabei werden die die Kinder durch Filme unterstützt, die von unseren Schülern produziert werden.

Somit ist das Planckini-Labor mittlerweile eine vernetztes Projekt aus vielen Grundschulen, der Goethe-Universität Frankfurt mit der MPS.

Wir sind interessiert, auch zu weiteren Grundschulen in unserer Umgebung eine Kooperation aufzubauen und freuen uns über weitere Vernetzungen.

Bei Fragen oder Interesse am Planckini-Labor hilft Frau Schade (I.Schade@max-planck-schule.de).

Text: Jürgen Knapp (J.Knapp@max-planck-schule.de)