Zauberhafte Physik aus der Kiste

19. Dezember 2016

Das Ada-Lovelace-Projekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und das Wahlpflichtfach-Netzwerk Mainz/Rhein-Nahe haben kürzlich zu einer Fortbildung eingeladen. Hier erhielten Lehrkräfte Anregungen, wie sie den naturwissenschaftlichen Unterricht für Kinder mit Flucht- oder Migrationshintergrund möglichst sinnvoll gestalten und damit zugleich das Erlernen der deutschen Sprache unterstützen können. Maren Heinzerling, Mitbegründerin des Girls' Day, demonstrierte dazu ihr Konzept in einer Unterrichtsstunde an der Binger Realschule plus Am Scharlachberg.
 

Die Schülerinnen und Schüler schauen neugierig hinüber zu der zierlichen älteren Dame, die an diesem Morgen den Unterricht übernehmen soll. Rektorin Eva Frank stellt den Gast vor: "Frau Heinzerling ist Diplomingenieurin und hat Maschinenbau studiert. Sie setzt sich dafür ein, jungen Leuten wie euch die Naturwissenschaften näher zu bringen, und zwar durch Mitmachen."

Schweigen im Saal. Die Elf- und Zwölfjährigen warten erst mal ab, was da auf sie zukommt. Die Klasse ist bunt gemischt, darunter viele Kinder mit Flüchtlingserfahrungen oder Migrationshintergrund. Besonders um sie geht es an diesem Morgen.

Maren Heinzerling hält sich nicht lange mit Begrüßungen auf und auch ihre Einleitung fällt knapp aus. "Wir wollen heute einen Gewichtheber bauen. Wisst ihr, was ein Gewicht ist?", fragt sie in die Runde. "Ein Auto hat ein Gewicht", meint ein Junge zögernd. "Ja, genau." Heinzerling wendet sich einem Mädchen zu. "Wie viel wiegst du denn?" Die Elfjährige tritt vor: "32 Kilo." Heinzerling legt ihr die Arme um die Taille, hebt sie an und verkündet: "Ich bin jetzt eine Gewichtheberin."

Lesekiste "Gewichtheber"

Das Eis ist gebrochen. Die 16 Kinder haben schnell begriffen, dass diese Frau anders ist – und auch das, was sie in dieser Stunde erwartet, wird anders sein. Auf zwei Tischen liegen Joghurtbecher, Bindfäden, Sektkorken und einiges mehr bereit. Damit wird Heinzerling sie in die Welt der Physik entführen.

Die Lehrerfortbildung "Deutsch lernen mit Physik, Technik und Naturwissenschaften – Lesekisten im TuN-Unterricht" ist Anlass dieser speziellen Unterrichtsstunde in der Binger Realschule plus Am Scharlachberg. Verena Halfmann, Projektleiterin des Ada-Lovelace-Projekts, bietet die Veranstaltung in Kooperation mit Schul- und Netzwerkleiterin Eva Frank an, die als Beraterin am Pädagogischem Landesinstitut für die Wahlpflichtfächer in der Realschule plus zuständig ist.

Mit Heinzerling konnten sie eine Referentin außergewöhnlichen Formats gewinnen: Dass sie mit ihrem Maschinenbaustudium in den späten 1950er-Jahren eine absolute Männerdomäne eroberte, war nur der Beginn. Seit Jahren arbeitet die Diplomingenieurin an verschiedenen Bildungsprojekten. Sie ist unter anderem Mitbegründerin des Girls' Day, einem Aktionstag, der Mädchen Mut machen soll, technische und naturwissenschaftliche Berufe zu ergreifen. Mit ihrem neuesten Projekt wendet sie sich an Flüchtlingskinder und legt auch hier ihr Hauptaugenmerk auf die Förderung von Mädchen.

Noch vor dem Unterricht präsentiert Heinzerling kurz ihre Lesekisten. Zu acht verschiedenen Themen aus der Physik hat sie solche Kisten entwickelt. Die Behältnisse wirken durchweg unscheinbar, sie erinnern an Schuhkartons. Auch der Inhalt ist eher alltäglich. In der Lesekiste "Gewichtheber" liegen neben den bereits erwähnten Bechern, Bindfäden und Korken auch ein Handbohrer, Feuerzeuge, Scheren, Schlauchstücke …

Physik buchstäblich begreifen

"Mir ist es wichtig, dass unser Material überall problemlos verfügbar ist, dass man nicht erst großartig etwas kaufen muss", sagt Heinzerling. "Im Idealfall finden die Kinder all das auch zu Hause. In so einer Kiste sind Experimente enthalten, die die Schülerinnen und Schüler in 20 Minuten selbst zusammenbauen können." Ein Arbeitsblatt vermittelt möglichst knapp, aber sehr deutlich, was zu tun ist. Mit der Lesekiste "Gewichtheber" sollen die Kinder etwas über Fliehkraft und Schwerkraft lernen. "Sie müssen selbst herausfinden, wie diese Kräfte wirken. Sie sollen es mit allen Sinnen erleben und buchstäblich begreifen."

Bereits vor neun Jahren rief Heinzerling das Grundschulprojekt "Zauberhafte Physik" ins Leben. Die Lesekisten sind ein Ergebnis davon. Im Jahr 2015 begann sie damit, die Kisten speziell auf die Bedürfnisse von Flüchtlingskinder abzustimmen. "Ich kann ihnen viel weniger rein verbal vermitteln", erläutert Heinzerling. "Wir mussten die Texte also stark reduzieren und komplizierte Sachverhalte durch Zeichnungen verdeutlichen."

Stärker noch als beim Ursprungsprojekt fällt hier die Verbindung von Lesen und Physik ins Gewicht. "Die Kisten demonstrieren, wie man Naturwissenschaften nutzen kann, um Deutsch zu lernen", erläutert Verena Halfmann vom Ada-Lovelace-Projekt an der JGU. Die schlichten Kartons mit ihren Arbeitsblättern helfen dabei, den Spracherwerb auch jenseits des eigentlichen Sprachunterrichts zu fördern.

"Natürlich sind viele Lehrkräfte mit solch einem Ansatz erst einmal überfordert", meint Halfmann. Hier greift die Fortbildung mit Heinzerlings Lesekisten. Sie gibt den Lehrerinnen und Lehrern ein leicht nachvollziehbares Konzept an die Hand, das möglichst viele Hürden beseitigt. "Das Projekt ist immer noch im Aufbau", erzählt Halfmann. "Stunden wie diese nutzt Maren Heinzerling, um ihr Konzept ständig zu verbessern."

Schwerkraft und Fliehkraft

Das klar gegliederte Arbeitsblatt kommt mit wenig Text aus. In einem Kasten sind Werkzeuge und Materialien in Bild und Wort aufgelistet. In Zweiergruppen machen sich die Kinder an die Arbeit. Sie lochen einen Joghurtbecher zweimal am Rand, um eine Schnur hindurchzuziehen. Es entsteht eine Art Henkel wie bei einem Eimer. Daran knoten sie eine weitere, längere Schnur, ziehen sie durch ein Stück Plastikschlauch und befestigen am anderen Ende einen Korken.

Die Details bereiten hier und da Schwierigkeiten. Der Satz "Stecht ein Loch oben unter den Rand in den Plastikbecher" lässt einige rätseln. Wo genau soll das Loch hin? Die Kinder messen Schnüre ab, nutzen Schere und Handbohrer. Halfmann, Frank, Klassenlehrerin Christa Lauter und eine studentische Hilfskraft vom Ada-Lovelace-Projekt unterstützen sie dabei. Am Ende hält beinahe jedes Kind einen Gewichtheber in Händen.

Dann kommen noch drei Steine in den Becher. Der Schlauch dient als Griff. Der beschwerte Becher zieht die lange Schnur straff, obenauf sitzt der Korken. Nun lassen die Schülerinnen und Schüler ihre Gewichtheber kreisen. Die Fliehkraft zieht den Korken nach außen. Er dreht immer weitere Kreise, während sich der schwere Becher mit den Steinen hebt. Die Schülerinnen und Schüler erleben Schwer- und Fliehkraft im Wechselspiel.

"Viele Kinder wissen noch nicht mal, was eine Schere ist und wie man damit umgeht", erzählt Heinzerling von ihren bisherigen Erfahrungen. "Bei uns lernen sie es und sie lernen das Wort für Schere. Mag sein, dass manche es später wieder vergessen, aber auf jeden Fall nehmen sie die physikalische Erfahrung mit nach Hause."

Wunderbare Physik

Im Klassenzimmer ist es sehr lebendig geworden. Für ein Folgeexperiment präsentiert Heinzerling einen Behälter an Schnüren, in den sie Wasser füllt. Die Kinder dürfen ihn in weitem Kreis schwingen. Das Staunen ist groß: Selbst wenn der Behälter auf dem Kopf steht, bleibt das Wasser drin. "Oh Mann, wie kann das nicht rausgehen?", wundert sich ein Junge. "Vielleicht ist es in Wirklichkeit Eis", meint ein Mädchen und fühlt mit dem Finger nach.

Heinzerling beobachtet alles genau. Ihr ist jedes Detail wichtig. Immer fragt sie weiter: Wo kann sie noch etwas verbessern, wo etwas deutlicher darstellen?

Direkt nach der Stunde meint sie: "Diese Kinder haben ungewöhnlich selbstständig gearbeitet und schon sehr gut gelesen. Das erlebe ich selten." Von der Klassenlehrerin und der Schulleiterin nimmt sie Anregungen und Kritik mit. Sie notiert vieles und diskutiert einiges. "Ich entwickle gern", erklärt sie dazu. Bei den Schülerinnen und Schülern in Bingen funktionierte Heinzerlings Konzept bereits hervorragend.

Am Nachmittag, bei der Lehrerfortbildung selbst, berichtet Heinzerling gemeinsam mit Halfmann und Frank von den Erfahrungen in der Klasse. Das bildet den Ausgangspunkt der Veranstaltung. Daneben geht es auch gezielt um die Förderung von Mädchen, für die das Ada-Lovelace-Projekt steht. Die Lehrkräfte zeigten sich engagiert und waren begeistert von der Arbeit mit den naturwissenschaftlichen Lesekisten. Sie wünschten sich eine Fortsetzung mit Heinzerling, die möglichst ganztägig stattfinden sollte, damit mehr Zeit für die Arbeit mit den Lesekisten bleibt.