Gesamtschule Fröndenberg
Das Projekt "Dicke Luft im Klassenzimmer - Luftuntersuchungen und Möglichkeiten der Einflussnahme auf ein gutes Raumklima im Klassenzimmer als jahrgangsübergreifendes Projekt im MINT-Bereich" soll ein weiterer Baustein für naturwissenschaftlich fachübergreifende Fragestellungen und Experimente im schuleigenen Umweltlabor sein. Unsere Schule wurde zum zweiten Mal als MINT-Schule NRW ausgezeichnet. Vergleicht man externe Forschungsergebnisse stellt man fest, dass neben der Qualität der Lehre immer weiter zunehmend die Lehr- und Lernbedingungen in den Bildungseinrichtungen ins Blickfeld rücken. Ein wesentlicher Gesichtspunkt für die Leistungsfähigkeit von Schülern in diesem Umfeld ist das Raumklima, das durch eine große Anzahl von Faktoren beeinflusst wird. Zu nennen sind hier die Feinstaubbelastung, der Sauerstoffgehalt der Luft, die Luftfeuchtigkeit, Ausdünstungen von Formaldehyd und der CO2-Gehalt. So sollte zum Beispiel die Temperatur in Klassenräumen um 20 °C, die Luftfeuchtigkeit zwischen 40% und 60% betragen. Je nach Altersstufe erarbeiten die Schüler zunächst Grundlagen zur aktuellen Klimaproblematik im Hinblick auf Treibhausgase und ihre Beeinflussung durch den Menschen. Ziel der selbst zu entwickelnden Experimente ist es, einige fundierte Kenntnisse zu den Wechselwirkungen zwischen menschlichem Handeln und klimatischen Wirkungen zu erfahren. Pflanzen können das Raumklima entscheidend verbessern, sie produzieren nicht nur Sauerstoff und verbrauchen Kohlenstoffdioxid, sie können auch Umweltgifte wie Formaldehyd und Benzole aus der Raumluft filtern. Versuche zur Photosynthese mit Hilfe von Algensuspensionen und ausgesuchten Pflanzenarten vermitteln den Schülern entsprechende Grundlagen. In selbstgebauten Terrarien soll ein Mikroklima geschaffen und dabei entsprechende Klimawerte unter verschiedenen Bedingungen gemessen werden. Ein Schwerpunkt des Projektes soll daran anschließend in der Überprüfung und Kontrolle des Raumklimas ausgewählter Klassen und mögliche Verbesserungen durch den Einsatz von luftreinigenden Pflanzen sein. Die dazu notwendigen Messwerte werden von anzuschaffenden drahtlosen Sensoren auf die iPads der Schüler übertragen und können somit direkt ausgewertet werden. An der GSF gibt es zurzeit 18 iPad-Klassen, der NW-Bereich hat einen eigenen iPad-Koffer mit 16 Endgeräten. Durch die digitale Messwerterfassung und Auswertung wird also auch die Medienkompetenz der Schüler gestärkt.
Natürlich soll neben der reinen naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung bei diesem Projekt auch immer, im Sinne von Nachhaltigkeit, das unmittelbare Naturerlebnis stehen und auf die Alltagserfahrung der Kinder zurückgegriffen werden. So sind auch Freilandversuche im Außengelände der Schule geplant, die dann in einer authentischen Laboratmosphäre im Umweltlabor aufgearbeitet werden. Gefördert werden soll so die kindliche Neugier und das Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen, Methoden und Arbeitsweisen. Die von den Schülern auszuarbeitenden Versuchen laden die Schüler ein, selbstständig, handlungsorientiert und unter Einbeziehung möglichst vieler Sinne am Phänomen zu entdecken. Abwechslung, Spaß und Selbstbestimmung sollen die Lernmotivation erhalten.
Umweltschutz, Gefahren des Klimawandels und der schonende Umgang mit vorhandenen Ressourcen ist Bestandteil des Schulcurriculums nicht nur in den naturwissenschaftlichen Fächern. Die Auseinandersetzung mit ihren eigenen Bedürfnissen, nämlich dem Raumklima in den Klassenräumen und damit verbunden einer möglichen Verbesserung der Lernausgangssituation soll die Schüler sensibilisieren sich mit dem Thema intensiver auseinanderzusetzen und naturwissenschaftlich nach Lösungsansätzen zu suchen, die in der Praxis dann verifiziert werden. Das Projekt kann, je nach Altersstufe der Schüler aufgebaut und intensiviert werden. Zusätzlich arbeitet die GSF seit vielen Jahren eng mit allen Fröndenberger Schulen zusammen. An den alljährlichen Forschertagen kommen die Grundschüler in unsere Schule und arbeiten an vorher festgelegten Projekten. Ziel ist es langfristig, auch für die Grundschulkinder neue Lernstationen zu diesem Projekt zu entwickeln, um dann die Gäste auf kindgerechte Weise an die vermeintlich schweren Naturwissenschaften heranzuführen. Die Gastschüler der GSF werden dann durch Schülerinnen und Schüler der Chemie-E-Kurse des 10. Jahrgangs betreut und mit unterrichtet, wobei hier besonders die Teamfähigkeit und die soziale Kompetenz, vielleicht sogar das Interesse an einer naturwissenschaftlichen Berufsorientierung bei den Schülerinnen und Schülern gestärkt wird. Die gemachten Erfahrungen in der Projektarbeit im MINT-Bereich lassen sich neben weiterführenden Fragestellungen im NW-Unterricht der Sekundarstufe I auch übergreifend auf Themengebiete im Biologie- und Chemieunterricht der Sekundarstufe II ausweiten.
Am 19.08.2020 erhielt unsere Schule die Nachricht, dass unsere Projektidee "Dicke Luft im Klassenzimmer" von der Gelsenwasser-Stiftung unterstützt wird. Herzlichen Dank an dieser Stelle dafür.
Nun hat sich in diesem halben Jahr eine Situation ergeben, die von uns allen nicht vorhersehbar war und es uns nicht ermöglicht, zeitgerecht einen vollständigen Projektbericht zu veröffentlichen.
Vorgesehen war das Projekt zunächst im MINT-Kurs des 9. Jahrgangs, Hier sollten die Weichen gestellt werden, um dann das Projekt mit weiteren Schülergruppen auch aus anderen Jahrgängen zu ergänzen und weiter auszubauen. Die Messgeräte wurden umgehend bestellt und sind auch in der Schule nach kurzfristigen Lieferschwierigkeiten eingetroffen, so dass nach den Herbstferien gestartet werden sollte.
Nach den Herbstferien wurde der Unterricht an unserer Schule dann coronabedingt nur noch im Klassenverband durchgeführt, es gab kein Kurssystem. Am 3. November wurde ich als Fachlehrer in Quarantäne geschickt, zwei Wochen später war ein Corona-Test bei mir positiv, so dass ich erst wieder Anfang Dezember in der Schule sein konnte, bis die Schule dann eine Woche vor Weihnachten in den Lockdown ging. Meine MINT-Schüler habe ich bis heute dann nur noch im Distanzunterricht unterrichten können.
Dennoch haben wir uns mit dem Thema "Luftuntersuchungen und die Möglichkeit der Einflussnahme auf ein gutes Raumklima im "Lernen auf Distanz" beschäftigt und dabei auch gute Versuchsideen entwickelt, die natürlich noch nicht in der Praxis umgesetzt werden konnten.
Zunächst haben wir uns mit dem Begriff der "Fotosynthese" auseinandergesetzt. Wie funktioniert die Fotosynthese, was sind die Voraussetzungen und wie könnte man die Sauerstoffproduktion der Pflanzen überprüfen. Die Schüler suchten zunächst im Internet nach geeigneten Pflanzen und stießen neben anderen, auch giftigen Pflanzen, auf die Grünlilie, die als wahres "Raum-Klima-Wunder" tituliert wird und außerdem sehr anspruchslos in der Pflege ist.
Geplant wurde nun die Pflanze in ein Terrarium zu pflanzen, um die Sauerstoffproduktion nachzuweisen. Natürlich muss das Terrarium gasdicht abgeschlossen sein, gleichzeitig muss aber auch die Wasserversorgung gesichert sein. Es stellte sich auch die Frage, ob man die Kohlenstoffdioxidkonzentration im Terrarium künstlich erhöhen könnte, um schnellere und bessere Messergebnisse zu erzielen. Die vom Stiftungsgeld angeschafften Messgeräte ermöglichen eine drahtlose Datenübertragung, somit könnte der Versuch in der Praxis umgesetzt werden. Gleichzeitig stellte sich aber auch die Frage, wieviel Pflanzen tatsächlich nötig sind, um den Sauerstoffgehalt im großen Klassenraum nachhaltig zu beeinflussen. Bei den Recherchen kamen die Schüler auch auf Pflanzen, die trotz ihres positiven Einflusses auf das Raumklima nicht geeignet sind, so z.B. Chrysanthemen und Dieffenbachia, die beim Berühren Hautreizungen auslösen können.
Natürlich wurden in diesem Zusammenhang auch die Gefahr der Rodung des Regenwaldes als weltweiter Sauerstoffspender und die daraus resultierenden Folgen thematisiert.
Welche giftigen Gase belasten unsere Atmosphäre? Die Schülerinnen und Schüler informierten sich über weitere gasförmige Umweltgifte Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid und Formaldehyd Welchen Einfluss hat die Feinstaubelastung und können Feinstäube auch von Pflanzen gefiltert werden? Internetrecherchen zeigten auf, dass Nadelhölzer und Laubbäume mit behaartem Blattwuchs Feinstäube und Stickoxide filtern können und somit eine begrünte Stadt wichtig ist. Einige Schüler berichteten auch über künstlich angelegte begrünte Wände auf öffentlichen Plätzen, die diese These belegen können. Wie dies in einem Versuch dargestellt werden könnte, haben wir noch nicht abschließend geklärt. Die Idee kam aber auf, dass wir die Feinstaubbelastung in Fröndenberg auf Straßen mit Baumbewuchs im Vergleich zu ähnlich frequentierten Straßen ohne Baumbewuchs zu messen. Eine weitere Idee stand im Raum, schnell wachsende Pflanzen verschiedenen Umweltbedingungen auszusetzen, um dann zu schauen, wie sie darauf reagieren.
Im weiteren Verlauf wurde der Treibhauseffekt und die daraus resultierende Belastung für uns Menschen, z.B. die allgemeine Temperaturerhöhung und die aktuellen Wetterereignisse, thematisiert. Der ökologische Fußabdruck als wesentliches Indiz dafür, unseren Umgang mit der Natur zu überdenken soll die Schüler weiter im Umgang mit dem Thema sensibilisieren.
Ich hoffe, dass die Schüler bald wieder in unserem NW-Labor arbeiten können, um die theoretischen Erkenntnisse und Überlegungen zu Versuchen auch in der Praxis durchführen zu können.
Entsprechende Ergebnisse werde ich Ihnen dann natürlich umgehend zukommen lassen und auf Ihrer Homepage ergänzend veröffentlichen.