Was ist der PhysikClub?

Hinweise auf Kompetenzerwerb im PhysikClub:

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Einleitung:

Seit 2002 können Schülerinnen und Schüler im „Physikclub“ der Kinder- und Jugendakademie Kassel – einem Kooperationsprojekt der Stadt Kassel, des Staatlichen Schulamtes und der Albert-Schweitzer-Schule - eigenständig an physikalischen Projekten arbeiten und lernen. Der Erfolg dieser Arbeit schlägt sich in zahlreichen Auszeichnungen Preisen (Jugend forscht, etc.) nieder und hat zu einer immer stärker wachsenden Zahl an Anfragen von Schülerinnen und Schülern geführt. Für das Fach Physik gibt es zur Zeit 175 Anmeldungen in über 65 Projektgruppen, die personell und räumlich kaum noch angemessen versorgt werden können. Darüber hinaus besteht eine beständige Nachfrage nach Projekten in Chemie und Biologie. Aus diesem Grund soll die Arbeit im Physikclub in absehbarer Zeit auf die anderen Naturwissenschaften ausgeweitet werden. Dafür wird ein Schülerforschungszentrum Nordhessen (SFN) gebaut, um bessere organisatorische und räumliche Bedingungen zu gewährleisten. Mit der Einrichtung eines SFN könnten zudem Schülerinnen und Schüler eines größeren Umkreises angesprochen werden.

Mit dem Physikclub konnten in den letzten Jahren wertvolle Erfahrungen in der Betreuung von interessierten Jugendlichen im Bereich der Naturwissenschaften gesammelt werden. Dieser Erfahrungen sollen auch im zukünftigen SFN genutzt und weitergeführt werden. Wie im Physikclub sollen auch im SFN Jugendliche gemeinschaftlich und eigenverantwortlich in authentischen Forschungsprojekten ihrer Wahl arbeiten. Die Arbeit soll fach-, klassen-, und schulformübergreifend organisiert sein.

Die Förderung naturwissenschaftlicher Bildung ist nicht erst seit TIMS und PISA zu einem Problemfeld in Deutschland geworden. Gerade besonders interessierte und begabte Schülerinnen und Schüler erfahren in diesem Klima eines gesellschaftlichen Desinteresses zu wenig Unterstützung, um ihre besonderen Begabungen auszuleben. Unter den besonders begabten Schülerinnen und Schülern gibt es viele, die gerade aufgrund ihrer Begabung Lernschwierigkeiten und soziale Auffälligkeiten zeigen. Die Arbeit im PhysikClub und dann im SFN bietet diesen Schülerinnen und Schülern ein besonders förderliches Umfeld. Durch die hohe fachwissenschaftliche Anforderung im PhysikClub können Hochbegabte so gefordert werden, dass sie Arbeitstechniken erlernen und erfahren, ohne die sie sehr häufig in der weiterführenden Ausbildung, wenn nicht schon in der Schule, scheitern würden.

In der eigenständigen Arbeit erwerben alle Jugendlichen Kompetenzen, die Ihnen einen Einstieg in ein naturwissenschaftliches Studium wesentlich erleichtern und möglicherweise zu einer Verkürzung der Studienzeiten beitragen können. Es wird erwartet, dass insbesondere die Bereitschaft, ein naturwissenschaftliches Studium  zu beginnen, durch die Erfahrungen im PhysikClub unterstützt werden kann. Durch Kooperation mit den Vertretern der Universität können bereits vor dem Studium wertvolle Kontakte geknüpft werden.

Über die fachlich intensive und methodisch anspruchsvolle Auseinandersetzung mit Naturwissenschaften hinaus ist ein besonderes Merkmal der Arbeit im  PhysikClub, dass Ausdauer beim Arbeiten und Lernen sowie die Nachhaltigkeit des erworbenen Wissens vermittelt werden. Jugendliche wachsen heute in einer von schnell wechselnden Eindrücken geprägten Gesellschaft auf, in der oberflächliche Kenntnisse oft als ausreichend gerade in Naturwissenschaften angesehen werden. Dies ist  kontraproduktiv zu den Anforderungen im Studien- und Berufsleben.

Der PhysikClub widmet sich einer breiten Erziehungs- und Ausbildungsarbeit, die nicht nur Hochbegabten sondern einem breiten Spektrum interessierter Schülerinnen und Schülern zugute kommt.

Die Arbeit im PhysikClub ist als ein Zusatzprogramm zur schulischen Ausbildung gedacht, das jedoch nicht ohne Rückwirkung auf die Schulen bleibt. So hat die Arbeit im Physikclub nachweislich zu einer Verbesserung der Ausbildung und der allgemeinen schulischen Situation fast aller Teilnehmer und Teilnehmerinnen geführt. Schon jetzt zeigt sich, dass die Bedeutung naturwissenschaftlicher Bildung in den beteiligten Schulen zugenommen hat. Beispielsweise haben alle Abiturienten, die im PhysikClub mitgearbeitet haben, naturwissenschaftliche und technische Studienfächer belegt. Dies ist besonders in Zeiten fehlender Fachkräfte aus diesem Bereich ein wichtiger Beitrag zur Zukunftssicherung Deutschlands.

Ausbildung- und Erziehung naturwissenschaftlich interessierter Jugendlicher:

Die Arbeit im PhysikClub ist in eigenverantwortlichen Forschungsteams organisiert. Die Jugendlichen erarbeiten sich dabei im Rahmen eines konstruktivistisch organisierten Prozesses eigenständig das für ihre Forschungsfrage notwendige Wissen und wenden es zur Lösung ihres Forschungsproblems an. Die Projekte sollen mindestens ein Schuljahr dauern. Dies erfordert Durchhaltevermögen und die Organisation der Arbeit über lange Zeiträume hinweg, gleichzeitig aber auch adäquates Reagieren auf aktuelle Entwicklungen im Forschungsprozess.

Die Durchführung der Forschungsprojekte der Schülerinnen und Schüler findet vor Ort statt, d.h. die Teams arbeiten nicht isoliert, sondern profitieren vom Wissen und der Unterstützung der anderen Teams. Wir vermitteln nicht nur Kontakte zu Wissenschaftlern, sondern bieten in erster Linie alles vor Ort an: Das bewirkt die hohe Identifikation mit dem PhysikClub.

Die Betreuung im PhysikClub soll diese Prozesse begleiten und sicherstellen, dass die Erfolge auch wirklich auf eigene Ideen und Anstrengung zurückgeführt werden können und damit das Selbstwertgefühl steigt. Im PhysikClub können die Teilnehmer den Umgang mit Motivationsproblemen, Arbeitsbelastungen  aber auch mit Fehlschlägen lernen. Auch dies ist Teil des Betreuungsprozesses.

Regelmäßige öffentliche Veranstaltungen, in den die Teilnehmer des PhysikClubs über ihre Projekte berichten (FreitagsVorträge), sollen zu einer verbesserten öffentlichen Sicht auf Naturwissenschaften und Forschung beitragen. Diese Präsentationen und Vorträge sollen möglichst in die Verantwortung der Projektteams gelegt werden, um damit weitere Fähigkeiten zu trainieren und zu lernen, adressatenbezogen zu referieren und zu diskutieren.

Die Teilnahme am PhysikClub setzt nicht eine besondere Begabung, sondern lediglich ein besonderes Interesse und die Bereitschaft zum eigenständigen Arbeiten in der oben beschriebenen Weise voraus. Der PhyiskClub versteht sich daher nicht als eine Institution der Hochbegabtenförderung, wenngleich besonders Begabte hier in besonderer Weise Unterstützung finden.

Die Arbeit im PhysikClub ist auch nicht primär auf das Vorbereiten und Trainieren für die Teilnahme an Wettbewerben ausgerichtet, wenngleich die Teilnahme an Wettbewerben durchaus erwünscht ist.

Nur 20% der Teams nehmen an Wettbewerben teil. Der Erfolg dieser Arbeiten auf Landes- und Bundesebene ist aber mehr als vergleichbar mit denen von Zentren, die sich hauptsächlich der Wettbewerbsvorbereitung widmen.

Lehrerbildung

Im PhysikClub können Lehrer/innen in allen Phasen (Studium, Referendariat, Fortbildung) Erfahrungen mit eigenständiger Projektarbeit machen. Dazu werden oft Fortbildungen und Vorträge angeboten werden sowie Studierenden und Referendaren und Referendarinnen die Möglichkeit gegeben werden, die Arbeit zu begleiten.

Für die Lehrerbildung sind die Lernprozesse im PhysikClub in verschiedener Hinsicht von Bedeutung. Studierende bzw. Lehrkräfte kommen hier mit Fragen der Begabtenförderung unmittelbar in Kontakt. Sie können alternative Lernformen in der Praxis erleben und beobachten, die auch im Unterricht von Bedeutung sind (kooperatives Lernen, eigenständiges Arbeiten). Die Begleitung von Schülergruppen im Physikclub stellt aber nicht zuletzt auch das eigene Lehrerbild in Frage und bietet Anlass für Reflexionen über das Lernen.

 Zur Zeit werden zwei Promotionsarbeiten und eine Staatsexamensarbeit im PhysikClub angefertigt.

Einbindung der Projekte in den regulären Unterricht

Hierzu  zählt  die Betreuung von besonderen Lernleistungen für die Abiturprüfung, die schulübergreifend im PhysikClub in großer Zahl angefertigt werden.

Organisatorische Rahmenbedingungen:

-          Die Forschungsgruppen besitzen eine ständige Zugangsmöglichkeit zu ihren Arbeitsräumen und den Sammlungen (insbesondere auch abends, in den Ferien und an den Wochenenden).

-          Betreuer für bestimmte Fächer und Gebiete sind zu Kernzeiten anwesend, in denen auch die normale gemeinschaftliche Projektarbeit stattfindet. Zur Zeit arbeiten 8 Lehrer, die die Fächer Physik, Chemie, Mathematik, Astrophysik, Informatik und Technik  vertreten sowie 15 Studenten hauptamtlich im PhysikClub.

-          Die Themenwahl ist dynamisch, d.h. die Schülerinnen und Schüler können eigene Themenvorschläge einbringen oder aus einer Liste von möglichen Projekten auswählen.

-          Bei Bedarf oder Interesse wird ein Fortbildungsangebot für die Schüler bereitgestellt.

In der Regel starten Projekte mit dem Beginn des Schuljahres und bekommen einen vorläufigen Abschluss mit der in die Ausbildung einbezogenen öffentlichen Präsentation

Preise in Wettbewerben

Der PhysikClub ist zu einem Erfolgsmodell geworden, was sich in zahlreichen Auszeichnungen (seit 2004!) äußert:

            -  sieben Mal  in Folge die beste Arbeit des Regionalwettbewerbs Hessen-Nord bei „Jugend forscht“.

           - 8 Gruppen werden Landessieger Hessen bei Jugend forscht (in den Bereichen „Physik“, „Technik“, „Geo- und Raumwissenschaften“),                         

                - Auszeichnungen für die schöpferisch wertvollste Arbeit des Landeswettbewerbs 2007 und 2008
             - 6 zweite und 3 dritte Platzierungen im Landeswettbewerb (Physik, Technik, Informatik, Astronomie, Chemie, Geophysik) und zahlreiche Sonderpreise auf Landesebene

             - Sonderpreis für je eine herausragende physikalische Arbeit im Bundeswettbewerb „Jugend forscht“ 2004 und 2008

            - Bundessieg in Physik 2006 (Bundeswettbewerb Jugend forscht) mit einer Arbeit über „Quantenmechanische Experimente mit einzelnen Photonen“ und 2009 mit einer Arbeit über Nanogoldcluster

            -  Bundeswettbewerb 2007: 5. Platz (unter 16) im Fachgebiet Technik,

             - JuFo Bund 07: Sonderpreis (USA-Aufenthalt) im Fachgebiet Physik sowie 2009: Sonderpreis der Bundesforschungsministerin für eine herausragende Arbeit der neuen Technologien

             - Soemmerring-Preis des physikalischen Vereins Frankfurt 2006 für eine Arbeit aus dem Bereich der Astrophysik

             - Hessischer Schulpreis 2005 des Kultusministeriums

             - Nominierung für den NatWorking Preis 2006 und 2007 der Robert- Bosch-Stiftung (Top Ten bzw. Top Five aus bundesweit 146 Projekten)

             - NaT Working Preis 2007 (Platz 2)

            - MINT Award Preis 2006 für eines unserer Projekte (lautloser Unterwasserroboter), zusammen mit zwei weiteren Nominierungen aus dem PhysikClub.

           -  MINT Award 2007 für das beste didaktisch-methodische Konzept

            -   Klaus-von Klitzing-Preis 2007

            -  Preis der Helmholtzgemeinschaft Deutscher Forschungszentren 2007

            -  Georg-Kerschensteiner-Preis 2008 der Deutschen Physikalischen Gesellschaft

            - Nominiert für den Deutschen Innovationspreis 2008

 Öffentlichkeitsarbeit:

Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, regelmäßige Presseberichte und eine umfangreiche Internetpräsentation liegen vor (Homepage www.physikclub.de mit über 70000 Zugriffen pro Woche).

Eine Zusammenfassung der Arbeit ist in der Zeitschrift „Spektrum der Wissenschaft“, Heft 12/2005 veröffentlicht („Physik als Event: Der PhysikClub in Kassel) (Stand 2005!) sowie im Journal der Deutschen Physikalischen Gesellschaft September 2008.

Jedes Schuljahr endet mit einer großen mehrtägigen öffentlichen Präsentation der Forschungsergebnisse der Projektgruppen des PhysikClubs vor Fach- und Laienpublikum. Dies, zusammen mit den „Jugend forscht“ - Aktivitäten, sichert die Qualität der Projekte und führt zu einer stetigen Steigerung und Motivation. Die Präsentation, deren Vorbereitung und das entsprechende Training, das eigene Projekt anschaulich und fachlich präzise vertreten zu können, sind ein wichtiger Bestandteil der Arbeit.

Hierzu schreibt der Kasseler Physiker Prof. Dr. Goldmann:

„ (Die Schüler) haben aktuelle, messtechnisch herausfordernde und von den theoretischen Grundlagen her anspruchsvolle Experimente aufgebaut und vorgeführt…Faszinierend waren für mich vor allem die kommentierenden und erklärenden Ausführungen der Beteiligten. Es hat mich als Physiker natürlich gereizt, so lange zu den einzelnen Exponaten Fragen zu stellen, bis die Schüler am Ende ihres Wissens waren. Ergebnis: In der Regel waren die Antworten beeindruckend und hätten für eine bestandene Vordiplomsprüfung gut ausgereicht!

Gleichermaßen beeindruckend waren Begeisterung und Engagement der Schülerinnen und Schüler. In meiner langjährigen Tätigkeit als DFG-Gutachter habe ich sehr oft bei Posterveranstaltungen mit Diplomanden und Doktoranden diskutiert – ich wäre begeistert gewesen, wenn alle so engagiert für „ihr Projekt“ geantwortet hätten, wie es im PhysikClub zu erleben war!“

Kooperationen, Schülerforschungszentrum:

Lehrauftrag an der Universität Kassel über eigenständige Projektarbeit mit Schülergruppen. An diesem Seminar teilnehmende Studenten arbeiten ebenfalls als Betreuer mit.

Der Lehrauftrag ist Teil einer umfassenden schriftlich vereinbarten Kooperation zwischen dem PhysikClub und dem Institut für Physik der Universität Kassel.

Die Arbeit des PhysikClubs ist über den Leiter des PhysikClubs in alle Phasen der Lehrerausbildung eingebunden (Universität, Studienseminar (Lehrerausbildung), Fortbildung).

Die Rütgers-Stiftung und die Robert-Bosch-Stiftung unterstützen zur Zeit den laufenden Betrieb, in der Anfangsphase haben dies die Tschira-Stiftung und die Haereus – Stiftung übernommen.

Mit dem Institut für Physik besteht ein Kooperationsvertrag, Wissenschaftler unterstützen Projekte mit Rat und Material, Studenten nehmen als Betreuer am PhysikClub teil.

Mit Vertretern der naturwissenschaftlichen Fachbereiche und dem Präsidenten der Universität wird gemeinsam der Aufbau eines Schülerforschungszentrums Nordhessen, in dem der PhysikClub aufgeht, vorbereitet. Es wird ein Institut der Universität Kassel auf dem Gelände der Albert-Schweitzer-Schule, in dem Schüler/innnen in allen naturwissenschaftlichen und technischen Fächern eigene Forschungsarbeiten anfertigen.

Sponsoren:

Arbeitsmittel und Geräte werden über ein Sach- und Geldsponsoring bereitgestellt, an dem auch große Stiftungen wie die Robert- Bosch-Stiftung und die Rütgers- Stiftung beteiligt sind. Aber auch viele Firmen stellen Arbeitsmittel kostenlos zur Verfügung.

Räume:

Die ASS stellt einen Klassenraum und einen Sammlungsraum dauerhaft zur Verfügung.

Teilnehmerstatistik

2002: 20 Teilnehmer/innen

2003: 25 Teilnehmer/innen

2004: 30 Teilnehmer/innen, 5 Betreuer, 1 „Jugend forscht“-Arbeit

2005: 50 Teilnehmer/innen, 6 Betreuer, 20 Projekte, 3 „Jugend forscht“ Arbeiten

2006: 55 Teilnehmer/innen, 7 Betreuer, 24 Projekte, 5 „Jugend forscht“ Arbeiten, 3 Besondere Lernleistungen

2007: 75 Teilnehmer/innen, 13 Betreuer, 26 Projekte, 6 „Jugend forscht“ Arbeiten, 1 Arbeit „Schüler experimentieren“, 1 Teilnehmer „Physik-Olympiade“, 6 Besondere Lernleistungen

2008: 5 Arbeiten Jugend forscht, 6 Arbeiten Schüler experimentieren, Teilnehmerzahl auf über 150 gewachsen

Seit August 2008: Integration des Junior-PhysikClubs (Klasse 5-7), damit über 170 Jugendliche in über 50 Projekten.

Seit August 2009: 175 Jugendliche in über 65 Projekten

Homepage www.physikclub.de