PORTEFEUILLE

Bezüglich der Cleantech-Innovation aus dem GRS-Projekt 068/11 «OsmoBlue» (Heat Recycling & Conversion to Electricity) wird eine allgemeinverständliche Darstellung in Wort und Bild erarbeitet, zur ausserfachlichen Kommunikation und speziell für den Einsatz in der Volksschule: Auch ohne fachliches Vorwissen soll «einleuchten», dass und wie man Abwärme via Osmoseprozesse in Strom umwandeln kann, und inwiefern dies nanotechnisch optimiert werden kann. Konkret wird ein Artikel für die Zeitschrift «die neue schulpraxis» gestaltet, über welche ca. 20'000 Volksschullehrkräfte erreicht werden. Integrierte Kopiervorlagen und Arbeitsblätter sollen möglichst viele Lehrkräfte dazu animieren, den Artikel bzw. Teile daraus im Unterricht einzusetzen.

Ein Gegenstand wissenschaftlich-technischer Spitzenforschung soll fachlichen Laien und insbesondere Volksschülern nahegebracht werden. Der grosse Niveauunterschied soll durch eine spezielle, lernpsychologisch optimierte Darstellungsweise so überbrückt werden, dass ein «Aha!», ein freudiges (Vor-)Verstehen ohne fachliches Büffeln möglich wird.

Es geht um ein «Vermitteln» im wörtlichen Sinne, nämlich um das Finden einer zwischen Fachperspektive und Laienperspektive vermittelnden Darstellungsebene. Für die Darstellung müssen vereinfachte und anschauungsnahe Modellvorstellungen gefunden und entwickelt werden, die nach beiden Seiten hin anschlussfähig sind, d.h. die fachlich noch vertretbar sind, mit denen Laien aber leicht umgehen können. Mit Hilfe dieser Modellvorstellungen oder «mentalen Modellen» sollen auch Nichtfachleute die entscheidenden Effekte gedanklich herleiten, d.h. im Denken «konstruieren» und damit verstehen können. Ein solches exemplarisches «Aha-Erlebnis» kann zum Keim eines weiterführenden Interesses werden.

Die didaktische Leitfrage heisst also immer: Was heisst, den betreffenden Effekt oder Zusammenhang auf einer bestimmten Ebene verstehen? Hintergrund ist dabei eine Wissenschaft des Sachverstehens, und zwar die moderne kognitiv-konstruktivistische Wissenspsychologie und -pädagogik. Auf diesem theoretischen Hintergrund werden auch Verständnisschwierigkeiten analysiert, die in begleitenden Lernversuchen empirisch gefunden werden.

Eine allgemeinere Zielperspektive betrifft die zu seltene Thematisierung von Technik im Volksschulunterricht. Insofern dies auch mit einem Mangel an geeigneten Lehrmitteln zusammenhängt, die ohne fachliche Voraussetzungen ein exemplarisches Verständnis sinnvoller technischer Innovationen ermöglichen, will das Projekt hier zur Verbesserung beitragen.

Der im Projekt verfertigte, 9-seitige Artikel mit dem Titel «Winzige Löcher mit grosser Wirkung: Strom mithilfe der Osmose» wurde am 25. Mai 2013 bei der Zeitschrift «die neue schulpraxis» eingereicht und dort gleichentags zur Publikation akzeptiert.

Gemäss dem Projektziel ist der Artikel für den Einsatz im Unterricht der Sekundarstufe I optimiert: Die naturwissenschaftlichen und technischen Zusammenhänge sind vereinfacht, anschaulich und lernpsychologisch fundiert dargestellt; acht der neun Seiten sind als direkt kopierbare Arbeitsblätter gestaltet, die in ihrer Abfolge einen didaktisch durchdachten Unterrichtsablauf nahelegen. Überdies wurden einfache Schülerversuche zur Osmose und zu deren energietechnischen Nutzung entwickelt, deren Aufbau und Durchführung in den Arbeitsblättern beschrieben sind.

Der Artikel ist im Dezember 2013 als Unterrichtsvorschlag unter dem Titel «Winzige Löcher mit grosser Wirkung: Strom mithilfe der Osmose» in «die neue schulpraxis» erschienen.

Zum lernpsychologisch-didaktischen Ansatz des Projektes:
Aeschbacher,U. & Huber,E.: Wenn schematische Darstellungen laufen lernen: «Operatorische Cartoons» als denknahe Veranschaulichungen von technischen Abläufen. In: M.Baer, M.Fuchs, P.Füglister, K.Reusser & H.Wyss (Hrsg.): Didaktik auf psychologischer Grundlage. Von Hans Aeblis kognitionspsychologischer Didaktik zur modernen Lehr- und Lernforschung. Bern: H.E.P., 2006, 240-253;
Aeschbacher,U.: Eine Lanze für das Erklären. Beiträge zur Lehrerbildung, 27, 3), 2009, 431-437;
Aeschbacher,U., Huber,E. & Wagner,D.: Die Absorptions-Kältemaschine allgemeinverständlich erklären. Technik im Unterricht, 2011,4, 41-46
Laienfreundliche Technikdarstellungen aus der bisherigen Zusammenarbeit des Projektteams mit der Zeitschrift «die neue schulpraxis»;
Aeschbacher,U., Huber,E. & Seiler,B.: Die „Grätzelzelle“. In dünnen Folien wird Sonnenlicht in Strom umgewandelt. die neue schulpraxis, 2010,2 , 42-46;
Aeschbacher,U. & Huber,E.: Der „TEG“ kommt! Themoelektrische Generatoren (TEG) sind neuartige «Mikrokraftwerke», die aus jedem Temperaturunterschied Strom machen können. die neue schulpraxis, 2011, 6/7, 41-49;
Wagner,D., Aeschbacher,U. & Huber,E.: Mit Sonnenwärme Kälte machen?! die neue schulpraxis, 2012, 8, 47-53

21.12.2013, Winzige Löcher mit grosser Wirkung: Strom mithilfe der Osmose; die neue schulpraxis