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Weitere InhalteMasterarbeit, Fachbereich Physik, 188 Seiten, dt.
Zusammenfassung:
Bei „Climate Escape” handelt es sich um ein Schülerlabor zum Thema Klimawandel und Nachhaltigkeit an der Universität Mainz, das von Schülerinnen und Schülern in Form eines interaktiven und abwechslungsreichen Escape Room-Szenarios mit ansprechenden Versuchsaufbauten und speziellen Dioramen im Kontext durchlebt wird.
Das Schülerlabor wurde für das „NaT-Lab-Physik” der Universität Mainz konzipiert, um die Lernenden zu einer fachlich-kritischen Auseinandersetzung mit den Themen der anthropogenen Klimabeeinflussung, den zugrundeliegenden geophysikalischen Prozessen und den daraus resultierenden Konsequenzen anzuregen. Dafür werden an sechs Stationen elementare Kenntnisse, über die dem Klimawandel zugrundeliegenden naturwissenschaftlichen Prozesse in Atmosphäre und Ozean sowie Inhalte und Anregungen zum nachhaltigen Handeln vermittelt:
Station 1: Albedo
Station 2: Treibhauseffekt
Station 3: Eigenschaften von Treibhausgasen
Station 3b: Anthropogener Treibhauseffekt und Kipppunkte
Station 4: Meeresspiegelanstieg
Station 5: Ozeanversauerung und die Erwärmung der Ozeane
Station 6: Nachhaltigkeit
Um die Inhalte attraktiv und motivierend für Schüler*innen der Jahrgangsklassen 9/10 zu gestalten, wurden die Versuchsaufbauten gezielt unter den Prämissen der Kontextualisierung, Realitätsnähe und wissenschaftlichen Korrektheit konzipiert und konstruiert. Die Experimente stechen dabei in ihren Aufbauten bewusst aus dem Laborcharakter üblicher (Hoch-)Schul-Experimente heraus und orientieren sich an realitätsnahen und besonders ansprechend gestalteten Modellen.
Dem Schülerlabor liegt ein fiktives Escape-Room-Szenario zugrunde, bei dem die Schüler*innen die Messungen und Ergebnisse eines Forschungslabors nach einem Überfall von Klimawandelleugner*innen retten müssen. Dafür werden sie, wie bei einem Escape-Room üblich, Aufgaben und Rätsel lösen und dadurch Schlösser knacken, um das Schülerlabor bewältigen zu können.
Um selbständiges Arbeiten der Experimentierenden zu realisieren, wird ein Tablet als „digitaler Moderator“ an den einzelnen Stationen mit den jeweiligen Arbeitsmaterialien genutzt. Die Lern- bzw. „Escape“-Umgebung ist mit Hilfe der gezielten, edukativen Gamification, einer progressiven Arbeitsmaterialgestaltung und Methoden der Binnendifferenzierung darauf ausgelegt, von einer Vielzahl von Lernenden eigenständig und in Gruppenarbeit bewältigt werden zu können. Die Modellexperimente legen inhaltlich einen Fokus auf den Strahlungshaushalt; also den Einfluss der Albedo und des anthropogenen Treibhauseffektes. Darauf bauen Folgen des Klimawandels wie der Meeresspiegelanstieg und die Ozeanversauerung auf. Weiterführend werden übergreifende und gesellschaftlich relevante Themen wie nachhaltiges Handeln und verantwortungsbewusste Lebensgestaltung behandelt. Für diese Station wurde das Gemeinschaftsspiel „Change your life“ konzipiert, bei dem die Spieler*innen aus Perspektive verschiedener Charakter handeln müssen. Das Projekt ist eine interdisziplinäre Lernumgebung, welche Bereiche aus Chemie, Biologie, Geografie und Politikwissenschaften mit denjenigen der Physik zusammenführt.
In dieser Arbeit werden die Konzeption, Durchführung und Evaluation des Schülerlabors für die Mittelstufe beschrieben. Die Entwicklung und Konstruktion der zugrundeliegenden experimentellen Aufbauten wurden in Zusammenarbeit mit Filip Sirrenberg durchgeführt. Eine Adaptierung des Schülerlabors für die Oberstufe ist in seiner Masterarbeit zu finden. Die hier vorliegende schriftliche Ausarbeitung sowie die Lernaufgaben wurden nicht gemeinschaftlich erstellt, sondern dienten als Vorlage für diese Weiterentwicklung. Das Schülerlabor wurde von insgesamt vier Schülerinnen erprobt und evaluiert. Aufgrund der Corona-Pandemie konnten keine Testdurchläufe mit einer größeren Gruppe Schüler*innen stattfinden.
Die Arbeit ist folgendermaßen gegliedert: Zuerst wird die Theorie, die dem Klimawandel zugrunde liegt, näher beschrieben. Nach der Theorie folgt die fachdidaktische Analyse. Zuerst wird allgemein auf den didaktischen und methodischen Aufbau des Schülerlabors eingegangen. Daran anschließend wird eine didaktische und methodische Analyse der einzelnen Stationen dargelegt. Im nachfolgenden Kapitel 5 wird die Durchführung des Schülerlabors „Climate Escape“, die mit zwei Schülergruppen à zwei Personen stattfand, näher beschrieben und dabei aufgetretene Schwierigkeiten aus Sicht der Betreuer und Lernenden näher erläutert. Im Schlussteil folgt eine Evaluation der praktischen Durchführung sowie ein allgemeines Fazit und Ausblick. Im Anhang sind zudem alle wichtigen Dokumente, die einzelnen Aufgaben, die Fragebögen und weitere Aspekte der Arbeit und Projekts betreffend angefügt.
Das Schülerlabor konnte zudem auf der Lehrerfortbildung „Klima und Energie“ der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung in Bad Honnef im Dezember 2020 von Lehrkräften und Fachdidaktiker*innen teilweise in Präsenz als auch über Videopräsentation vorgestellt werden. Es stand darüber hinaus dort drei Tage als Rahmenprogramm der Tagung zur Erprobung zur Verfügung. Eine mögliche Weiterentwicklung des Escape Rooms wäre beispielsweise eine Modifizierung als Unterrichtseinheit.