Physik erleben, Neugier wecken45 Schülerinnen besuchen Projektwoche der Fakultät für Physik und Astronomie der RUB

Wie funktioniert ein Ultraschallgerät beim Arzt und wie werden unsere Häuser eigentlich energieeffizienter? Dies sind zwei der Fragen, denen 45 Schülerinnen in der ersten Herbstferienwoche im Alfried-Krupp-Schülerlabor der Ruhr-Universität Bochum (RUB) auf den Grund gegangen sind.

von Laura Kämper

In den Oster- und den Herbstferien bietet die Organisation „Zukunft durch Innovation.NRW“ (zdi) verschiedene Programme in den MINT-Bereichen an – das sind Mathematik, Ingenieur- und Naturwissenschaften sowie Technik –, um mehr Jugendliche für eine Ausbildung oder ein Studium in diesen Bereichen zu begeistern.
In diesem Jahr ging es für die Schülerinnen der achten bis zehnten Klasse unter dem Motto „In unbekannte Welten schauen – Physik erleben“ an die Fakultät für Physik und Astronomie der RUB. Dort beschäftigten sie sich eine Woche lang mit physikalischen Methoden in der Medizin, der Erzeugung und Nutzung von Plasmen und dem Entwurf eines eigenen energieeffizienten Hauses. „Dabei ist die Zahl der Betreuer im Vergleich zur Schule deutlich größer: Die 15 Schülerinnen pro Gruppe werden immer von drei Betreuern oder Betreuerinnen begleitet, die selbst Physik studieren beziehungsweise wissenschaftliche Mitarbeiter sind“, erklärte Dr. Raphaela Meißner, Diplom-Physikerin und Leiterin der Bochumer Geschäftsstelle des zdi.
Direkt zu Beginn der Woche hatten sich die Jugendlichen für eins der drei zur Auswahl stehenden Projekte entschieden und arbeiteten eine Woche lang daran. So beschäftigten sie sich zum Beispiel mit Plasmen. Das sind Gase, die teilweise oder vollständig aus freien Ladungsträgern wie Elektronen bestehen und unter anderem in Handys, Fernsehern und Bildschirmen verwendet werden. „Wir haben Glas mit dünnen Goldschichten überzogen und untersucht, wie sich die Eigenschaften durch eine unterschiedlich lange Beschichtung verändern“, erklärte eine Schülerin. Dabei wurden zum Beispiel die Dicke der Schichten, ihre Leitfähigkeit und die optische Transmission, also die Durchlässigkeit von Lichtwellen, gemessen.

Schülerinnen bauten energieeffiziente Häuser

Im Bereich der medizinischen Physik haben die Schülerinnen selbst ein Elektrokardiogramm an sich durchgeführt, verschiedene Ultraschallmethoden kennengelernt und anhand eines Röntgenapparates gesehen, wie verschiedene Alltagsgegenstände durch das Röntgen auf Bildschirmen abgebildet werden.
Die Gruppe der Schülerinnen, die sich mit dem Bau energieeffizienter Häuser auseinandersetzte, konstruierte in Kleingruppen selbst Häuser aus Styropor. Dafür wurden die Formen der Blöcke in ein Programm eingegeben, sodass das Styropor und auch verschiedene Materialien für Fenster, Dächer und Türen mit einer Maschine geschnitten beziehungsweise mit dem 3D-Drucker gedruckt werden konnten. „Die Jugendlichen sollen lernen, dass unterschiedliche Materialien besser oder schlechter zur Wärmeisolierung geeignet sind“, erklärte Dr. Meißner. „Dafür haben wir Wärmequellen in den Häusern aufgestellt und gemessen, wie viel Wärme von den Häusern abgegeben wird und wie schnell die Temperatur in den Häusern nach Ausschalten der Wärmequelle wieder sinkt.“ Zunächst sollten die Schülerinnen dafür „unperfekte“ Häuser mit offenen Fugen und Einfachverglasung bauen, die schließlich verbessert wurden.
„In allen Gruppen haben die Mädchen Messreihen aufgenommen, ihre Ergebnisse besprochen und diskutiert und auf diese Weise schon erste Eindrücke der wissenschaftlichen Arbeit sammeln können“, freute sich Dr. Meißner. „Das hat oft einen praktischeren Aspekt und einen direkteren Bezug zum Alltag der Jugendlichen als in der Schule.“

Tägliche Workshops – am Ende das Physik-Duell

Neben den täglichen Workshops haben die Mädchen außerdem noch eine Vorlesung besucht, in „echte“ Labore schauen können und eine Vorstellung im Planetarium Bochum angesehen. Als Abschluss der Projektwoche konnten sie schließlich ihr neu erworbenes Wissen in einem Physik-Duell unter Beweis stellen.
Die Projektwoche im Herbst ist ausschließlich für Mädchen gedacht, in den Osterferien sind aber auch Jungen willkommen. „Wir möchten die Schülerinnen und Schüler frühzeitig an gesellschaftsrelevante Themen heranführen und ihnen über die MINT-Fächer Zugänge zu Ressourcenschonung, Klimawandel, Energieversorgung und Armutsbekämpfung zeigen“, heißt es in dem Programm des zdi. Dadurch sollen die Talente möglichst vieler junger Menschen gefördert werden und ein Beitrag zur Bildungsgerechtigkeit und Durchlässigkeit im Bildungssystem geleistet werden. Die Schülerinnen bauten auch Modelle von Häusern, um sich mit dem Thema Energieeffizienz auseinanderzusetzen.