Naturwissenschaften : Tatort Schülerlabor – so spannend kann MINT sein

Nachwuchs im MINT-Bereich wird händeringend gesucht, doch die Begeisterung der Schülerinnen und Schüler für Fächer wie Mathematik, Chemie oder Physik hält sich oft in Grenzen. Schülerlabore wollen das ändern. Hier machen Kinder und Jugendliche außerhalb des Klassenraums praktische Lernerfahrungen in Naturwissenschaften und Technik. Inzwischen gibt es bundesweit fast 400 solcher außerschulischen Lernorte, die meisten sind an Hochschulen und Forschungseinrichtungen angesiedelt. Ihr Ziel ist es, bei Schülerinnen und Schülern mehr Interesse für MINT-Fächer zu wecken und Schulen in ihrer Arbeit zu unterstützen. Ein Besuch in Deutschlands ältestem Schülerlabor, dem teutolab-Chemie an der Universität Bielefeld.

Annette Kuhn / 21. Oktober 2019
Schülerinnen und Studentin im Schülerlabor
Eva (l.) und Kate vom Weser-Gymnasium Vlotho lassen sich von Studentin Sylvia Glinski (r.) im teutolab-Chemie erklären, wie sie Fingerabdrücke sichtbar machen können.
©Annette Kuhn
Zwei Schüler im Labor mit Schutzbrille und Kittel
Fynn (l.) und Leandro finden es spannend, im Schülerlabor vor allem praktisch arbeiten zu können.
©Annette Kuhn
Teppich mit gekennzeichneten Stellen
Der „Tatort": Auf diesem Teppich soll das „Verbrechen" passiert sein. Die Schülerinnen und Schüler sollen die gekennzeichneten Stellen nun untersuchen.
©Annette Kuhn
Schüler mit Pipetten und Flüssigkeiten im Labor.
Schülerinnen und Schüler bei der „Spurensicherung". Sie lernen im Schülerlabor, wie sich Blut- und Schmauchspuren erkennen lassen.
©Annette Kuhn
Wandbild mit Kuh, aus Milchtüten gebastelt.
Das Wandbild mit Kuh stammt aus den ersten Jahren des teutolabs-Chemie: Gestaltet ist es mit alten Milchpackungen, gemalt mit selbst hergestellten Farben aus Milch.
©Annette Kuhn

Blutspuren auf dem Teppichboden, daneben ein zerbrochenes Glas und ein Scheck, ein Schuss soll gefallen sein. Mitten im Hauptgebäude der Universität Bielefeld hat offenbar ein Verbrechen stattgefunden. Die Spurensicherung war schon da, der Tatort ist gekennzeichnet. Gerade ist ein Team von Kriminaltechnikerinnen und -technikern aus dem knapp 40 Kilometer entfernten Vlotho eingetroffen. Es wird in den kommenden drei bis vier Stunden Fingerabdrücke analysieren und den Tatort auf Schmauch- und Blutspuren untersuchen. Das Team ist eine achte Klasse des Weser-Gymnasiums Vlotho. Auf dem Stundenplan der Klasse steht heute ein Besuch im teutolab-Chemie, Thema: Kriminalistik.

Das teutolab-Chemie an der Universität Bielefeld ist das älteste Schülerlabor in Deutschland, das bis heute mehr als 70.000 Schülerinnen und Schüler besucht haben. Im Februar kommenden Jahres feiert es sein 20-jähriges Bestehen. Inzwischen gibt es fast 400 solcher Schülerlabore, die meisten sind an Hochschulen oder Forschungseinrichtungen angesiedelt.

Schulen haben meist gar nicht die Ausstattung für größere Experimente

Allein sechs Schülerlabore gehören zur Universität Bielefeld, jeweils mit einem eigenen Schwerpunkt, für Naturwissenschaften, Robotik oder Mathematik. Gemeinsam ist ihnen der Name teutolab – teuto steht für die Region Teutoburger Wald, lab für Labor.

Schülerlabore sind außerschulische Lernorte, an denen Kinder und Jugendliche verschiedener Klassenstufen die Naturwissenschaften auf besondere Art erleben können. Der Leiter Rudolf Herbers – seit der ersten Stunde beim teutolab dabei – nennt drei Aufgaben des Schülerlabors: „Erstens: Wir sind ein Motivationslabor, wir wollen Schülern Spaß an MINT vermitteln. Zweitens: Wir unterstützen Schulen und Lehrkräfte in ihrer Arbeit im Rahmen des Curriculums. Drittens: Wir wollen Kindern und Jugendlichen die Hemmschwelle zur Hochschule nehmen und ihr Interesse für ein naturwissenschaftliches Studienfach wecken.“

Es motiviert die Schülerinnen und Schüler, wenn sie mal in einem richtigen Labor arbeiten können.
Jens Nußbaum, Chemie- und Physiklehrer am Weser-Gymnasium Vlotho

Zu Punkt zwei gehört, dass Schülerinnen und Schüler altersgerecht Versuche durchführen können, für die es in den meisten Schulen gar nicht die Ausstattung gibt. Das teutolab-Chemie können Schüler von der Grundschule bis zum Abitur besuchen. „Für Abiturientinnen und Abiturienten werden zum Beispiel immer am Anfang eines Jahres für zwei bis drei Wochen aufwendige Versuchsanordnungen gebaut, mit denen sie sich auf ihre Prüfungen vorbereiten können“, erklärt Herbers. Außerdem bietet das Schülerlabor auch Weiterbildungen für Lehrerinnen und Lehrer an.

30 Themen bietet das teutolab-Chemie an: Neben Kriminalistik sind das zum Beispiel Molekularküche, Kosmetik oder erneuerbare Energien. Viele dieser Themen werden je nach Klassenstufe unterschiedlich komplex vermittelt. In die Chemie der Zitrone werden Grundschulkinder im „Zauberlabor“ eingeführt, Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I im „Vitamin-C-Labor“, und für die Oberstufe heißt es dann „Säurelabor“. Viele Schülerinnen und Schüler kommen mehrmals in verschiedenen Klassenstufen. „Sie sind dann sofort im Thema, und man kann darauf aufbauen“, erklärt Herbers.

Im Schülerlabor dürfen und sollen Fehler gemacht werden

Er ist überzeugt, dass sich die praktischen Erfahrungen, die Kinder und Jugendliche im Schülerlabor sammeln können, viel stärker festsetzen, als es die Theorie vermag. Das sieht offenbar auch die Schulleitung des Weser-Gymnasiums Vlotho so und hat daher den Besuch der teutolabs für Physik und Chemie im Lehrplan festgeschrieben. „Es motiviert die Schülerinnen und Schüler, wenn sie mal in einem richtigen Labor arbeiten können“, sagt Jens Nußbaum, der Chemie- und Physiklehrer der Klasse.

Am Anfang bekommt die ganze Klasse die Aufgabenstellung genau erklärt, dann verteilt sie sich in Kleingruppen auf die Laborräume – ausgerüstet mit Kittel und Schutzbrille. Eine studentische Hilfskraft – viele von ihnen studieren auf Lehramt – begleitet die Schülerinnen und Schüler, sorgt für die nötige Sicherheit und hilft bei Fragen oder Problemen. Ansonsten agieren die Kinder weitestgehend selbstständig – „sie dürfen und sollen auch Fehler machen, dadurch lernen sie ja erst“, erklärt Herbers.

Praktische Erfahrung auch für Lehramtsstudierende

Auch bei Fynn und Leandro klappt es erst beim zweiten Versuch mit der Fingerabdruckbestimmung, aber davon lassen sich die beiden nicht entmutigen. „Hier können wir mal etwas Praktisches machen, das gefällt mir“, sagt Fynn. Einen Laborraum weiter bestimmen Eva und Kate Stärkegrade in Papier. Eva gibt etwas Iod-Kaliumiodid-Lösung auf verschiedene Papiertypen. Je dunkler sich das Papier durch die Lösung verfärbt, desto größer der Stärkeanteil. „Jetzt weiß ich auch, wieso die Leute an der Kasse manchmal mit einem Stift einen Geldschein prüfen“, sagt die Schülerin. „Wenn der Schein nämlich gefälscht ist, würde er sich verfärben“.

Erklärt hat ihr das Studentin Franziska Meise. Die 27-Jährige studiert an der Universität Bielefeld Chemie und Geschichte auf Lehramt und sieht ihren Nebenjob im Schülerlabor auch als gute Berufsvorbereitung. „Man kann sich schon mal in Didaktik erproben“, sagt sie, „auch wenn es eine ganz schöne Herausforderung ist, weil ich ja nicht vorher weiß, welche Voraussetzungen die Kinder mitbringen.“

Das Modell Schülerlabor haben sogar Länder in Asien übernommen

Die Universität Bielefeld finanziert die studentischen Hilfskräfte und stellt dem Schülerlabor die Räume zur Verfügung. Das Land Nordrhein-Westfalen beteiligt sich an der Finanzierung, in dem sie sechs Lehrerinnen und Lehrer für die Betreuung des Schülerlabors und die Weiterbildung der Lehrkräfte für einige Stunden im Monat freistellt. Die Schülerinnen und Schüler selbst entrichten einen Unkostenbeitrag von 2,50 Euro.

Auch Rudolf Herbers – ursprünglich Chemielehrer und Schulleiter – war anfangs für den Aufbau des Schülerlabors nur zeitweilig vom Schuldienst freigestellt. Seit fast 13 Jahren leitet er das teutolab-Chemie nun hauptberuflich. Eigentlich wäre er längst im Ruhestand, aber davon ist bei ihm nichts zu spüren. Noch immer ist er mehrmals in der Woche in der Universität Bielefeld, wenn er nicht gerade das Modell Schülerlabor in die Welt trägt.

Grundschulklassen zeigen besonders großes Interesse am Schülerlabor

Nicht nur in europäischen Ländern, auch in Asien, zum Beispiel in China und Thailand, hat Herbers den Aufbau entsprechender Einrichtungen begleitet. Und in Bielefeld ist das Interesse am Schülerlabor selbst nach 20 Jahren ebenfalls unvermindert groß.

Vor allem Grundschulklassen drängen ins Schülerlabor. Da das teutolab-Chemie die große Nachfrage nicht bedienen kann, hat es ein Netzwerk gegründet, zu dem inzwischen 60 Satelliten gehören. Das sind weiterführende Schulen, an denen Lehrkräfte angeleitet werden, um dann Grundschulklassen in ihrem Umfeld entsprechende Angebote machen zu können. „Wir sind die Breitensportler für MINT“, erklärt Herbers die flächendeckende Arbeit der Schülerlabore.

Die Schülerinnen und Schüler des Weser-Gymnasiums haben inzwischen ihre „Ermittlungen“ abgeschlossen, Kittel und Schutzbrille abgelegt und stellen in großer Runde ihre Ergebnisse vor. Der Fall ist gelöst. Ob nun Bernd Brecheisen, Lisa Langfinger oder Kurt Knacker der Verbrecher ist, darf an dieser Stelle natürlich nicht verraten werden.

Mehr zum Thema

  • Bundesweit gibt es fast 400 Schülerlabore, die meisten gehören zum Bundesverband LernortLabor, der die außerschulischen Lernorte verschiedenen Kategorien zuordnet.
  • Neben dem klassischen Schülerlabor für Schulklassen gibt es zum Beispiel Schülerforschungszentren, die Jugendliche in ihrer Freizeit besuchen können, Lehr-Lern-Labore für die Weiterbildung von Lehrkräften und Studierenden oder spezielle Labore für die Berufsorientierung im MINT-Bereich.
  • Schülerlabore und Schülerforschungszentren unterstützen auch die Teilnehmenden von Wettbewerben wie „Jugend forscht“. Anmeldeschluss ist der 30. November.