TUM@School. School@TUM MINT-Lehrerbildung gefördert durch die Deutsche Telekom Stiftung

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Grußwort des Präsidenten

Die Lehrerbildung in den MINT-Fächern stellt eine zentrale gesellschaftspolitische Verant-

wortung dar, der sich die Technische Universität München mit einem innovativen Konzept

zur Integration von Lehrerbildung, Schulpraxis und Bildungsforschung stellt. Unterstützt

werden wir dabei von der Deutschen Telekom Stiftung, die für die kommenden drei Jahre

rund 1,5 Millionen Euro zum Auf- und Ausbau von Schülerforschungszentren, des ersten

deutschen gymnasialen Oberstufenmodells „TUM Kolleg am Otto-von-Taube-Gymnasium“

und der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in Fachdidaktik und Bildungsfor-

schung zur Verfügung stellt.

Als namhafte Technische Universität wollen wir Schülerinnen und Schüler im Rahmen unse-

rer Schulnetzwerke schon früh für die MINT-Fächer begeistern und Lehramtskandidaten für

Gymnasium und Berufliche Schulen in der im Herbst 2009 gegründeten Fakultät School of

Education eine professionelle Heimat geben. Über ein dichtes Kooperationsnetz mit Schu-

len, das wir über mehr als ein Jahrzehnt konsequent aufgebaut haben, werden die Studie-

renden bereits nach dem ersten Semester an die Schulpraxis herangeführt und während

ihres weiteren Studiums von praxiserfahrenen Mentoren aus Schule und Wissenschaft so-

wie studentischen Tutoren begleitet und beraten.

Das Schulnetzwerk mit 32 Referenzgymnasien und 16 Referenzschulen im beruflichen Be-

reich sowie den Schulclustern ist ein Garant für die enge Verzahnung der Bildungsforschung

mit der konkreten Entwicklung und Erprobung neuer Unterrichtskonzepte an Schulen. Wich-

tige Bausteine im Schulnetzwerk sind die in die Lehrerbildung eingebundenen Schülerlabore

wie das TUMLab im Deutschen Museum, die TUMScienceLabs an den TUM-

Hochschulstandorten und die Schülerforschungszentren. Die Entwicklungsarbeit u.a. für

diese Einrichtungen werden wir in Zukunft in der „TUM Hall of Science and Technology“

zentral in Kooperation mit allen Fakultäten vorantreiben.

Wir sind zuversichtlich, dass wir als eine der führenden Technischen Universitäten durch die

Neuordnung und Stärkung der Lehrerbildung innerhalb der Hochschule eine nachhaltige

Verstetigung der Lehrerbildung sichern können und damit unserer gesellschaftspolitischen

Verpflichtung gerecht werden. Es mag als hochschulpolitisches Signal gewertet werden,

dass ausgerechnet eine Technische Universität die MINT-Lehrerbildung in ihre Mitte nimmt.

Wolfgang A. Herrmann Präsident

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Grußwort Deutsche Telekom Stiftung

Unsere Welt ist zunehmend von Wissenschaft und Technik geprägt. Für die Teilnahme und

Teilhabe an dieser Welt ist daher mehr und mehr ein grundsätzliches wissenschaftliches

Verständnis erforderlich. Die Basis für dieses Verständnis sollte früh gelegt, also bereits

Kindern und Jugendlichen mitgegeben werden. Nur wenn sich Kinder und Jugendliche auf

ihrem Bildungsweg mit den MINT-Fächern Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften

und Technik positiv auseinandersetzen, werden sie die Herausforderungen unserer Zeit be-

wältigen. Eine Schlüsselrolle haben dabei diejenigen inne, die den jungen Menschen diese

Themen nahe bringen: die Lehrerinnen und Lehrer.

Gerade in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern legen die Lehrkräfte Grund-

lagen dafür, dass MINT-Kompetenzen erworben und entwickelt werden, dass die Motivation

an den MINT-Fächern erhalten bleibt und dafür, dass sich Schülerinnen und Schüler als in

den MINT-Fächern kompetente Personen wahrnehmen. Gut ausgebildete Lehrkräfte können

begeistern und das häufig sogar über die Schullaufbahn hinaus, prägen so manchmal sogar

die Berufswahl.

Verantwortung für die Lehrerbildung im Allgemeinen und die MINT-Lehrerbildung im Beson-

deren haben die Hochschulen. Leider haben sie diese Verantwortung bislang häufig nur un-

zureichend wahrgenommen und die Lehrerbildung vernachlässigt. Mit ihrem Wettbewerb für

die Hochschulen, die in Deutschland MINT-Lehrkräfte ausbilden, hat die Deutsche Telekom

Stiftung gezeigt, dass es auch anders geht: Die Technische Universität München gehört zu

den vier Hochschulen, die innovative Ansätze für die MINT-Lehrerausbildung besonders

vorbildlich konzipieren und umsetzen. Dabei spielt die Gründung der TUM School of Educa-

tion natürlich eine entscheidende Rolle.

Mit der Gründung der TUM School of Education setzt sich die Universität in beispielgeben-

der Weise für die Förderung künftiger Lehrerinnen und Lehrer ein. Um sie bei ihrem Enga-

gement für eine hervorragende Lehrerbildung wirkungsvoll zu unterstützen, fördern wir das

Konzept „TUM@School. School@TUM“ in den kommenden drei Jahren mit 1,5 Millionen

Euro. Mit diesen Mitteln will die TUM vor allem an der Schnittstelle Hochschule / Schule

arbeiten. In praktisch allen geplanten Maßnahmen wirken Lehrkräfte von Schulen und TUM

mit ihren einander ergänzenden Erfahrungen zusammen, so etwa bei der Entwicklung und

Erprobung übergreifender Lehrpläne für den ganzheitlichen naturwissenschaftlichen Unter-

richt. Beispielhaft steht das TUMKolleg, ein Modell für die gymnasiale Oberstufe, das bun-

desweit einmalig eine personelle Verschränkung des Lehrpersonals von Universität und

Schule herstellt.

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Insgesamt verfolgt die TU München mit ihren Plänen ehrgeizige Ziele, bei deren erfolgrei-

cher Umsetzung wir gern dabei sind. Wir wünschen allen, die hier in München an der Ver-

besserung der MINT-Lehrerbildung mitarbeiten, gutes Gelingen und freuen uns auf drei

spannende Jahre.

Dr. Ekkehard Winter

Geschäftsführer Deutsche Telekom Stiftung

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Einführung

Mit dem Antrag der Technischen Universität München

TUM@School. School@TUM

sollen Schnittstellen zwischen Schule und Universität für die Lehrerbildung befruchtet wer-

den. Den Kernbereich bilden außerschulische Lernorte (TUMLab im Deutschen Museum,

TUMScienceLabs, TUM-Schülerforschungszentren), ein Student Assessment & Admission

Center zur Gewinnung der bestgeeigneten und bestmotivierten Lehramtsstudierenden in

Zusammenarbeit mit den Schulen, der Aufbau eines lehramtsspezifischen Qualitätsmana-

gements und Alumnisystems sowie die TUM Hall of Science and Technology als For-

schungsraum zur Übersetzung komplexer fachwissenschaftlicher Erkenntnisse in den

Schulbetrieb („didaktische Rekonstruktion“). Als Maßnahme zur systematischen Verknüp-

fung der Lehramtsausbildung mit der Schulpraxis wird ein gymnasiales Oberstufenmo-

dell, das TUMKolleg, erprobt: Es wird bundesweit erstmalig die personelle Verschränkung

zwischen Lehrkräften einer Universität und eines Gymnasiums herstellen.

In tieferer Absicht sollen diese Maßnahmen institutionell und personenbezogen die Lücken

schließen, die traditionell zwischen Schule und Universität bestehen. Hierin sieht die TUM

nicht einen isolierten, sondern einen entwicklungsstrategischen Ansatz, in dessen Rahmen

die genannten Maßnahmen mit Unterstützung durch die Telekom Stiftung ergriffen und um-

gesetzt werden sollen. Gleichzeitig sollen sie die staatlichen Lehrplanvorgaben für die MINT-

Fächer im Sinne einer lebensnahen Gestaltung (Natur, Technik) positiv beeinflussen. Die

TUM wird sich im Schulterschluss mit ausgewählten, leistungsfähigen Schulen („TUM-

Referenzschulen“), Schulen der TUM-Schulcluster und außerschulischen Bildungsstätten,

z.B. Deutsches Museum, an der frühzeitigen Talentfindung für den naturwissenschaftlich-

technischen Nachwuchs und insbesondere den Lehrernachwuchs engagieren.

Durch begleitende Forschung werden die Wirkungen der Maßnahmen erfasst, bewertet und

den Fakultäten, anderen Hochschulen sowie der Deutschen Telekom Stiftung bekannt ge-

macht.

Wilfried Huber

Beauftragter des Präsidenten für Schulnetzwerke

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TUM-Referenzschulen und Schulen der TUM-Schulcluster

Ohne ein gut funktionierendes Netzwerk sind die ambitionierten Forschungs- und Entwick-

lungsprojekte der TUM nicht möglich.

Referenzschulen Das Prädikat „Referenzschule“ bezeichnet Schulen, die in ihrer Unterrichtsarbeit und Schul-

entwicklung eine vorbildliche Reputation aufweisen. Diese Schulen geben der TUM wichtige

Impulse für ihre Ausbildung und Forschung. Sie sind gefragte Partner bei der Erprobung und

Umsetzung von Innovationen. Nicht zuletzt repräsentieren sie die bevorzugten Schulen für

das TUMPaedagogicum, also für die Praktika der TUM-Studierenden, die dort außerdem

durch ein Mentorenprogramm unterstützt werden. Die Zusammenarbeit mit diesen ausge-

wählten Gymnasien und Beruflichen Schulen ist vertraglich abgesichert.

TUM-Schulcluster Als Fortentwicklung der Idee der Referenzschulen sind die TUM-Schulcluster zu verstehen.

Benachbarte Gymnasien sowie örtliche Wirtschaftsunternehmen schließen sich zu Regio-

nalgruppen zusammen und bilden ein Schulcluster, das gemeinsam z.B. Projekte durchführt

oder Unterrichtsentwicklung betreibt. Zentraler Ansprechpartner für die TUM ist die Refe-

renzschule des Clusters. Bereits gegründet sind die Schulcluster Berchtesgadener Land

(2007), das Schulcluster AÖTS der Landkreise Altötting und Traunstein (Februar 2009), das

Schulcluster Benediktbeuern mit Schulen der Landkreise Weilheim, Bad Tölz-

Wolfratshausen und Garmisch-Partenkirchen und das Schulcluster Bayerischer Wald mit

Cham, Regen und Freyung-Grafenau (März 2010).

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Beispiel Schulcluster Berchtesgadener Land

Im TUM-Schulcluster vereinbaren

Schulen untereinander und mit der

TUM vertraglich eine Kooperation zur

Durchführung von Schulprojekten,

Verbesserung der Lehrerbildung und

zur Schulentwicklung. Für die TUM ist

das Referenzgymnasium des Clusters

der ständige Ansprechpartner. Der

Kreis der Schulen mit engem TUM-

Kontakt erweitert sich so erheblich,

ohne dass der organisatorische Aufwand an der Universität in gleicher Weise erhöht wird.

Das erste TUM-Schulcluster im Berchtesgadener Land wurde am 16.11.2007 von den vier

Gymnasien des Berchtesgadener Landes und der TUM gegründet. Im Oktober 2008 wurde

das Schulcluster bereits um Grundschulen, Hauptschulen, Realschulen und die Berufsschu-

le des Landkreises erweitert. Hier eröffnen sich interessante Möglichkeiten in der Lehrer-

ausbildung und in der Forschung. Schulartübergreifende Projekte sind leichter zu realisie-

ren, z.B. Lehrerfortbildungen gemeinsam für Realschule und Gymnasium. Außerdem werden

Gymnasiasten im Rahmen eines P-Seminars Experimente für Grundschüler entwickeln.

Tradition hat bereits unsere Pfingstakademie hoch über Berchtes-

gaden (CJD Christophorus Schulen) zum Thema Differentialglei-

chungen. Die Bilder zeigen Teilnehmer der Pfingstakademie beim

Besuch des Lehrstuhls für Raumfahrttechnik von Prof. Ulrich Walter

(rechts) und mit Prof. Kleber (theoretische Physik) im Hochseilgarten Schönau am Königs-

see. Ein weiteres „Highlight“ ist die jährliche Vortragsreihe „Wissenschaftsherbst Berchtes-

gadener Land“, und natürlich ist das Schulcluster aktiv an der Planung des Schülerfor-

schungszentrums Berchtesgaden beteiligt.

C1 TUM-Schulcluster Berchtesgadener Land

TUM: Andreas Kratzer

Lehrkräfte: Heike Gierisch

Schüler: Florian Gierisch www.schulcluster.de

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„MINTbegeistert“

Gestaltung einer Ausstellung zum Anfassen und Mitmachen

Thema eines P-Seminars 2009/2011 ist „Mathematik, die begeis-

tert – Gestaltung einer Ausstellung zum Anfassen und Mitma-

chen“. Ausgehend von der Überlegung „Ich brauche Mathematik,

weil …“ wird in diesem Seminar ein Konzept zur Gestaltung,

Durchführung und Betreuung einer anschaulichen Mathematik-

ausstellung entworfen und umgesetzt.

Darauf aufbauend soll das Konzept im Rahmen eines P-Seminars

2010/2012 um naturwissenschaftlich-technische Bereiche erwei-

tert werden: MINTbegeistert für Mathematik, Informatik, Natur-

wissenschaften und Technik.

Vorbilder sind beispielsweise „Mathematikum“ in Gießen, wel-

ches mittlerweile auch mehrere Wanderausstellungen betreibt, die Ausstellung „ix-Quadrat“

der TU München in Garching, die im November 2009 eröffnete „Experimenta“ in Heilbronn

oder das im Frühjahr 2009 eröffnete Science Center im Haus der Natur Salzburg. Die Besu-

cher der Ausstellung sollen erfahren, dass Anfassen und Mitmachen wesentlicher Bestand-

teil von MINT ist und begeistern kann.

Es entstehen vielfältige Außenbezüge, vor allem zu bereits bestehenden Ausstellungen mit

den hieran beteiligten Universitäten und zu Handwerks- und Feinmechanikbetrieben der

Region, welche beim praktischen Bau der Ausstellungsobjekte theoretische und praktische

Hilfe bieten. Durch Letztere sollen handwerkliche Fähigkeiten und Denkweisen gefördert

werden.

Es ist angedacht, die Ausstellung im Schülerforschungszentrum Berchtesgaden zu präsen-

tieren.

C2 TUM-Schulcluster Berchtesgadener Land

Gymnasium Berchtesgaden

Lehrkräfte: Martin Hofreiter, Karl-Heinz Repscher

Schüler: Andreas Huber, Tobias Leubner, Theresa Reiner, Lukas Graßl, Dominik Meyer, Florian Kellner

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DNA-Isolierung aus Mundschleimhautzellen

Die Studierenden haben im Rahmen

ihres Schulpraktikums, dem

TUMPaedagogicum, drei Wochen am

Gymnasium Penzberg verbracht. Ne-

ben den Hospitationen, den Unter-

richtsversuchen und dem intensiven

Kennenlernen des Berufsfeldes, konn-

ten sie auch Erfahrungen mit soge-

nannten außerunterrichtlichen Aktivitä-

ten gewinnen. Sie organisierten eigen-

verantwortlich ein Genetik-Praktikum,

bei dem Schüler des Gymnasiums Penzberg unter Anleitung der Studierenden einen Akti-

onsstand bei dem Lernfest 2008 in Benediktbeuern betreuten.

Unter Verwendung eines standardi-

sierten Versuchskits (Firma BIO Rad)

kann die eigene DNA aus Mund-

schleimhautzellen isoliert und sicht-

bar gemacht werden. Der besondere

Reiz dieser Aktivität liegt unter ande-

rem darin, dass die DNA in eine klei-

ne Glasampulle überführt wird, die

dann als Anhänger an einer Halsket-

te getragen werden kann.

C3 TUM-Schulcluster Benediktbeuern Gymnasium Penzberg (Referenzschule)

TUM Studenten: Christina Beck, Ina Beyer

Lehrkräfte: Michael Schefcsik

Schüler: Annika Tegeler, Kathi Doll, Julia Roppelt, Anja Schrader, Veronika Biersack, Maximilian Eberl

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Das OWL-Team: Organisieren - Wünschen - Lernen

Organisieren: Das OWL-Team bemüht sich zusammen mit der Koordinatorin um einen ei-

genen Pool an möglichen Referenten, der sich unter anderem auch durch die Kontakte zu

den Partnern der Schule wie z.B. der TU München speist.

Zur Auswahl stehen vor allem bekannte Persön-

lichkeiten aus Wissenschaft und Technik (z.B.

der Astronaut Ernst Messerschmid, siehe Foto),

sowie in der Öffentlichkeit stehende Personen

mit gesellschaftlicher Relevanz (z.B. der ehema-

lige Nationaltorhüter Oliver Kahn). Die Schüler

engagieren sich, auch Wünsche der Fachschaft

umzusetzen und gewünschte Vortragende zu

gewinnen. Die Durchführung der Vortragsveran-

staltung mit Einführung, Betreuung vor Ort,

Pressemitteilung, Rednerpräsent (Blumen, Fla-

sche Wein) übernimmt das OWL-Team, unter besonderer Berücksichtigung der jeweiligen

Interessen der Schülerinnen und Schüler, um die wertvollen persönlichen Kontakte zu den

Fachleuten zu intensivieren.

Wünschen: Ein weiteres Hauptanliegen des OWL-Teams ist es, unter Anleitung der betreu-

enden Lehrkraft eigene Vorhaben zu realisieren. Hierbei lernen die Schüler persönlichkeits-

fördernde Pläne eigenverantwortlich zu entwickeln, Ziele festzulegen und diese schrittweise

durch systematische Planung umzusetzen, z.B. durch Exkursionen an die TU in Garching,

bei der die erfolgreiche Zusammenarbeit einer Schülerin mit dem TUMLab sowie die Ver-

mittlung einer Facharbeit initiiert wurden.

Lernen: Um die Persönlichkeitsentwicklung des OWL-Teams optimal zu fördern, sieht der

Scienceclub des Gymnasiums Penzberg über die regelmäßige Unterstützung durch die

Lehrkraft hinaus auch professionelle Workshops vor, die insbesondere den Mitgliedern des

OWL-Teams sowie ausgewählten Schülerinnen und Schülern vorbehalten sind. Hierbei wer-

den Fachleute innerhalb und außerhalb des Kollegiums engagiert, die den Schülern vertie-

fendes Wissen über z.B. Kommunikation, Körpersprache, Moderations- und Präsentations-

techniken vermitteln, das die Schülerinnen und Schüler ihrerseits bei der Vorstellung der

Referenten während der Vorträge gleich praktisch anwenden können.

C4 TUM-Schulcluster Benediktbeuern Gymnasium Penzberg (Referenzschule)

Lehrkräfte: Cornelia Ulubay, Michael Schefcsik

Schüler: Saskia Fähnrich, Tatjana Trifunovic, Pauline Kohlbeck und Carola Meindl

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Verknüpfung der Lehramtsausbildung mit der Schulpraxis

Im ständigen aktiven Dialog von Universität und Schule sehen wir den Schlüssel sowohl zu

einer zeitgemäßen Lehrerbildung als auch zur Motivation junger Menschen für die MINT-

Fächer im Allgemeinen und für ein Lehramtsstudium im Speziellen. In praktisch allen Maß-

nahmen wirken Lehrkräfte von Schule und Universität aus den einander ergänzenden Erfah-

rungsbereichen zusammen. Die Maßnahmen betreffen die

• Erarbeitung exemplarischer, an den Schnittstellen übergreifender Curricula der MINT-

Fächer in Schule und Universität (ganzheitlicher naturwissenschaftlicher Unterricht von der

Naturbeobachtung zur Technikanwendung und vice versa). Hierbei sollen Gelegenheiten im

Studium geschaffen und genutzt werden, bei denen die Studierenden (z.B. über Arbeitsauf-

träge, Projekte, Betreuungstätigkeiten, Tutoring etc.) zu bestimmten Zeitpunkten in die Ent-

wicklung von Curriculumbausteinen, Unterrichtseinheiten und Versuchsanordnungen einbe-

zogen werden. Die Realisierung des Modells erfolgt in ausgewählten TUM-Schulen (Refe-

renzschulen) und in der mathematisch-naturwissenschaftlichen TUM-Lehrerbildung (dazu

als eigene Institution für Entwicklungsarbeit: TUM Hall of Science and Technology);

• Stärkung der studienbegleitenden Schulpraxis der TUM-Lehramtstudierenden

(Mentorsystem TUM²) unter Beteiligung der Schulpädagogik und Didaktik mit strukturierten,

elaborierten Arbeitsaufträgen und Rückmeldungsformaten;

• Aufbau des „TUMKolleg Otto von Taube“ als ersten gymnasialen Oberstufenzug an einer

Universität (am Otto-von-Taube-Gymnasium in Gauting).

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TUMKolleg Otto von Taube

Das TUMKolleg Otto von Taube ist ein Kooperationsprojekt zwischen der TUM und dem

Otto-von-Taube-Gymnasium (OvTG) Gauting und will Gymnasium und Universität eng ver-

zahnen. Seit Beginn des Schuljahres 2009/2010 erhalten 14 Schülerinnen und Schüler in

einem eigenständig geführten Oberstufenzug eine spezielle Förderung unter Beteiligung von

TUM-Wissenschaftlern im Bereich der MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissen-

schaften und Technik) und in englischer Sprache.

Ein ganzer Tag pro Woche ist für die Arbeit an der TUM reserviert. In dieser Zeit können die

Schülerinnen und Schüler naturwissenschaftliche Praktika in den Schüler- und Wissen-

schaftslaboratorien besuchen, fachspezifische Angebote in verschiedenen Fakultäten wahr-

nehmen und unter wissenschaftlicher Betreuung individuelle Forschungsprojekte durchfüh-

ren. Die inhaltliche Ausrichtung und methodische Gestaltung der Projekte werden in Zu-

sammenarbeit mit Wissen-

schaftlern der TUM und

Lehrkräften des OvTG ge-

plant und durchgeführt. Stu-

dierende höherer Semester

begleiten als Mentoren die

Kollegiatinnen und Kollegia-

ten. In der übrigen Zeit findet

der Unterricht der Schülerin-

nen und Schüler am OvTG

statt, wobei offene Unter-

richtsformen, themen- und

projektorientiertes Lernen,

fächerübergreifender Unter-

richt bevorzugt zum Einsatz kommen und auf die Vertiefung der englischen Sprachkenntnis-

se besonderer Wert gelegt wird.

Die TUM erhofft sich dadurch eine Signalwirkung für die naturwissenschaftlich-technischen

und mathematischen Studienfächer und die Möglichkeit, exzellenten Nachwuchs zu gene-

rieren. Aus Sicht der TUM School of Education, der neu gegründeten Fakultät für Lehrerbil-

dung, wird das TUMKolleg im Sinne einer Modellschule wahrgenommen, an der die Lehr-

amtsstudierenden hospitieren oder erste Unterrichtsversuche durchführen können. Gleich-

zeitig bietet das TUMKolleg ein Praxisfeld für Forschungsprojekte der unterschiedlichen

bildungswissenschaftlichen und fachdidaktischen Lehrstühle.

K1 TUMKolleg Otto von Taube

TUM: Jutta Möhringer

Lehrkräfte: Sylke Wischnevsky, Markus Stöckle

Schüler: Julius Appelhagen, Timona Ghosh, Tobias Harrer, Christine Heuer, Eva-Maria Heuer, Julia Hummel, Rebecca Janssen, Jonathan Ott, Alina Pollak, Severin Reiz, Philip Salter, Lena Trautmann, Max Walther, Felix Wolff

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Alumni-Club

So wie sich die TUM in die Berufsmärkte ihrer Absolventen vorwärtsintegriert und ständig

ihr Arbeitsportfolio (Forschung, Ausbildungsprofile und -inhalte) auf den Bedarf überprüft, so

eignen sich die ehemaligen TUM-Lehramtsabsolventen zum Aufbau eines resonanzfähigen

Alumnisystems. Gleichzeitig lässt die emotionale Rückbindung der Alumni in das Universi-

tätsleben die Verstetigung des bestehenden Schulnetzwerks und erhebliche Multiplikator-

effekte erwarten (z.B. gezielte Studienempfehlungen für MINT-Fächer an der TUM).

Der erste Schritt besteht in der kompletten Erfassung aller Lehramtsalumni seit 1967, wobei

auch mittlerweile pensionierte Alumni als Multiplikatoren, Betreuungsdozenten und Mitglie-

der bei der Studentenauswahl von Interesse sind. Die besonderen Verbindungen der TUM

zu den einschlägigen Lehrerverbänden (Bayerischer Philologenverband bzw. Verband der

Lehrer an Beruflichen Schulen) sind hierbei hilfreich.

Für die Mitglieder des Alumni-Clubs werden spezifische Informations- und Fortbildungsver-

anstaltungen durchgeführt, um vom Mehrwert der Mitgliedschaft zu überzeugen.

Vermehrt sollen dann engagierte Alumni zur Mitwirkung bei der Studentenauswahl sowie zur

kritischen Sichtung und Neugestaltung der Schul- und Lehramtscurricula herangezogen

werden.

Mit diesen Akzenten kann die institutionelle wie auch personenbezogene Wechselwirkung

zwischen Schule und Universität auf der bereits bestehenden Vertrauensbasis ausgebaut,

verstärkt und verstetigt werden.

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Ziele und Aktivitäten des Alumni-Clubs

Der Alumni-Club für Lehrerinnen und Lehrer eröffnet bzw. erleichtert Neuerungen in der Leh-

rerbildung ganz wesentlich. Zunächst ist an die Einbindung der zweiten und dritten Phase

der Lehrerbildung gedacht. Angehende Referendare sollen mit Master-Studentinnen und

-Studenten Tandems bilden und so den Übergang von der Universität zum Referendariat

erleichtern, aber auch Referendaren den Rückgriff auf die fachliche Ausbildung erleichtern.

Spezielle Zielsetzungen wie diese erfordern eine eigene Organisation des Alumni-Clubs der

Lehrkräfte. Diese kann aber auf die ausgesprochen erfolgreiche Arbeit des allgemeinen

Alumni-Clubs der TUM zurückgreifen.

C1 TUM Alumni-Club

TUM: Gerlinde Friedsam

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Außerschulische Lernorte

Vom Grundschullabor zum Schülerforschungszentrum

Neben den an den TUM-Standorten (TUMScienceLabs) und im Deutschen Museum

(TUMLab) bereits eingerichteten Schülerlaboren werden in den TUM-Schulclustern

TUMClusterLabs und dazu (zunächst in ländlichen Regionen) TUM-Schüler-

forschungszentren aufgebaut.

Die außerschulischen Lernorte der TUM folgen einem Gesamtkonzept, das beispielgebend

für unser Ziel eines schülerzentrierten Unterrichts steht. Die TUM wird die Begeisterung für

Naturwissenschaft und Technik in der Grundschule aufgreifen und in den Schullaboren wei-

terführen. Besonders Interessierte werden in den Schülerforschungszentren die Möglichkeit

zu „echter Forschung“ bekommen. Enger Bezug besteht zur TUM Hall of Science and

Technology, mit der auch ein entsprechendes Fortbildungsangebot entwickelt wird.

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Der Weg zur Forschung

Der Weg zur Forschung (TUM Angebote)

Großraum München Bayern Zielgruppe Entwicklung

Kindergarten/Grundschul-Labors

an den TUMClusterLabs und an den

SchülerforschungszentrenTUM

Kindergarten/Grundschule

TUM Hall of

Science and

Technology

TUMLab

im Deutschen Museum

TUMClusterLabs

Sekundarstufe I

Sekundarstufe II

„Schulartübergeifend“

TUMScienceLabs

SchülerforschungszentrenTUM

Ziel ist es, Schülerinnen und Schülern in allen MINT-Fächern den Zugang zur Forschung

aufzuzeigen. Dazu ist ein auf die Jahrgangsstufen abgestimmtes Angebot notwendig. Unse-

re besondere Aufmerksamkeit gilt dabei auch einem flächendeckenden Angebot. Bundes-

weit ist eine Konzentration außerschulischer Lernorte an Ballungszentren festzustellen. Un-

sere Konzepte wollen diese Situation ändern und das Angebot auch in die Region tragen.

Eine enge Kooperation mit Fachdidaktiken, „Agentur für Mädchen in Wissenschaft und

Technik“ sowie der Bildungsforschung ist Voraussetzung für den Erfolg obiger Einrichtun-

gen. Das Projekt TheoPrax wird in Zukunft ab Sekundarstufe I sowohl bei der Einbeziehung

von Projektmanagement-Methoden als auch mit dem Ziel des „Ernst-Charakters“ eine wich-

tige Rolle spielen. Zum Einsatz kommen vermehrt auch die Materialien der

fabricationCommunity (fabCom – www.applied-knowing.org).

Die TUM-Schülerkonferenz dient der Veröffentlichung interessanter Ergebnisse.

E1 TUM School of Education TUM Hall of Science and Technology

TUM: Andreas Kratzer

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Robotik-Lernkonzept für die Grundschule

Zur Stärkung von Naturwissenschaft und Technik in der Grundschule beginnen wir mit Ele-

menten der sogenannten „Lego Academy“. Das Projekt in der Volksschule Bischofswiesen

bereitet das Grundschullabor im Schülerforschungszentrum Berchtesgaden sowie entspre-

chende Angebote im Kinderreich des Deutschen Museums und in den TUMClusterLabs vor.

Die Kinder arbeiten mit dem

innovativen Lernsystem LEGO

Education WeDo, einem neuen

Robotiksystem für die Grund-

schule.

Mit dem technisch-naturwissen-

schaftlichen Unterrichtsmaterial

können sie handlungsorientiert

umgehen. In Lerngruppen bear-

beiten sie herausfordernde Auf-

gaben. Mit den bereitgestellten

Materialien und Werkzeugen

können sie eigene Lösungen

finden.

So lernen die Kinder mit Hilfe von Motoren, Sensoren und einer einfachen und intuitiven

graphischen Programmiersoftware, ansprechende LEGO Modelle über den Computer zu

steuern. Die Themen „Wilde Tiere“, „Die faszinierende Welt der Mechanik“, „Fußball“ und

„Abenteuergeschichten“ entsprechen dem Erfahrungsbereich der Schüler.

Aus den aktuellen Lehrplänen unterschiedlichster Fächer werden wesentliche Inhalte ab-

gedeckt:

Technik / Sachunterricht: Einfache Mechanismen, Zahnräder, Flaschenzug, Hebel, Über-

tragung von Bewegungen und Kräften, Planen und Konstruieren von Funktionsmodellen

Informationstechnik / Informatik: Umgang und Handhabung von Programmiersoftware,

Programmieren von Abläufen

Mathematik: Messen von Zeit und Entfernung, Addition, Subtraktion, Multiplikation, Divisi-

on, Schätzen usw.

Sprache und Rechtschreibung: Schreiben von Erzählungen und Berichten, Geschichten

erzählen, erklären, interpretieren, befragen

G1 TUM-Schulcluster Berchtesgadener Land/SFZ - BGL

Volksschule Bischofswiesen TUM: Andreas Kratzer Lehrkräfte: Josef Ametsbichler

Schüler: Matthias Datz, Nico Fietkau, Katrin Stecher, Sophia Seitz, Lukas Geyer, Vinzenz Schrödl

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TUMLab im Deutschen Museum

Das Schüler-Lehrer-Besucher-Labor der Technischen Universität München

Für alle Neugierigen von 101 bis 102 Jahren

Wie wird ein Roboter gebaut und

programmiert? Wo ist welcher Stern

am Himmel ? Was ist die Milchstra-

ße? Wie viel Strom erzeugt eine So-

larzelle? Wie sieht ein Zuckermole-

kül aus?

Diesen und vielen anderen Fragen

kann im TUMLab im Deutschen Mu-

seum nachgegangen werden. Es

bietet Kindern, Jugendlichen und

Erwachsenen die Möglichkeit, in die

Welt der Technik und der Naturwis-

senschaften einzutauchen.

Automatisierungstechnik, Computing, Hands-On Universe, Molecular Modelling und

Robotics sind die Module, aus denen sich unser Angebot aufbaut. In den Kursen dieser

Module kann vielen interessanten Fragestellungen nachgegangen werden.

Unser Angebot umfasst Kurse für Schulklassen,

Fortbildungen, Facharbeiten, Ferienangebote,

Akademien und Arbeitsgruppen für besonders

begabte Jugendliche. Die Kurse sind eng mit

Ausstellungen im Deutschen Museum verzahnt.

Ideal für Schulklassen: Eine Hälfte besucht die

Ausstellung mit von uns vorbereiteten Arbeitsbö-

gen, während die andere im Labor experimentiert.

Alle, die in einem außergewöhnlichen Lernumfeld

mit Wissenschaftlern an spannenden Projekten

arbeiten möchten, sind im TUMLab im Deutschen

Museum richtig!

L1 TUMLab im Deutschen Museum

TUM: Mike Kramler

www.tumlab.de

19

Das Kerschensteiner Kolleg

Kooperationspartner des TUMLabs im Deutschen Museum

Das Deutsche Museum besitzt eine der größten naturwissenschaftlich-technischen Samm-

lungen der Welt. Auf wissenschaftlich hohem Niveau werden Naturgesetze, Instrumente und

technische Verfahren verständlich und unterhaltsam erklärt.

Im Kerschensteiner Kolleg – einer Fortbildungseinrichtung mit 30 Gästezimmern, einem Ta-

gungsraum und einem Experimentallabor direkt im Deutschen Museum – werden mehrtägi-

ge Seminare angeboten, die Teilbereiche oder Querschnittsthemen aus der Vielfalt der Aus-

stellungen des Deutschen Museums behandeln. Das Angebot richtet sich an Lehrkräfte,

Museumsfachleute, Techniker, Wissenschaftler und Studierende aller Fachrichtungen, aber

auch andere Gruppen, die sich für die

Geschichte der Naturwissenschaften und

Technik interessieren.

Hier können Teilnehmerinnen und Teil-

nehmer ihr Fachwissen erweitern und

vertiefen, moderne Naturwissenschaft

und Technik aus ihrer historischen Ent-

wicklung verstehen lernen, forschen, ex-

perimentieren, an Modellfällen studieren

und sich mit aktueller Forschung und ihrer

gesellschaftlichen Bedeutung auseinan-

dersetzen.

Für die Programme des Kerschensteiner Kolleg stehen die Fachleute, Wissenschaftlerinnen

und Wissenschaftler des Deutschen Museums zur Verfügung. Sie wenden zur Vermittlung

vielfältige, sich ergänzende Methoden und Medien an: dialogische Fachführungen, Experi-

mentalvorträge, historisches Anschauungsmaterial, interaktive Modelle, neue Medien, eige-

nes Experimentieren, Gruppenarbeit, Nachbereitung und vertiefende Diskussionen. Die

räumliche Nähe von Kolleg, Ausstellungen, Archiv und Bibliothek sind ideal für eigenes For-

schen und die Erschließung neuer Themenstellungen.

L2 TUMLab im Deutschen Museum

TUM: Mike Kramler, Miriam Voss

www.deutsches-museum.de/information/fortbildung

20

Neue Wege im TUMLab

Weiterentwicklung und Ausbau der Kooperation mit dem Deutschen Museum

Die Programme des Kerschensteiner Kollegs werden in

Zusammenarbeit mit dem Ansprechpartner der jeweili-

gen Teilnehmergruppe geplant. Basis dazu ist ein Vor-

tragskatalog, mit dessen Hilfe Seminarinhalte und

Schwerpunkte bestimmt werden. Das TUMLab und die

TUM School of Education werden weitere Bausteine für

diesen Katalog entwickeln und auch gemeinsame fertig

ausgearbeitete Fortbildungen anbieten.

Neben Beiträgen zu Umwelt, Energie und Astrophysik

soll ein bildungswissenschaftlicher Baustein zur Bedeu-

tung von Schullabor und Museum als außerschulische

Lernorte entstehen. Geplant sind auch gemeinsame

Fortbildungsangebote, wie z.B. zum Thema Energie im

Oktober 2010.

Es bietet sich natürlich an, in diese Neuerung speziell Lehramtsstudenten mit einzubezie-

hen. Mit den außerschulischen Angeboten der TUM und der engen Kooperation mit dem

Deutschen Museum bestehen hier einmalige Möglichkeiten. Das Kerschensteiner Kolleg

wird dabei einen direkten Austausch mit erfahrenen und engagierten Praktikern ermögli-

chen.

Ein wichtiges Ziel ist eine Kooperation mit dem Kinderreich im Deutschen Museum. Die so-

genannte Lego Academy könnte hier ein wichtiger Baustein werden, da mit ihr ein direkter

Bezug zu den Robotics-Kursen im TUMLab entsteht.

Konsequent sollen auch die Bezüge zur Ausstellung in alle Kurse des TUMLab integriert

werden. Dazu gehören nicht nur Arbeitsblätter, sondern auch entsprechende Informationen

auf den Webseiten.

Defizite haben die Angebote des TUMLab im Deutschen Museum im Bereich der Vor- und

Nachbereitung der Kurse an den Schulen. Dies wird sich mit Hilfe eines E-Learning-

Angebots und neu konzipierten Lehrerfortbildungen in Zukunft deutlich verbessern.

L3 TUMLab im Deutschen Museum

TUM: Mike Kramler, Miriam Voss

www.tumlab.de

21

Das Berchtesgadener Robotics-Team

Angefangen hat alles mit einem Besuch der 7. Klassen des

Gymnasiums Berchtesgaden im TUMLab im Deutschen Mu-

seum im April 2007. Einige der Schülerinnen und Schüler wa-

ren vom Experimentieren mit modernen Robotern so begeis-

tert, dass die beiden Mathematik-, Physik- und Informatikleh-

rer Günther Kühlewind und Martin Hofreiter spontan eine

Robotics-Gruppe mit diesen Schülerinnen und Schülern ins

Leben riefen und begannen, zunächst mit von der TU Mün-

chen ausgeliehenen Bausätzen eigene Geräte zu konstruieren

und zu programmieren. Mit Hilfe der Wirtschaftsjunioren

Rupertiwinkel konnten für die technikbegeisterten Schülerin-

nen und Schüler Sponsoren gefunden werden, mit deren Un-

terstützung eine Grundausstattung an Roboterkästen gekauft

wurde. Mittlerweile haben wir acht LEGO-NXT-Roboter, welche mit den vielfältigen Mög-

lichkeiten von LEGO-Technik gebaut werden.

Programmiert werden diese mit der auf LabVIEW basierenden Software ROBOlab von Nati-

onal Instruments. Ein solcher Roboter kann zum Beispiel einer schwarzen Linie folgen, Hin-

dernissen ausweichen oder mit einem Infrarot-Ball Fußball spielen. Im Rahmen des Wissen-

schaftsherbstes Berchtesgadener Land veranstalteten wir an unserer Schule einen

Robotics-Tag für die 7. Klassen in Zusammenarbeit mit der TU München. Im November

2008 und 2009 nahmen wir am Robotics-Wettbewerb First Lego League an der TUM teil,

bei dem wir uns in der Kategorie Forschungspräsentation über einen 3. Platz freuen durften.

Ziel ist es jedoch nicht nur, Schülerinnen und Schüler in die Robotik und in Mikrokontroller-

basierte Systeme einzuführen, sondern sie für Naturwissenschaft und Technik allgemein zu

begeistern. Deshalb arbeiten wir eng mit der 170 km entfernten TUM und der 25 km entfern-

ten Fachhochschule Salzburg zusammen. Beide Hochschulen haben bereits Vorträge und

Experimente am Gymnasium Berchtesgaden durchgeführt. Auch wir waren bei beiden

Hochschulen mehrmals zu Gast. Außerdem soll die Robotics-Gruppe Technologieunter-

nehmen kennenlernen. Betriebsbesichtigungen beispielsweise beim Dolomitwerk Jettenberg

und bei Mess- und Steuerungstechnik Heidenhain in Traunreut haben wir schon unternom-

men.

L4 TUM-Schulcluster Berchtesgadener Land

Gymnasium Berchtesgaden

Lehrkräfte: Martin Hofreiter

Schüler: Simon Sebold, Markus Birner, Benedikt Eisenreich, Katharina Wieber, Jannes Angerer, Katharina Mühlenkamp

www.tumlab.de; www.roboticsteam.de

22

Informatik-Unterricht einer 7. Klasse im TUMLab

Die Klasse 7b des Gymnasiums Penzberg (Referenzgymnasium) besuchte am 26. Februar

2010 im Rahmen des Natur und Technik- / Informatik-Unterrichts das TUMLab im Deut-

schen Museum.

Das 3-stündige Fach Natur und Technik ist in der 7. Jahrgangsstufe in die zwei Schwer-

punkte Physik und Informatik untergliedert. Im Schwerpunkt Informatik steht u. a. das Pro-

grammieren eines einfachen Informatiksystems unter Verwendung einfacher Programmier-

bausteine im Lehrplan. Eine Möglichkeit, dies auch außerhalb der Schule umzusetzen, bietet

das TUMLab im Deutschen Muse-

um, das jedes Referenzgymnasium

kostenlos besuchen kann. Dort kön-

nen die Schülerinnen und Schüler

selbstgebaute kleine Lego-Roboter

mit Hilfe einer graphischen Pro-

grammierumgebung so programmie-

ren, dass sie selbstständig bestimm-

te Aufgaben erfüllen. Dabei begeg-

nen ihnen alle elementaren Pro-

grammierbausteine wie Bedingte

Anweisung oder Wiederholung in

etwas anderer Form, als sie es im

herkömmlichen Unterricht gelernt

haben.

Dieses Angebot der TUM haben wir gerne wahrgenommen und sind mit 26 Schülerinnen

und Schülern nach München gefahren. Während am Vormittag die Mädchen die Roboter

programmierten, besuchten die Buben die Physik- und Informatik-Abteilungen des Deut-

schen Museums, am Nachmittag wurde dann getauscht.

Nach dem Besuch des TUMLabs hatten die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe, als Po-

werPoint-Präsentation und mittels html-Seiten – beides Lerninhalte des Natur- und Technik-

/ Informatik-Unterrichts – darzustellen, wie der Tag am TUMLab und im Deutschen Museum

verlaufen ist und was sie dabei gelernt haben.

L5 TUMLab Gymnasium Penzberg (Referenzgymnasium)

TUM: Mike Kramler Lehrkraft: Alexander Ruf Schüler: Paulina Helgerten, Elfriede Pestislia www.tumlab.de

23

Formel 1 in der Schule

Formel 1 in der Schule ist Teil des

multidisziplinären, internationalen

Technologie-Wettbewerbs „F1 in

Schools“, bei dem Schüler ein

Rennteam bilden, einen ca. 20 Zen-

timeter großen Formel-1-Flitzer am

Computer konstruieren, mit einer

CNC-Fräse fertigen und dann ge-

gen andere Teams auf die Renn-

strecke schicken. Den Antrieb für

den Mini-Rennwagen bildet eine

Gaspatrone, womit sie eine Durch-

schnittsgeschwindigkeit von 80

km/h auf der 20-Meter-Bahn schaf-

fen. Es geht aber nicht nur um das schnellste Auto, sondern auch darum, ein Marketing-

und Finanzkonzept zu erstellen und sich als Team vor einer Fachjury zu präsentieren. Ent-

scheidend ist die Teamleistung aus Konstruktion, Fertigung, Reaktionszeit, Fahrzeugge-

schwindigkeit, Businessplan und Präsentation.

In Regionalwettkämpfen und einer Deutschen Meisterschaft treten die Teams gegeneinan-

der an. Das Siegerteam vertritt Deutschland bei der F1-in-Schools-Weltmeisterschaft, die

jährlich im Vorfeld eines Formel 1 Grand Prix stattfindet.

Die von der „großen“ Formel 1 aus-

gehende Faszination und weltweite

Präsenz wird genutzt, um ein aufre-

gendes, spannendes Lernerlebnis

zu schaffen und das Verständnis

und den Einblick in die Bereiche

Produktentwicklung, Technologie

und Wissenschaft zu verbessern.

Die Deutsche Meisterschaft findet

am 7. / 8. Mai 2010 im Verkehrs-

zentrum des Deutschen Museums in

Zusammenarbeit mit der TUM statt.

L6 TUMLab und F1 in Schools Heinrich-Heine Gymnasium München

TUM: Andreas Kratzer Lehrkraft: Alexander WIngler Schüler: Daisuke Spielvogel, Adrian Candussio, Markus Müller, Stefan Matl, Nicolas Benes, Maximilian Gawlik www.f1inschools.de

24

TUMScienceLabs

Authentische Lernumgebung Nutzung vorhandener Ressourcen

Grundlage hierfür sind die guten Erfahrungen, die spe-ziell an den Fakultäten Che-mie und Physik mit for-schungsnahen Angeboten in Kooperation mit Schulen ge-macht wurden. Höhere Jahr-gänge, speziell die gymnasia-le Oberstufe, gehen nicht in ein speziell für sie angelegtes Schullabor, sondern nutzen die vorhandenen Einrichtun-gen innerhalb der Universität, die sonst Studenten und Wis-senschaftlern zur Verfügung stehen. Die aktuellen Aktivitä-ten reichen von Praktika bis zu Facharbeiten. Es konnte gezeigt werden, wie unsere Mög-lichkeiten den Schulen zur Verfügung gestellt und welche Lernziele dabei verfolgt werden können. Zudem erfüllen wir hierdurch die im G8 geforderten Kooperationen zwischen Schule und Universität in hervorragender Weise.

Vision

Ein Verbund von Schüler- und Lehrerla-boren, die an den verschiedenen Fakultä-ten der TUM eingerichtet sind und vor-handene Ressourcen nutzen. Damit wird die authentische Lernumgebung garan-tiert und Schüler- und Demoexperimente werden mit Bezug zur aktuellen For-schung durchgeführt. Die Kurse zeichnen sich aus durch:

Einsatz modernster experimenteller Ausstattung Bezug zur aktuellen Forschung Interdisziplinäre Inhalte Zusätzliches schülergerechtes Arbeitsmaterial

S1 TUMScienceLabs

TUM: Andreas Kratzer

25

TUMScienceLabs: Biologie

Angewandtes Ökosystemmanagement als Baustein der Waldpädagogik

Das lifeSCIENCElab bietet mit einem Kursmodul,

basierend auf Elementen zur Waldpädagogik, eine

Kooperationsmöglichkeit für die gymnasiale Ober-

stufe, wie sie für die neuen Seminarfächer gefordert

wird. Anknüpfungspunkte des Themas zum Lehr-

plan finden sich nicht nur dort, sondern auch zum

entsprechenden Lehrplan für berufliche Schulen.

Das Modul wurde von der TUM School of Educati-

on in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Wald-

wachstumskunde der TUM und der Bayerischen

Forstverwaltung konzipiert und wird bereits erfolgreich als Lehrerfortbildung sowie als fach-

didaktisches Seminar in der Lehrerausbildung an der TUM angeboten. An mehreren Schulen

wird die Thematik und der Einsatz des Simulationsprogramms SILVA bereits in waldpäda-

gogischen Projekten umgesetzt.

Der Kurs „Ökosystemmanagement – Modellierung des Waldwachstums“ untergliedert sich

in zwei Teilbereiche:

Im ersten Teil dürfen die Teilnehmer selbst Hand anlegen und unter fachgerechter Anleitung

den Baumbestand eines Waldstücks vermessen. Im zweiten Kursteil werden die erhobenen

Daten aufbereitet und in das Simulationsprogramm SILVA eingespeist. Dort lassen sich un-

terschiedliche Entwicklungen der erhobenen Waldbestände unter verschiedenen externen

Einflüssen im Zeitrafferverfahren simulieren und diskutieren sowie in dreidimensionalen Bil-

dern darstellen.

Am Beispiel von SILVA lernen die Kursteilnehmer

ein Instrument modernen Ökosystemmanagements

kennen und erhalten die Möglichkeit, die Auswir-

kungen menschlicher Eingriffe auf ein bekanntes

Ökosystem abzuschätzen (LWF aktuell 75 / 2010)

und im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung unter

ökologischen und sozioökonomischen Aspekten zu

reflektieren.

S2 TUMScienceLabs

TUM: Eva Sandmann, Manuela Festl, Hans Pretzsch

26

Informatik-Unterricht einer 10. Klasse

(Ein Beispiel der TUMScienceLabs)

Die Nutzung vorhandener Ressourcen im Rahmen der TUMScienceLabs und die damit ver-

bundene Forschungsnähe erfuhren Schülerinnen und Schüler des Referenzgymnasiums

Penzberg. Die Klasse 10b des Gymnasiums absolvierte ein einführendes Programmierprak-

tikum beim Fachgebiet Didaktik der Informatik der TUM School of Education.

Dieses Praktikum war ursprünglich

für Studienanfänger gedacht, die

noch keine oder kaum Informatik-

kenntnisse haben. Dabei sollten sie

es innerhalb eines bestimmten

Zeitraums (2 Tage) schaffen, ohne

„richtigen“ Unterricht, sondern mit

umfangreichem Material und Be-

treuung durch Tutoren eine gege-

bene Programmieraufgabe zu lö-

sen.

Diese Praktikumsaufgaben wurden

für die 10. Jahrgangsstufe des 8-

jährigen Gymnasiums etwas gekürzt und angepasst, denn im Gegensatz zu den Studienan-

fängern konnten die Schülerinnen und Schüler im neuen Informatik-Pflichtunterricht bereits

Programmiererfahrungen sammeln. So konnte das Programmierpraktikum beim Fachgebiet

Didaktik der Informatik in Garching an nur einem Tag durchgeführt werden. Betreut wurden

die Schülerinnen und Schüler dabei von ihrem Informatiklehrer und von einem an die TU

abgeordneten Informatiklehrer.

Die Lösungen der Programmieraufgaben werden danach wissenschaftlich analysiert und mit

den Resultaten der Studienanfänger verglichen. Von diesem Projekt profitieren somit beide

Seiten – das Gymnasium Penzberg, dessen Klasse 10b einen Tag an der TU verbringen

konnte, und die TUM School of Education, die mit den Ergebnissen Forschung betreiben

kann.

S3 TUMScienceLabs

Gymnasium Penzberg (Referenzgymnasium) Fachdidaktik Informatik TUM: Alexander Ruf Lehrkraft: Karl Steiner Schüler: Veronika Grupp, Stefanie Wegele, Maximilian Egner, Markus Wagner

27

TUM Schülerforschungszentren

Provide the tools and the training and

you will be amazed at what young minds can do.

Das erste Schülerforschungszentrum der

TUM wird derzeit in Berchtesgaden (Altes

Gymnasium) aufgebaut. Das SFZ-BGD ist

ein außerschulischer Lernort, der erstmals

im Freistaat Bayern den pädagogischen

Auftrag der Schulen mit dem Forschungs-

auftrag einer Universität verbindet, außer-

universitäre Bildungseinrichtungen inte-

griert (u.a. Deutsches Museum, National-

park Berchtesgaden, Akademie für Natur-

schutz und Landschaftspflege), über die

Landesgrenzen hinaus wirksam ist (u.a. Fachhochschule Salzburg, Universität Salzburg),

Wirtschaftsunternehmen beteiligt und mit seiner Programmatik eine bundesweite Alleinstel-

lung erreicht. Schülerinnen und Schüler sollen durch außerschulisches Engagement frühzei-

tig in ihrem Interesse an wissenschaftlichen Fragestellungen aktiv motiviert werden und fin-

den einen ersten Zugang zur Forschung.

Die Hinführung zur Forschung erfolgt gemäß dem Konzept der TUM bereits im Grundschul-

labor des SFZ-BGD. Daran schließt das Schullabor des SFZ-BGD an (TUMClusterLab), das

die Vorteile eines Schullabors erstmals an einen ländlichen Standort bringt. Speziell diese

Bereiche werden gemeinsam mit der

fabricationCommunity und der Agen-

tur Mädchen in Wissenschaft und

Technik weiter entwickelt. Ein weite-

res Highlight ist ein Kompetenzzent-

rum Geoinformationssysteme. Das

Konzept nimmt auch in spezifischer

Weise die einzigartigen Vorteile der

Touristikregion Berchtesgadener

Land auf, indem es sich bewusst für

Schüler öffnet, die ihre Ferien in der

Region verbringen. Auf diese Weise erhält das SFZ-BGD auch eine bundesweite Attraktivi-

tät.

Das zweite Schülerforschungszentrum der TUM wurde im Kloster Benediktbeuern am

16.03.2010 in enger Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Umwelt und Kultur gegründet.

F1 TUM-SFZ

TUM: Andreas Kratzer

28

Schülerforschung: Neutronen-Radiographie und -Autoradiographie

Mehrere Facharbeiten beschäftigten sich mit

Themen, die Naturwissenschaft und Kunst

bzw. Kunsttechnologien verbinden. Sie sind

Beispiele für aufwändige Projekte, die an

Großforschungseinrichtungen durchgeführt

werden. Alle Schülerinnen und Schüler hatten

Zugangsberechtigungen zum FRM2. Die Auf-

gabenstellung ist Schülern zugänglich und

bietet einen besonders intensiven Einblick in

den Forschungsalltag und interdisziplinären

Charakter moderner Forschung. Und natürlich sind es keine Reproduktionen bekannter Ex-

perimente, sondern neue Problemstellungen.

Bei der Autoradiographie werden z.B. die Schichten eines Gemäldes mit Neutronen akti-

viert. Anschließend beobachtet man das Abklingen der Radioaktivität, um aus den Halb-

wertszeiten Rückschlüsse auf die Elemente und damit auf die Pigmente zu ziehen. Auch

Vorzeichnungen können so gefunden werden. Das rechte Bild wurde 92 Stunden nach der

Aktivierung aufgenommen und wird bestimmt durch den Phosphor im verwendeten Bein-

schwarz.

Bei der Neutronenradiographie nutzt man die

materialabhängige Absorption der Neutronen.

Metall ist für Neutronen durchsichtig. Damit

konnte das „Innenleben“ historischer Objektive

sichtbar gemacht werden. Diese Aufnahmen

werden jetzt in der Dauerausstellung im Deut-

schen Museum in München gezeigt.

F2 TUM-SFZ

Ruperti-Gymnasium Mühldorf (Referenzgymnasi-um) TUM: Andreas Kratzer Lehrkraft: Reinhard Neumeyer Schüler: Daniel Begovic (jetzt TUM-Student)

29

Schülerforschung: Astroteilchenphysik

Der Borexino-Detektor wurde von der Borexino-Kollaboration, bestehend aus über 15 Insti-

tutionen aus 7 Ländern, entwickelt und gebaut. Der Detektor befindet sich im Gran Sasso

National Laboratory (LNGS) in Italien und ist mit 300 Tonnen eines organischen

Flüssigszintillators gefüllt. Das Auftreffen von Neutrinos auf Elektronen dieses Szintillators

löst Prozesse aus, die zur Emission von Licht führen. Dieses Licht wird von Photomultipliern

(Lichtmessern) aufgefangen und zur Datenerfassung weitergeleitet. Die Kollaboration ver-

folgt mit Borexino als Hauptziel die Bestimmung der Rate solarer Neutrinos. Präzise Mes-

sungen dieser Rate sind zur Überprüfung physikalischer Theorien und für die Astronomie

von großer Bedeutung.

Um die Neutrinorate möglichst exakt zu bestimmen, sind genaue Kenntnisse über die im

Experiment auftretenden Untergrundereignisse wichtig. Solche Ereignisse sind in

Flüssigszintillatoren hauptsächlich Zerfälle von durch Myonen (Elementarteilchen, die unter

anderem in der Höhenstrahlung vorkommen) erzeugten Radionukliden.

Die Bestimmung von Obergrenzen der Entstehungsrate der durch Myonen erzeugten Ra-

dionuklide war das Thema der Facharbeit von Benedikt Brandt. Er hat dabei mit Wissen-

schaftlern des Lehrstuhls für Astroteilchenphysik (Lothar Oberauer, Lehrstuhlinhaber ist

Franz von Feiitzsch) zusammengearbeitet.

F3 TUM-SFZ

Gymnasium Penzberg (Referenzgymnasium) TUM: Lothar Oberauer, Andreas Kratzer Lehrkraft: Michael Schefcsik Schüler: Benedikt Brandt

30

Schülerforschungszentrum BGD - Geoinformationssysteme (GIS)

Der Nationalpark Berchtesgaden nutzt Geoinfor-

mationssysteme (GIS) seit 1984 zur Unterstützung

seiner Forschungsaufgaben. In einer Datenbank

werden alle Informationen mit Raumbezug wie

Wege, Gewässer, Schutzgebiete, Artenvorkom-

men usw. gespeichert. Mit diesen Daten können

Auswertungen und Analysen – wie beispielsweise

die Ausbreitung des Borkenkäfers oder eine

Waldinventur - gemacht und aus den Ergebnis-

sen Maßnahmen abgeleiteten werden.

An unserem Stand zeigen wir Beispieldaten und Anwendungen des Nationalparks Berch-

tesgaden, der als Partner des Schülerforschungszentrums einen Teil seiner Daten für

Schulprojekte zur Verfügung stellen wird.

GIS wird in unterschiedlichen

Berufsfeldern als Werkzeug ein-

gesetzt. Die Anwendungsgebie-

te durchziehen Fachbereiche

wie Geographie, Biologie, Agrar-

und Forstwissenschaften sowie

das Vermessungswesen, aber

auch Medizin und Sozialwissen-

schaften. Auch Schulfächer wie

Sozialkunde, Wirtschaft und

Geschichte haben einen räumli-

chen Bezug. Im Rahmen des

Schülerforschungszentrums in

Berchtesgaden sollen sich

Schülerinnen und Schüler frühzeitig mit diesem viel eingesetzten Werkzeug vertraut ma-

chen.

Als Beispiel zeigen wir die Vorbereitung für ein geplantes P-Seminar des Christophorus-

Gymnasiums in Berchtesgaden. Die Schüler werden hier einen Snowpark am Jenner Haus-

berg planen. GIS kann bei der Planung der Lage des Snowparks und der Anfahrtswege, bei

der Analyse von Nutzungskonflikten mit benachbarten Flächen ober bei der Erfassung und

Kartierung der vorhandenen Vegetation die Schülerinnen und Schüler in ihrer Projektarbeit

unterstützen.

Auch die enge Verbindung der Geoinformatik mit der Informatik sowie das didaktische Kon-

zept für das Schülerforschungszentrum zum Thema Biodiversität stellen wir vor.

F4 TUM-SFZ Berchtesgaden

CJD-Christophorus-Gymnasium Berchtesgaden TUM: Matthäus Schilcher, Julia Stahl Lehrkraft: Herr Schober

31

ZUK – Programm Energie- und Geowerkstatt

Die Wellenjäger -The E-Power Sound Discovery

Wir „jagen und fischen“ in den verborgenen Energien unserer Umwelt. Wir finden natürliche

und künstliche Energien und Töne. Wir machen sie hörbar, erkennbar, unterscheidbar, in-

dem wir von den unbekannten Quellen einen akustischen Fingerabdruck nehmen und Un-

terscheidungshilfen benutzen.

Dabei kommt unser Hörsinn groß heraus – womit

die Menschen ohne Hilfsmittel die meisten Fre-

quenzen unterscheiden können. Mit weiteren

Hilfsmitteln bringen wir auch unsere Augen ins

Spiel und erleben, wie beide zusammenhelfen,

um eine Wahrnehmung zu bekommen, die sonst

nicht möglich wäre. Wir dringen ein in die Welt

der Felder, Töne und Wellen.

Was uns dabei hilft ist zum Beispiel unser Zubehör:

Fledermaus-Detektor, Richtmikrofon für Jäger und

Schützen, E-Smog- / Lichtsmog-Spion, WaveLab

Software, GPS-Gerät für Touristen, elektronisches

Diktiergerät mit USB-Anschluss.

Wir gestalten das Entdeckungsspiel als Wett-

bewerb zwischen Gruppen in verschiedenen

Varianten. Die Varianten können mit jüngeren

oder älteren Jugendlichen gespielt werden.

Kombinierbar ist auch eine Bastelaktion, mit

der die Wellenjäger den Spürsinn ihrer Geräte

verstärken und dabei etwas über die Natur der

Wellen erfahren.

TUM-SFZ

TUM: Andreas Kratzer ZUK: Martin Schöbinger, Dieter Kugler, Pater Karl Geissinger www.zuk-bb.de

32

ZUK – Programm Energie- und Geowerkstatt

Brennstoff Zellen, Wasserstoff Kreislauf

Ziele:

Im Bereich zwischen Chemie und Physik, auf den seit ca. 20 Jahren große Hoffnungen

unserer Industrie gerichtet sind, ein praktisches Experiment machen.

Direkt spüren, wie die Gewinnung von erneuerbarer Energie aus der Umwelt stattfinden

könnte. Die Rolle der Solarenergie.

Die umkehrbaren Vorgänge zwischen Wasser und Strom, zwischen Chemie und Physik

sichtbar und erfahrbar machen am Kleinmodell. Als Variante sind auch Brennstoffzellen

mit Methanol vorhanden.

Eine Vielzahl von Instrumenten und Stromquellen können zur Beobachtung herangezo-

gen werden. Vorgehensweisen von Idee, Vermutung und Messung können ausprobiert

werden.

Die Konsequenzen aus Methanol- oder Wasserstoff-Erzeugung abschätzen.

Zur Recherche über Erzeugung von Solarzellen und Wasserstoff arbeiten.

Für eine Präsentation in der GeoWerkstatt arbeiten.

Das grundlegende Prinzip „in Echt-

Vorgängen“ durchspielen am Fahr-

zeug-Modell:

Wasserstoff und Sauerstoff erzeu-

gen und auffangen.

In das Modell einleiten, Strom er-

zeugen aus Wasser.

Kleines Modellfahrzeug betreiben

mit Wasserstoff.

Das Modellauto zum Fahren brin-

gen.

Die flammen- und geräuschlose Verbrennung erleben und bestaunen. Messungen zum

Energieaufwand anstellen. Mögliche Energiebilanzen ausrechnen.

Die Chancen einer solarbetriebenen Wasserstoff-Energiewirtschaft ausmalen, recherchieren,

und diskutieren. Die Folgen für Umwelt- und Lebensqualität, für Mobilität ausmalen, recher-

chieren und abschätzen.

TUM-SFZ TUM: Andreas Kratzer ZUK: Martin Schöbinger, Lukas Grundling, Bernhard Güde, Martin Blösl, Pater Karl Geissinger www.zuk-bb.de

33

TUM Hall of Science and Technology

Das Modul-Angebot der Lehramtsstudiengänge wird sich künftig stärker auf die Kernfächer

beschränken, bezogen auf die KMK-Standards, und im Gegenzug eine Intensivierung der

Ausbildung in Richtung Vermittlungskompetenz sicherstellen. Zu jeder Vorlesung gibt es

hierfür als Modulbestandteil ein entsprechendes, eng mit dieser abgestimmtes Seminar, bei

dem Studierende ihren Kommilitoninnen und Kommilitonen die Vorlesung ergänzende Inhal-

te vermitteln. Wesentlicher Bestandteil ist die am Ende jeder Sitzung geführte Diskussion

der Seminargruppe zur Reflexion des Vermittlungsversuchs. Darüber hinaus sollen künftig in

viel größerem Rahmen als bisher spezielle Veranstaltungen für Lehramtsstudierende ange-

boten werden. Bei diesen Maßnahmen wird die nötige fachliche Tiefe nicht vernachlässigt.

Schließlich stellt fundiertes Fachwissen eine notwendige Voraussetzung für erfolgreiches

fachdidaktisches Handeln dar.

Die TUM Hall of Science and Technology ist eine Entwicklungswerkstatt für Unterrichtskon-

zepte und -materialien, Schülerexperimente und Materialien für Museen, Science Center

und Schullabore. Im Vordergrund steht dabei die Vermittlung modernster natur- und ingeni-

eurwissenschaftlicher Forschungsergebnisse. Die Kompetenzen der TUM gehen somit di-

rekt in den Schul- und Bildungsbereich ein.

Die Hall wird in diese Arbeiten auch Schülerinnen und Schüler einbeziehen und integriert

deshalb das Projekt TheoPrax in ihr Angebot.

34

Die TUM Hall of Science and Technology

Die TUM Hall of Science and Technology ist eine Entwick-

lungswerkstatt für Unterrichtskonzepte und -materialien,

Schülerexperimente und Materialien für Museen, Science

Center und Schullabore. Im Vordergrund stehen die Motiva-

tion für naturwissenschaftlich-technologische Inhalte und

die Vermittlung modernster natur- und ingenieurswissen-

schaftlicher Forschungsergebnisse. Die Kompetenzen der

TUM finden somit direkten Zugang in den Schul- und Bil-

dungsbereich. Die Erprobung auf verschiedenen Ebenen

findet in den TUM-Schulclustern, im Deutschen Museum

und in eigenen Schullaboren statt.

In Zusammenarbeit mit den Fachdidaktiken wird langfristig ein Entwicklungszentrum für

Curricula entstehen und schließlich eine Zertifizierungsstelle für natur- und ingenieurswis-

senschaftliche Projekte im gesamten Bildungsbereich. Die hier zentrierte Kompetenz steht

unmittelbar der gesamten Lehrerbildung zur Verfügung. Die TUM Hall kooperiert zudem mit

dem Projekt applied-knowing/fab.com insbesondere bei der Entwicklung von case-kits und

den zugehörigen Fortbildungsangeboten sowie mit der Agentur Mädchen in Wissenschaft

und Technik. Lehrkräfte und vor allem Schülerinnen und Schüler werden im Rahmen des

Projektes TheoPrax an der Entwicklungsarbeit beteiligt. Ziele sind:

Entwicklung von Produkten zur Hinführung an naturwissenschaftliche und technolo-

gische Fragestellungen.

Die didaktische Reduktion komplexer Inhalte aus der aktuellen Forschung, die Ent-

wicklung von Analogien und die Identifikation von Beispielen aus der Alltagswelt.

Ein Fortbildungsprogramm (TUM Science and Technology Coach) mit Zertifizierung

in Kooperation mit applied-knowing/fab.com.

Modellprojekte:

Neutronenphysik – Neutronenstreuung (eventuell magn. WW); Bezug zur Bragg-

Gleichung (FRM2, Prof. Petry)

Maschinenwesen, Produktentwicklung – Komplexitätsbeherrschung (MW, Prof. Lin-

demann)

Hochauflösende Mikroskopie (N.N.)

Frequenzkamm (N.N.)

Weiterentwicklung der case-kits und gemeinsames Fortbildungsangebot mit Grund-

lagen- und Spezialisierungsteil zusammen mit der Agentur Mädchen in Wissenschaft

und Technik und TheoPrax.

H1 TUM Hall of Science and Technology TUM: Andreas Kratzer

35

fabricationCommunity

fabCom oder fabricationCommunity sieht sich als Gemeinschaft von Jugendlichen, Ju-

gendorganisationen, Unternehmen und Schulen. Mit Lust und ohne Frust wird Lernen in der

Community neu erfunden. Selbermachen ist das Prinzip. Die eigene Idee steht im Mittel-

punkt – bei der praktischen Umsetzung unterstützt fabCom mit Equipment, Expertenrat und

Räumlichkeiten. Da diese Ziele auch den Schulaktivitäten der TUM zugrunde liegen, ist eine

gemeinsame Weiterentwicklung naheliegend.

Ein wichtiger Bestandteil sind dabei die case kits. Case kits sind derzeit für die Bereiche

„Energie“ und „Messen und Regeln“ vorhanden. Weitere (z.B. Optik) sollen entwickelt wer-

den. Mit den case kits verbunden sind immer ausgearbeitete Unterrichtseinheiten und ein

Konzept zur Ausbildung der Betreuer (Lernbegleiter Technik). Letzteres soll zukünftig kom-

biniert werden mit Methoden der Agentur Mädchen in Wissenschaft und Technik und des

Projektes TheoPrax.

Das fabCom Portal könnte Grundlage für ein zukünftiges Portal Schülerforschung der TUM

werden. Hier sind bereits wesentliche Werkzeuge zum erfolgreichen Austausch zwischen

„Aktiven“ enthalten.

H2 TUM Hall of Science and Technology TUM: Andreas Kratzer Festo: Alexander Benz, Hermann Klinger www.applied-knowing.org

36

Der Umgang mit Komplexität

Komplexität prägt zunehmend unseren

Alltag. Einerseits erleben wir im berufli-

chen Umfeld oder hören wir in der

Presse, dass die Bewältigung von Pro-

jekten und die Entwicklung von Pro-

dukten immer komplexere Anforderun-

gen an die Menschen stellen. Anderer-

seits erweist sich auch unsere private

Umgebung aufgrund vielfältiger Mög-

lichkeiten moderner Medien als immer

komplexeres Unterfangen. Diverse In-

formationsquellen und -kanäle oder

soziale Netzwerke stehen exemplarisch

für diese Entwicklung. Kern der stei-

genden Komplexität ist die Zunahme von Zusammenhängen, also Vernetzungen in unserem

Umfeld. Soziale Netzwerke tragen diese Tatsache bereits im Namen. Aber auch in der heu-

tigen beruflichen und privaten Umgebung hängen unsere Aktivitäten in vielfacher Weise mit

möglichen Konsequenzen zusammen.

Um den komplexen Anforderun-

gen modernen Lebens gerecht zu

werden, müssen wir lernen, mit

Vernetzungen effizient umzuge-

hen und uns in ihnen zu bewe-

gen. Hierfür zeigen wir, wie man

Strukturen begreifen, darstellen

und verstehen kann – und mit

vernetztem Denken Komplexität

meistert.

Zusammen mit dem Lehrstuhl für

Produktentwicklung soll in der

TUM Hall of Science and Techno-

logy ein neues Modul zum Thema

Komplexität für die TheoPrax-

Ausbildung (P-Seminare) entste-

hen.

H3 TUM Hall of Science and Technology TUM: Udo Lindemann, Andreas Kratzer

37

Technikzugang, Technikhaltung und Berufsorientierung bei Schülerinnen und Schülern: Ein Berufsinformationsprojekt

Vom Lehrstuhl für Pädagogik (Prof. Andreas

Schelten) werden Untersuchungsergebnisse

der wissenschaftlichen Begleitung eines Be-

rufsinformationsprojektes präsentiert. Sie könn-

ten die Basis bilden, um in der TUM Hall of

Science and Technology ein neues Konzept zu

entwickeln, zu implementieren und zu evaluie-

ren, welches die Berufsorientierung junger

Gymnasiasten fokussiert. Den Hintergrund stellt

dabei eine Kooperation von Universität, Gym-

nasium und technischen Unternehmen der Arbeitswelt dar.

Gegenstand der hier vorgestellten

Untersuchung bildet das Berufsin-

formationsprojekt MeetME-Truck,

welches für Haupt- und Realschu-

len konzipiert ist. Es ist initiiert von

einem Kooperationspartner der

Schule aus der Arbeitswelt. Die

Metall- und Elektroindustrie infor-

miert über ausgewählte MINT-

Berufe. Einen Zugang zu Technik

und zu den Berufen erfahren die

Schülerinnen und Schüler über

selbständiges Arbeiten an Experi-

menten mit technisch-naturwissenschaftlichem Inhalt, über das Beobachten einer realitäts-

nahen Arbeitssituation an einer Maschine (CNC-Fräse), über selbständiges Arbeiten an Mul-

timediaterminals und über im Gespräch ausgetauschte Informationen.

Die Untersuchung deckt unterschiedliche Technikhaltungen und verschiedene Zugänge zu

Technik von Mädchen und Jungen, Haupt- und Realschülern sowie von niedrigen und höhe-

ren Jahrgangsstufen auf. Ansichten der Lehrkräfte werden denen der Schülerinnen und

Schüler gegenübergestellt und auf Deckungsgleichheit untersucht. Während der Präsentati-

on im Rahmen der MINT-Kick-off-Veranstaltung werden ausgewählte Ergebnisse der de-

skriptiven, analytischen Studie, deren Daten auf der schriftlichen Befragung von 906 Schüle-

rinnen und Schülern und 36 Lehrkräften basieren, dargestellt.

H4 TUM Hall of Science and Technology Lehrstuhl für Pädagogik TUM: Edda Fiebig

38

Robotino® für den Technikzugang in MINT-Berufen

Robotino® ist ein autonomer, selbstfahrender mobiler Roboter.

Dieses System repräsentiert, didaktisch aufbereitet, den aktuellen

Entwicklungsstand in der industriellen Automatisierungstechnik.

Beispiele für die Anwendung solcher Systeme reichen vom auto-

matisierten Waren- und Materialtransport bei der Lagerhaltung bis

zu Dienstleistungen z.B. im Haushalt oder für behinderte Men-

schen.

Der Lehrstuhl für Pädagogik an der TU München untersucht der-

zeit, wie Robotino® in der beruflichen Bildung in unterschiedlichen

technischen Berufen eingesetzt werden kann. Hier zeigt sich ins-

besondere, dass dieses professionelle technische System ein

adressatengerechtes, didaktisch reflektiertes und unterrichtsspezi-

fisches Vermittlungskonzept erfordert, um seine Stärken ausspie-

len zu können.

Die Erfahrungen zum Einsatz von Robotino® im Unterricht an beruflichen Schulen zeigen

verschiedene positive Aspekte: Robotino® birgt einen sehr hohen Aufforderungscharakter

und ermöglicht auch einen

spielerischen Erstzugang.

Lernende arbeiten insge-

samt sehr motiviert mit

Robotino®. Das System

bietet ein sehr breites und

tiefgehendes Lernpotenzi-

al für den Unterricht. Es

lässt sich je nach Ziel-

gruppe äußerst variabel

gestalten. Durch seine

kompakte Baugröße ist

das System leicht hand-

habbar und somit sehr

flexibel einsetzbar (Hard-

ware kann in jedem Klassenzimmer auch auf einem Tisch betrieben werden, Programmie-

rung durch eigene Software mittels PC).

Das Lernpotenzial von Robotino® lässt für den Unterricht an Gymnasien ähnliches erwarten.

Bei einem zielgruppenadäquaten Vermittlungskonzept ist der Einsatz im Unterricht sowohl

fächerübergreifend (Physik, Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) als

auch auf einzelne Fächer bezogen denkbar. Hierbei kann Robotino® den regulären Unter-

richt bereichern oder im Wahl- und Ergänzungsunterricht zum Einsatz kommen.

H5 TUM Hall of Science and Technology Lehrstuhl für Pädagogik TUM: Frank Motz, Alfred Riedl

39

Biologie: Aufbau lifeSCIENCELab

Im Zentrum der Lehreraus- und Weiterbildung steht eine engere Verzahnung mit der Schul-

praxis. Eine der institutionellen Brücken zwischen der Universität und den Schulen ist das

lifeSCIENCElab.

Das Labor für Schülerinnen und Schüler sowie für Studierende identifiziert aktuelle For-

schungsprojekte aus dem Life-Science-Bereich der TUM und bereitet diese zielgruppenge-

recht auf. So entstehen neue Materialien und geeignete Experimente für die Schulen. Das

breite Themenspektrum im lifeSCIENCElab reicht von Bionik bis zum Umweltschutz und von

Gesundheit bis zur Bioethik.

Die Aktivitäten des lifeSCIENCElab konzentrieren sich derzeit auf die neue bayerische gym-

nasiale Oberstufe. Speziell durch die Unabhängigkeit vom Lehrplan bieten sowohl das Wis-

senschaftspropädeutische Se-

minar als auch das Projekt-

Seminar zur Studien- und Be-

rufsorientierung günstige An-

knüpfungsmöglichkeiten für die

Biologiedidaktik.

Das lifeSCIENCElab fokussiert

auf die für das Schulfach Biolo-

gie wichtigsten Kompetenzberei-

che der Bildungsstandards. Ne-

ben dem Fachwissen und der

Erkenntnisgewinnung liegt der

Schwerpunkt auf der Kommunikation und der Bewertung. Diese Kompetenzbereiche erfor-

dern nicht nur eine entsprechende umfassende Methodik als Handwerkszeug, sondern auch

geeignete Themen zur Darstellung. Themengebiete wie die funktionelle aquatische Ökologie

oder die Renaturierung der Isar in München erfüllen genau die Voraussetzung für ein sol-

ches Rahmenthema.

Die Kurse werden für Lehramtsstudierende, Lehrkräfte und Schülerinnen und Schüler entwi-

ckelt und Studierende anderer Studiengänge sind als Tutoren eingebunden.

H6 TUM Hall of Science and Technology Didaktik life science TUM: Manuela Festl, Eva Sandmann

40

Mathematik: TUM Hall of Science and Technology

Lehren und Lernen in der Schule geschieht in der Regel in Fächern. In der Vorberei-

tung geht es entsprechend vor allem darum, geeignete fachliche Inhalte auszuwäh-

len, Methoden der altersgemäßen Vermittlung zu identifizieren und zu prüfen sowie

Vernetzungen im jeweiligen Fach und mit anderem Fächern oder Domänen aufzu-

zeigen.

Alle diese Aspekte können als primäre Aufgaben der Fachdidaktik angesehen wer-

den. Fraglos ist die gute Kooperation mit den Fächern bzw. den Fachvertreterinnen

und -vertretern hier ein wichtiger Baustein.

In der TUM Hall of Science and Technology soll es nun genau um diese Kooperation

und ihre Ergebnisse gehen. Im Dialog zwischen Fach und Fachdidaktik, aber selbst-

verständlich auch im Einklang mit Ergebnissen der einschlägigen erziehungswissen-

schaftlichen Forschung entsteht ein Zentrum für die Erarbeitung, Diskussion und

Implementation von beispielhaften Unterrichtskonzeptionen.

Die Einbeziehung in die laufenden Aktivitäten rund um die Ausbildung von Dokto-

randinnen und Doktoranden in der TUM School of Education soll dabei Grundlage

für eine Vernetzung zwischen Wissenschaft und Schulpraxis sein. Darüber hinaus

wird sie es ermöglichen, die Begleitforschung zu initiieren und in den Kontext der

TUM School of Education zu stellen.

H7 TUM Hall of Science and Technology Didaktik der Mathematik TUM: Kristina Reiss

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Ausgewählte Projekte aus dem Informatikunterricht der Oberstufe Im Schuljahr 2009/10 findet im G8 erstmalig regulärer Informatikunterricht in der

Oberstufe statt. Am Hans-Leinberger-Gymnasium, Landshut, wurden deshalb ein

Informatikkurs mit 19 Teilnehmerinnen und Teilnehmern sowie ein P-Seminar mit 15

Teilnehmerinnen und Teilnehmern eingerichtet.

Aus diesem Unterricht gibt es bereits einige Ergebnisse, die von den Schülerinnen

und Schülern entwickelt wurden. Präsentiert werden eine Adressverwaltung mit sehr

schneller Suche, eine grafische Umsetzung einer einfach verketteten Liste mit einer

Girlande, eine grafische Umsetzung des Spiels „Die Türme von Hanoi“ und eine ein-

fache Variante eines Routenplaners. Die Ideen bzw. Problemstellungen stammen

aus dem an der TU München entwickelten Schulbuch „Informatik 4 –

Rekursive Datenstrukturen, Softwaretechnik“ und wurden von den Schülerinnen und

Schülern zusammen mit der Lehrkraft weiterentwickelt. In den meisten Fällen wurde

eine grafische Benutzeroberfläche ergänzt und die Funktionalität sinnvoll erweitert.

Um die zum Teil recht umfangreichen Anwendungen erfolgreich fertigstellen zu kön-

nen, mussten die Schülerinnen und Schüler die im Unterricht erworbenen Kompe-

tenzen auf neue Aufgaben anwenden und die dabei auftretenden Probleme lösen.

Dabei erwies sich die Zusammenarbeit der Teammitglieder als sehr effizient und er-

möglichte erst die präsentierten Ergebnisse.

Als Grundlage verwendet der

Unterricht an der TU München

entwickelte didaktische Konzep-

te und Arbeitsformen. Erfahrun-

gen mit dem Schulbuch und den

didaktischen Konzepten bzw.

Arbeitsformen fließen direkt in

die Forschung der Didaktik der

Informatik und die Lehre an der

TU München ein. Die Kooperati-

on von Universität und Schule

nimmt am Hans-Leinberger-

Gymnasium als einem Referenz-

gymnasium der TU München

einen besonderen Platz ein.

H8 TUM Hall of Science and Technology Didaktik der Informatik TUM: Christoph Steer

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Die Methodik TheoPrax – das Münchner TheoPrax-Modell

Junge Menschen treffen heute auf eine Gesellschaft, die

sich schneller verändert als je zuvor. Der technische und

arbeitsorganisatorische Wandel stellt neue berufliche Her-

ausforderungen an die Jugendlichen. Notwendig ist dabei

einerseits das Wissen über Strukturen der Arbeitswelt. Andererseits müssen Jugendliche in

ihrer beruflichen Orientierung unterstützt und mit Methoden vertraut gemacht werden, die

praxisbezogenes und selbstgesteuertes Lernen sowie vernetztes und problemlösendes

Handeln ermöglichen.

An diesem Punkt setzt auch die Methodik TheoPrax an,

die bereits 1996 im Fraunhofer Institut für chemische

Technologie (Fraunhofer ICT) entwickelt wurde und seit-

dem erfolgreich in verschiedenen Bundesländern umge-

setzt wird. In München ist es die Technische Universität München (TUM), die ein TheoPrax-

Kommunikationszentrum eingerichtet hat. Die TUM ist auch Träger des Münchner

TheoPrax-Modells, gefördert durch die Landeshauptstadt München.

Charakteristisch für die TheoPrax-Methodik sind Projektarbeiten, die von Schülerinnen und

Schülern im Rahmen eines Angebots-Auftrags-Verhältnisses durchgeführt werden. Die Pro-

jektarbeit erfolgt also auf der

Grundlage realer Aufträge von

Unternehmen.

Fragestellungen aus Industrie,

Wirtschaft und Kommunen wer-

den als Auftrag an Schulen gege-

ben und in Abhängigkeit von

Schulart und Klassenstufe durch

Schülerinnen und Schüler bearbei-

tet. Kernpunkte dabei sind das

verstärkte, selbstgesteuerte Han-

deln beim Lernen, praxisorientierte Einblicke in Arbeitsabläufe und Berufsfelder und die akti-

ve eigenmotivierte Wissensbeschaffung. TheoPrax-Projektarbeit ist immer Arbeit im Team

und immer mit Ernstcharakter. Bislang wurden bundesweit in über 500 erfolgreichen Pro-

jektarbeiten Kooperationen zwischen Schulen und Betrieben umgesetzt.

Die TUM Hall of Science and Technology tritt als Auftraggeber für die Schülerinnen und

Schüler auf und entwickelt gleichzeitig, in Kooperation mit dem bundesweiten TheoPrax-

Netzwerk, die TheoPrax-Methodik weiter.

T1 TUM Hall of Science and Technology Münchner TheoPrax Modell TUM: Ulrike Schulz, Joachim Noethen, Andreas Kratzer

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Entwicklung eines TUMLab-Kurses zu GIS und Satellitenfernerkun-

dung

Aus den Wetterdaten der letzten Jahrzehnte sind unbestreitbar Veränderungen abzulesen,

die zu einem globalen Klimawandel führen werden. Unwetterkatastrophen durch Aufheizung

der Erdatmosphäre, Bergstürze verursacht durch Rückgang des Permafrostbodens und

Überschwemmungen der Küsten durch den Anstieg des Meeresspiegels stellen für viele

Millionen Menschen eine existenzielle Bedrohung dar. Satellitenbeobachtungen ermöglichen

eine globale Betrachtung der Entwicklungen und stellen daher eine wichtige wissenschaft-

lich fundierte Grundlage für weltweit notwendiges politisches Handeln dar. Es wird immer

wichtiger, dass Menschen die Hintergründe verstehen und aus diesem Verständnis heraus

ihr alltägliches Verhalten verändern und notwendige politische Entscheidungen in einer De-

mokratie mittragen.

In diesem P-Seminar sollen die Oberstufenschülerinnen und -schüler deshalb für das

TUMLab einen Kurs für die Mittelstufe entwickeln, der anschaulich die Möglichkeiten der

Satellitenbeobachtung verdeutlicht.

T2 TUM Hall of Science and Technology St. Anna Gymansium München (Referenzgymna-sium TUM: Mike Kramler, Andreas Kratzer Lehrkräfte: Verena Schroll, Margarethe Braun

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Zeitgemäße MINT-Curricula: Mathematik für das Lehramt

Der Unterricht gerade in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern fordert von

Lehrkräften mehr als nur die Vermittlung von Fachwissen in einem eng abgegrenzten Be-

reich. Fachliche und überfachliche Bezüge herstellen, Inhalte in einen historischen Kontext

einordnen, aktuelle Entwicklungen berücksichtigen oder Interesse für eine wissenschaftliche

Domäne wecken und individuell fördern sind Beispiele für die vielen weiteren Aspekte, die

mit dem Lehren und Lernen in der Schule verbunden sind.

Leider bereitet die Universität die zukünftigen Lehrkräfte nicht optimal auf diese Aufgaben

vor. Die Curricula der Studienfächer sind vor allem daraufhin ausgelegt, Fachwissen im Hin-

blick auf die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses effizient zu vermitteln, sie

sind kaum geeignet, Lehramtsstudierenden das nötige umfassende Rüstzeug für ihren spä-

teren Beruf mitzugeben. Der Projektbaustein „Zeitgemäße MINT-Curricula“ will deswegen

ein Curriculum der Mathematik gestalten, das die vielfältigen spezifischen Anforderungen

des Lehramts besser berücksichtigt. Aus fachlicher Sicht kann man „weniger ist mehr“ als

einen Leitgedanken ansehen. Es wird hier darum gehen, grundlegende Ideen der Mathe-

matik und ihre historische Entwicklung genauso wie die aktuelle Bedeutung des Fachs in

disziplinärer und interdisziplinärer Hinsicht exemplarisch an geeigneten Teilgebieten auf-

zuzeigen und die Kommunikation von Mathematik stärker zu betonen.

Dabei wird es wichtig sein, den Beitrag der Mathematik zur schulischen Bildung explizit zu

machen, wobei der Verzahnung von Wissenschaft und Schulfach Mathematik im Rahmen

des Curriculums eine wesentliche Bedeutung zukommt. Neben der inhaltlichen Konzeption

wird auch die methodische Vorgehensweise den Bedürfnissen von Lehramtsstudierenden

angepasst. Effektives und zielorientiertes Lernen in kleinen und engagierten Gruppen wird

realisiert und soll Vorbildcharakter für das Handeln der zukünftigen Lehrkräfte haben.

M1 MINT Curricula Didaktik der Mathematik TUM: Kristina Reiss

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Zeitgemäße MINT-Curricula: Informatik in der Schule

Didaktik der Informatik an der TUM: Moderne Lehrerausbildung für ein neues Unterrichtsfach

Im Jahre 2003 wurde an den bayerischen Gymnasien Informatik als verpflichtendes Unter-

richtsfach eingeführt. Damit schlug Bayern einen mutigen und radikalen Weg ein, auf den

sich bisher nur Sachsen vorgewagt hatte. Das neue Fach entstand auf Initiative zweier Pro-

fessoren der TU München: Peter Hubwieser (Didaktik der Informatik) und Manfred Broy

(Softwaretechnik). Auch die inhaltliche und methodische Konzeption des neuen Unterrichts-

faches wurde von Peter Hubwieser an der TU München entwickelt und in den Lehrplan-

kommissionen konsequent durchgesetzt, u.a. auch durch das Verfassen einer erfolgreichen

Schulbuchreihe für das Fach Informatik in Bayern.

Informatik an der Schule ist ohne intensive aktive Beteiligung der Schülerinnen und Schüler

nicht denkbar. Daher muss auch die Lehreraus- und -fortbildung für dieses neue Fach radi-

kal neue Wege beschreiten. In allen Lehrveranstaltungen der Fachdidaktik werden deshalb

auch die zukünftigen Lehrerinnen und Lehrer zu möglichst aktiver Beteiligung angeregt. Auf

der Grundlage empirischer Ergebnisse entstehen Erkenntnisse und Kompetenzen vor allem

in den Hausaufgaben oder während der Selbstlernphasen in Gruppen- oder Partnerarbeit.

Vorträge kommen soweit möglich von den Studierenden selbst. Kompetenzen werden so-

fort durch Anwendung der erlernten Konzepte

aufgebaut. Auch in den Abschlussprüfungen sol-

len die Studierenden eher Kompetenzen nach-

weisen, anstatt bloß ihr Wissen wiederzugeben.

Den zentralen Teil der Prüfung bildet daher die

Erarbeitung eines Unterrichtsentwurfs, in dem

möglichst viele der in der Vorlesung gelernten

Begriffe, Methoden und Konzepte auf den Infor-

matikunterricht bezogen bzw. angewandt wer-

den.

Die innovative Leistung des Fachgebietes Didak-

tik der Informatik an der TUM wurde u.a. von der

KMK durch den Auftrag zur Entwicklung des

Kerncurriculums Informatik für die Lehrerausbil-

dung und von der Bayerischen Staatsregierung

durch die Verleihung des Staatspreises für Unter-

richt und Kultus gewürdigt.

M2 TUM Hall of Science and Technology Didaktik der Informatik TUM: Peter Hubwieser

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Student Assessment & Admission Center / Qualitätsmanagement

Auswahlverfahren

Sollte jeder, der gerne Lehrerin oder Lehrer

werden möchte, zum Lehramtsstudium zu-

gelassen werden? Oder gibt es spezifische

Anforderungen an zukünftige Lehrerinnen

und Lehrer, die unbedingt erfüllt sein müs-

sen, um einen Studienplatz zu bekommen?

Ist ein umfassender Selektionsprozess, in

dessen Verlauf akribisch nach den geeig-

netsten Lehramtsstudierenden gesucht

wird, zu empfehlen, oder sollte der Noten-

durchschnitt ausschlaggebend für die Zu-

lassung zum Lehramtsstudium sein? Fragen

dieser Art sind sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus praktischer Sicht von großem

Interesse für die Lehrerbildung. Langfristig hat deren Beantwortung entscheidende Konse-

quenzen für die Qualität unseres Bildungssystems. Bei dem Bestreben der TUM School of

Education, geeignete, kompetente und motivierte Lehrerinnen und Lehrer der Biologie,

Chemie, Informatik, Mathematik und Physik auszubilden, steht die Feststellung von Eignung

und Neigung der Lehramtsbewerberinnen und -bewerber im Zentrum.

An der TU München durchlaufen Lehramtsbewerberinnen und -bewerber ein zweistufiges

Eignungsfeststellungsverfahren. In der ersten Stufe der Eignungsfeststellung sind die

Durchschnittsnote der Hochschulzugangsberechtigung (HZB), fachspezifische Einzelnoten

und ggf. eine bereits abgeschlossene einschlägige Berufsausbildung oder andere berufs-

praktische Tätigkeiten ausschlaggebend. Die zweite Stufe beinhaltet ein 20-minütiges Ein-

zelgespräch, bei dem u.a. die Gründe der Bewerberinnen und Bewerber, ein Lehramtsstudi-

um aufnehmen zu wollen, sowie ihre sozial-kommunikativen Fähigkeiten geprüft werden.

Im Rahmen einer Posterpräsentation stellt die Expertengruppe für Eignungsfeststellung

wichtige studien- und berufsrelevante Kompetenzen bzw. Qualifikationen sowie die metho-

dische Konzeption des Auswahlverfahrens für den Bachelorstudiengang Naturwissenschaft-

liche Bildung (Lehramt Gymnasien) vor. In Form eines simulierten Gesprächs mit einer Lehr-

amtsbewerberin wird konkret gezeigt, wie z.B. die berufliche Motivation thematisiert werden

kann.

A1 Auswahlverfahren Empirische Bildungsforschung TUM: Johanna Ray