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Die Pädagogische Hochschule Karlsruhe begeistert 160 Kinder bei den Science Days im Europa Park Rust

„Wieso, weshalb, warum? – bei pfiffigen Workshops, fesselnden Experimenten und

faszinierenden Einblicken in die Forschung haben experimentierfreudige Kinder von vier bis

acht Jahren die Gelegenheit, den Dingen auf den Grund zu gehen und ihren Forscherdrang

zu befriedigen.“ Familien, Kindergärten und Schulen sind die Zielgruppe dieser Einladung

des Europa-Parks.

Am 30. Juni und 01. Juli 2009 wurden die „Science Days für Kinder“ im Europa-Park

veranstaltet, für die auch die Seminargruppe „Experimentieren mit Kindern“ unter der

Leitung von Frau Jeretin-Kopf, Dozentin an der PH-Karlsruhe, Angebote für die Kinder

ausgearbeitet hatte. Fünfzehn Studentinnen und Studenten überraschten die jungen

Teilnehmer mit vier spannenden und sehr verblüffenden Stationen zu Techniken und

Mechanismen der Natur, an denen die Kinder selbst in die Forscherrolle schlüpfen mussten,

um auf Erklärungen und evtl. neue Ergebnisse und Ideen zu stoßen. Die Studenten wählten

„Bionik“ als Thema und suchten sich unter dem Slogan „Wir lernen von der Natur“ vier

Beispiele aus, um den Kindern die Bionik näher zu bringen. So entstanden vier

Teilstationen: „Harte Schale schützt weichen Kern“, „Falten und Entfalten“, „Sich

festhalten“ und „Wind bewegt“.

Station: „Harte Schale schützt weichen Kern“

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Die Schale eines Eies ist von innen leicht zu zerbrechen, doch von außen kaum zu zerstören.

Ein Küken muss nur leicht von innen an die Schale picken und sie zerbricht, so dass das

Küken hinaus kann. Doch versucht man ein Ei mit der bloßen Hand zu zerdrücken, ist dies

fast unmöglich. Die Natur hat mit diesem Schutzsystem eine Vorlage erschaffen, die wir

heute überall in unserer Umgebung finden können. Wir haben Gewölbe und Kuppeln in

Kirchen und alten Gebäuden, die genau nach diesem Prinzip aufgebaut sind. Ebenso haben

wir die Iglus der Eskimos, die von außen stabil sind, aber von innen leicht wieder abgebaut

werden können.

Dieses Wissen müssen sich die Kinder aber erst einmal aneignen. Deshalb gaben die

Studenten ihnen rohe Hühnereier in die Hand mit der Aufforderung, die Eier zu zerdrücken.

Diese Aufgabe schien ihnen sehr leicht zu ein, und sie waren überrascht, dass sie es auch mit

außergewöhnlicher Anstrengung und viel Druck nicht schafften. Um den Kindern zu zeigen,

wie viel Kraft die Schale eines Eis aushält, wurden vier Eier in Eierbechern aufgestellt und

darauf wurde ein Atlas gelegt. Um ein Gefühl für das große Gewicht zu bekommen, durften

die Kinder zuerst versuchen, selbst vier Atlanten zu halten. Darauf hin legten die Kinder

gemeinsam mit den Studenten einen Atlas nach dem anderen auf die Eier und waren sehr

erstaunt, dass die vier Eier das volle Gewicht der vier Atlanten tragen konnten. Dies hatte

vor dem Versuch keines der Kinder erwartet. Nun stellte sich natürlich die Frage, wie es ein

kleines Küken ohne Probleme schaffen kann, diese harte Schale zu zerbrechen und aus dem

Ei zu schlüpfen.

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Nachdem die Kinder einige Überlegungen angestellt und Theorien formuliert hatten,

bekamen die Kinder ein Modell vorgelegt, das die Studenten vorbereitet hatten. Es bestand

aus Holzklötzen, die zusammengelegt einen Torbogen ergaben. Auf diesen konnten sie so

fest drücken, wie sie wollten und es passierte nichts. Als sie dann aber von innen nur leicht

an ein Holzstück tippten, fiel das Modell zusammen. Nach mehreren Durchführungen

kamen die Kinder auf die Idee, dass hier eine Kraft wirken müsse, die bei Druck von außen

die Stabilität aufrecht erhält, jedoch bei Druck von innen nach gibt.

Die Kinder kamen, angeleitet durch die Experimente, auf das Ergebnis: Die Schale des Eies

ähnelt Kuppeln und Bögen in Kirchen und Domen. Die runde Form gibt die zusätzliche

Stärke, so können sie mehr Druck von außen aushalten, mehr Last tragen.

Station „Falten und Entfalten“

In der Natur können wir viele Tiere und Pflanzen beobachten, die große Blätter, Flügel und

Häute zusammengefaltet und geschützt (z.T. nicht sichtbar) gefaltet haben und die diese

dann bei Bedarf entfalten können. Es gibt Insekten, die in Bruchteilen einer Sekunde ihre

Flügel entfalten können, um bei Gefahr schnell fliehen zu können. Bei den Pflanzen ist ein

ähnlicher Mechanismus zu beobachten. Sie können ihre Blüten und manche sogar ihre

Blätter vor Regen und Kälte schützen, indem sie sich zusammen ziehen und sogar

zusammen falten. Diese Eigenschaft beobachtet der Mensch und nutzt sie: Satelliten, die ins

All gebracht werden, sind auf engstem Raum verpackt. Im All können sie ihre riesigen

Sonnenflügel entfalten. Das Dach eines Cabrios kann auf kleinstem Stauraum

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zusammengefaltet werden, und viele weitere bemerkenswerte Falt- und Entfaltungen gibt es

in unserer modernen Welt.

An der Station „Falten und Entfalten“ konnten die Kinder Bilder eines Pfaus mit seinen

prächtig entfalteten Schwanzfedern sehen. Anschließend sollten die Kinder über ihre

eigenen Erfahrungen über das Falten und Entfalten berichten. Gleichzeitig falteten die

Studenten gemeinsam mit den Kindern aus buntem Bastelpapier Pfauen. Als Erinnerung an

die Station mit dem Thema „Falten“ durften die Kinder die Pfauen mit nach Hause nehmen.

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Station „Sich festhalten“

Schnecken können, ohne sich mit Händen und Füßen festzuhalten, an Wänden hoch gehen

und sich sogar an einer Decke fortbewegen und halten. Nicht einmal an einer Glasplatte hat

die Schnecke Probleme sich festzuhalten. Die Schnecke nutzt die Kohäsionskräfte innerhalb

des Schleims und Adhäsionskräfte zwischen „Fuß“ und Untergrund, um absoluten Halt zu

haben. Auch hier gibt es in der Forschung einige Projekte, dir diese Eigenschaften nutzen.

Das MIT (Massachusetts Institute of Technology) hat einen Schneckenroboter entwickelt,

der wie die Schnecke, die Kohäsionskräfte innerhalb des Schleims und Adhäsionskräfte

zwischen Fuß und Untergrund ausnutzt, um Zimmerwände zu erklimmen. Anwendungs-

felder gibt es u.a. in der Medizin und in der Ölindustrie. Eine Schwierigkeit besteht darin,

für ausreichenden Nachschub des Schleims zu sorgen, der in der biologischen Schnecke in

kristalliner Form gespeichert wird.

Die Studenten setzten mit den Kindern eine Schnecke auf eine Glasplatte und fragten die

Kinder was wohl passieren würde, wenn man die Platte auf die Seite oder sogar auf den

Kopf drehen würde. Mehr als die Hälfte der Kinder war sich sicher, dass die Schnecke von

der Platte fallen würde. Umso erstaunter waren sie als die Schnecke auf der Platte blieb.

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Darauf stellte sich die Frage, wie die Schnecke das ganz ohne Arme und Füße macht. Der

Schneckenschleim war die häufigste Erklärung, da dieser einem Kleber ähnliche Eigen-

schaften habe. Die Kinder merkten aber schnell, dass diese Erklärung nicht ausreicht, denn

sie selbst würden es nicht schaffen, mit Kleber an Händen und Füßen eine Wand hoch zu

laufen.

Nun bekamen die Kinder eine Glasplatte und ein auf eine Folie (5cm x 5cm) geklebtes

Playmobilmännchen und den Auftrag das Männchen nicht nur auf die Platte zu stellen,

sondern es auch über Kopf auf der Platte zu halten ohne es festzukleben. Die einzige Hilfe,

die sie bekamen, war, dass die Studenten ihnen zuvor einen Versuch mit zwei Glasplatten

zeigten. Zwischen die beiden Glasplatten wurden ein paar Tropfen Wasser gegeben und

daraufhin wurden die beiden Platten zusammengedrückt. Nun sollten die Kinder versuchen

die Platten wieder auseinander zu ziehen. Sehr erstaunt stellten die Kinder fest, dass dies nur

sehr schwer funktionierte, sich die Platten aber sich ganz leicht verschieben ließen. „So

macht das also die Schnecke und um nicht abzurutschen, benutzt sie ihren Schleim“, sagte

ein fünfjähriges Mädchen, und ihrem Alter entsprechen war dies eine gute Erklärung. Die

Kinder kamen nun schnell auf die Idee, Wasser auf die Glasplatte zu geben und darauf das

Playmobilmännchen zu stellen. Die Figur ließ sich zu den Seiten bewegen, konnte aber nicht

von der Platte genommen werden. Als man die Figur hoch nahm, zog sie sogar die schwere

Glasplatte mit hoch. Nun erkannten die Kinder, dass „die Kraft“ des Wassers die

Glasscheibe und die Folie fest zusammenhält.

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Station „Wind bewegt“

Der Mensch hat früh die Kraft des Windes für sich genutzt. Zu einer frühen und

außerordentlich nützlichen Erfindung der Menschen, die Windstärke einzusetzen, gehört das

Segel, ohne dessen, weit über die manuelle Stärke des Menschen herausragende Kraft, sie

nie die weit entfernten Küsten anderer Kontinente hätten erreichen können. Darauf folgten

weitere glorreiche Erfindungen wie die Mühlen zur Mehlgewinnung und heute die

Windräder zur umweltfreundlichen Stromgewinnung. Ebenso wird der Wind für moderne

Sportarten genutzt, wie das Drachenfliegen und Paragliding. Sicher sind noch nicht alle

Möglichkeiten, den Wind zu nutzen, entdeckt. Die Natur lebt mit und von dem Wind. Der

Ahornbaum hat zum Beispiel aerodynamische, propellerähnliche Samen. Werden diese vom

Wind erfasst, erreichen sie bis zu sechszehn Umdrehungen pro Sekunde. Mit diesem

biologischen "Hubschrauber" kann der Ahorn seinen Samen weit verbreiten. Dies ist

besonders effektiv, denn ein einziger Ahornbaum kann so den Nachwuchs für eine Fläche,

so groß wie ein Fußballfeld, sicherstellen. Diese „Propellertechnik“ übernahm der Mensch

und hat sie in Helikoptern und Propellerflugzeugen eingesetzt. Auch die Windräder nutzen

diese Form der Kraftübertragung des Windes.

An der Station hatten die Studenten Ahornsamen ausgelegt, welche die Kinder an einem

Ventilator fliegen lassen konnten. Um zu veranschaulichen, wie der Mensch von den

Ahornsamen lernen kann, bauten die Studenten ein Modell. Das Modell bestand aus einem

Windrad, das sich mit einer Stange drehte. An dieser Stange wurde ein langer Faden

befestigt und am Ende dieses Fadens ein kleiner Spielzeug-Eimer (Playmobil). Wenn der

Wind (im Modell der Ventilator) nun das Windrad in Bewegung brachte, drehte sich der

Faden um die Stange und zog den Eimer nach oben.

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Der Mensch kann also die Kraft des Windes benutzen, um Lasten zu heben. Die Kinder

fanden noch weitere Beispiele zur Nutzung des Windes wie die Stromgewinnung, das

Fliegen und die alten Windmühlen um Mehl herzustellen. Während noch weitere Fragen und

Erfahrungen zum Wind ausgetauscht wurden, bastelten die Studenten mit den Kindern

kleine Windräder, welche die Kinder als Erinnerung mit nach Hause nehmen durften.

Die Studenten und Betreuer konnten an diesen Tagen beobachten und lernen, wie

interessiert Kinder an naturwissenschaftlichen Fragen sind, mit welcher Begeisterung sie

experimentieren und nach Erklärungen der naturwissenschaftlichen Phänomene suchen. Sie

stellten fest, dass nicht nur die Kinder spielerisch gelernt und sich viel Wissen bei den

Science Days angeeignet haben, sondern dass auch sie selbst viel mit und von den Kindern

lernen konnten.

©Gunnar Stübinger