Das Schülerlabor „GeoLab“ am Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) auf dem Potsdamer Telegrafenberg bietet Schülern die Möglichkeit einen Einblick in geowissenschaftliche Forschungsthemen und Arbeitsmethoden zu bekommen. Geophysikstudent Aurelian Röser beschreibt seine Erfahrungen als Betreuer des Labortages “Magnetfeld der Erde”.
Im Rahmen des Labortages „Magnetfeld der Erde“ lernen die Schüler das Erdmagnetfeld mit seinen Eigenschaften und Komponenten sowie zu beachtende Störfaktoren und Fehlerquellen kennen und vertiefen dieses Wissen anhand von gemeinsam durchgeführten Experimenten.
Mein Hauptaufgabenfeld als studentische Hilfskraft liegt neben der Unterstützung der verantwortlichen Wissenschaftler bei der Organisation der Labortage vor allem in der Betreuung der Schülerexperimente.
In der Regel kümmere ich mich um den so genannten Spulenversuch. Dabei wird über ein von einer Helmholtz-Spule erzeugtes Magnetfeld und die Auslenkung der Nadel eines in der Helmholtz-Spule befindlichen Kompasses die lokale Horizontalintensität H des Erdmagnetfeldes bestimmt. Der Spulenversuch zeigt den Schülern somit eine vereinfachte Möglichkeit die H-Komponente des Erdmagnetfeldes zu messen. Neben der allgemeinen Durchführungsweise der Messungen versuche ich den Schülern auch ein Verständnis für Zeiteinteilung und Abschätzung einer zufrieden stellenden Genauigkeit beim wissenschaftlichen Arbeiten zu vermitteln.
In einem zweiten Versuch gehen die Schüler mit einem Protonenmagnetometer und einem Gradiometer auf ein präpariertes Messfeld, um aufgrund der gewonnenen Messwerte der lokalen Totalintensität F des Erdmagnetfeldes Aussagen über die im Untergrund vergrabenen Gegenstände treffen zu können.
In weiteren Experimenten werden gemeinsam mit den Schülern der Einfluss von erzeugten Magnetfeldern, wie zum Beispiel von Spulen oder vorbeifahrenden Autos, als Störquellen der Messdaten einer Messstation auf dem Gelände des GFZ und einfache Möglichkeiten zur Auswertung von Messdaten des Geomagnetischen Observatoriums Niemegk mit dem Programm MS Office Excel erarbeitet.
Zwar richten sich die erwarteten Vorkenntnisse aus dem Unterricht und die Themenbereiche des Labortages primär an Schüler der Sekundarstufe II, aber im GeoLab werden in
regelmäßigen Abständen auch Schüler der Sekundarstufe I empfangen. Verschiedene Klassenstufen erfordern auch verschiedene Abläufe und Schwerpunkte des Labortages.
Meistens weiß ich zwar im Voraus, welche Klassenstufe am nächsten Termin das GFZ besuchen wird, aber dennoch stellt jeder Labortag eine neue Herausforderung dar. Der Wissensstand und die Interessen keines Schülers sind gleich. Diese Unterschiede gilt es schnell zu erkennen und zu integrieren. Das GeoLab soll bei den Schülern die Begeisterung für die Geowissenschaften wecken und das geht nur, wenn man versucht auf jeden einzelnen einzugehen. Natürlich wird das nicht bei jedem gelingen aber den Versuch ist es wert.
Die Mehrheit der Schüler kann man mit physikalischen und mathematischen Fachbegriffen schnell abschrecken aber ganz ohne sie geht es auch nicht. Physik und Mathematik sind für viele Schüler auch deswegen Angstfächer, weil sie in der Schule zu trocken, zu isoliert und zu theoretisch unterrichtet werden. Im GeoLab können sie sehen, wie Physik und Mathematik angewandt und kombiniert aussehen. Es ist wichtig zu zeigen, dass man Formeln und physikalische Gesetzmäßigkeiten nicht ihrer selbst wegen nutzt, sondern weil sie ein gutes Hilfsmittel zum Lösen von Problemen sind. Wenn man einfache Formeln und Erklärungen nutzen kann, um zufrieden stellende Ergebnisse zu erzielen, dann sollte man sich auch auf diese einfachen Mittel beschränken und Probleme nicht unnötig verkomplizieren. Vor allem wenn man fachfremde Personen oder eben auch Schüler in ein wissenschaftliches Thema einführen will, sollte man sich nur auf einfache, aber hilfreiche Zusammenhänge beschränken und nicht versuchen aus ihnen in einer Stunde Experten für das Erdmagnetfeld zu machen.
Viele Schüler haben auch Angst davor, sich zu blamieren und halten sich deswegen zu sehr zurück. Merke ich, dass den Schülern ein Versuch nicht gelingt, erzähle ich ihnen von meinen eigenen Fehlern, die ich am Anfang gemacht habe oder auch hin und wieder noch mache. Es gibt nichts Schlimmeres als mit erhobenen Zeigefinger und scheinbar fehlerlos aufzutreten und die Experimente als Kinderkram darzustellen, denn absolut jeder kann selbst beim einfachsten Experiment Fehler machen. Als Student möchte ich nicht wie ein ausgebildeter Wissenschaftler mit unzähligen Jahren Berufserfahrung wirken, sondern zeigen, dass ich selbst noch lerne. Dennoch sollte man stets bestimmt und mit der nötigen Autorität auftreten. Schüler merken sehr schnell, wenn jemand unsicher ist und versuchen dies auszunutzen.
Die Schüler sollen bei den Experimenten primär selbst etwas lernen. Am Ende des Labortages erfolgt eine gemeinsame Auswertung der Ergebnisse aller Gruppen und spätestens dann zeigt sich, ob sie es auch verstanden haben. Zu Beginn habe ich den Fehler gemacht, am Ende des Versuches nicht noch einmal eine abschließende Zusammenfassung des Versuches und die Bedeutung der Ergebnisse zu formulieren bzw. formulieren zu lassen. Das ist wichtig, denn nicht alles, was man während eines Versuches macht und hört, muss man behalten. Vielmehr kommt es auf ein paar wenige Grundaussagen an. Diese sollten dann allerdings möglichst haften bleiben.
