Treffen sich ein Physiker, ein Ingenieur und eine Chemikerin – So beginnt die Geschichte eines außergewöhnlichen Lernortes in NRW: Die des Nano-Schülerlabors an der Universität Duisburg-Essen. Gemeinsam entwickelten die drei Forschenden das Konzept für einen Lernort, der Schüler*innen und Interessierte in kleinste Welten schauen lässt. Den offiziellen Betrieb nahm das Nano-Schülerlabor am 26.10.2010 auf, die Eröffnungsfeier folgte Ende 2011. Aufgebaut wurde der Lernort 2009 mit Mitteln eines NRW-Hochschulwettbewerbs. Die Ausschreibung im Zuge der Gemeinschaftsoffensive zdi.NRW lud Hochschulen dazu ein, Konzepte zum Aufbau eigener Lernorte einzureichen. Entstanden sind so die ersten 22 zdi-Schülerlabore an Hochschulen.

Im Interview berichten Dr. Kirsten Dunkhorst, promovierte Chemikerin, Dr. Andreas Reichert, Fachbereich Physik und Dr. Wolfgang Mertin, Fachbereich Ingenieurwissenschaften, über die Anfangszeiten des Labors.

Die Erfinder*innen des Nano-Schülerlabors (v.l.): Wolfgang Mertin, Andreas Reichert und Kirsten Dunkhorst

Wie sah es 2009/2010 mit Schülerlaboren in NRW aus?
MERTIN: Damals war die Idee, Labore für Schüler an Hochschulen aufzubauen, noch relativ jung – die Schülerlaborlandschaft damit noch sehr übersichtlich. Im Bereich der Nano-Wissenschaften waren wir die Ersten überhaupt – bis heute ist unser Alleinstellungsmerkmal, dass wir mit Großgeräten arbeiten, die allein den Schülerinnen und Schülern vorbehalten sind.

REICHERT: Die Ausschreibung kam genau zum richtigen Zeitpunkt. Ich fand es total genial. Ein Schülerlabor war das, was ich immer schon gern gemacht hätte. Besser hätte es nicht laufen können.

Warum ein Schülerlabor? Warum gerade das Thema Nano?
DUNKHORST: Nano-Forschung ist einer der Profilschwerpunkte der Universität Duisburg-Essen.
Wir haben u.a. die Studiengänge NanoEngineering, Energy Science und das Center for Nano Integration Duisburg-Essen (CENIDE). Gleichzeitig ist das Thema sehr interdisziplinär und es bot sich an, fakultätsübergreifend zu arbeiten. Ziel war, das Thema bei den Schülerinnen bekannter zu machen und Studierende zu gewinnen.

DUNKHORST: Das Thema Nano-Wissenschaften war kein Lehrplanthema in der Schule und im Unterricht quasi nicht vorhanden. Im Schülerlabor kann man Schülerinnen und Schüler frühzeitig mit dem Thema in Verbindung bringen.

REICHERT: Nano-Wissenschaften sind unglaublich faszinierend und lassen sich mit den entsprechenden Geräten prima vermitteln. Wir lassen Besucher*innen z.B. häufig Insekten in den verschiedenen Vergrößerungsstufen anschauen. Bei einem Zoomfaktor von 1.000 werden plötzlich zwischen den Sechsecken des Insektenauges Tasthaare sichtbar. Dem kann man sich nicht entziehen.
Wer das nicht interessant findet, der ist fast tot.

Ist diese Rechnung aufgegangen?
DUNKHORST: Definitiv, wir haben einige tolle Beispiele junger Menschen, die über das Schülerlabor von unseren Studiengängen erfahren und dann hier studiert haben. Auch die Befragung der Erstsemester zeigt regelmäßig einen positiven Einfluss des Schülerlabors auf die Studienwahl.  Das ist das Schönste an dieser Arbeit: Die Entwicklung zu sehen, wie die Leute als Schüler hier hinkommen, später hier studieren und als Betreuende im Labor ihr Wissen weitergeben. Eine unserer besten Betreuerinnen hat gerade noch vom Lehramt zu Physik gewechselt – und promoviert jetzt gerade.
Und: Wir haben noch keinen Tag wirklich Werbung gemacht und trotzdem mittlerweile im Schnitt 1.200 Schüler*innen im Jahr zu Besuch.

Im Bereich Nano gab es damals noch keine Experimente für Schulklassen – Wie baut man ein Schülerlabor auf?
MERTIN: Wir haben uns vorher Gedanken gemacht und spezielle Versuche für den Nano-Bereich entwickelt: Wichtiger Baustein des Konzepts ist die Arbeit mit den Geräten. Wir betrachten Dinge, die man im Alltag sieht, neu: Mit dem Auge, der Lupe, dem Mikroskop und dann dem Rasterelektronenmikroskop und dem Rastertunnelmikroskop. Mit diesen Geräten, die in Schulen nicht vorhanden sind, dürfen Schüler*innen hier selbstständig arbeiten.

REICHERT: Am Anfang mussten wir schon ein bisschen improvisieren, wir hatten zunächst noch keine Geräte. Wir sind dann zunächst mit Schüler*innen ins Forschungslabor gegangen und haben ausprobiert, wie Schüler*innen reagieren, was man ihnen zutrauen kann.

An wen richten sich die Angebote des Schülerlabors?
DUNKHORST: Es sind alle willkommen. Auch wenn wir vielfach Oberstufengruppen von Gymnasien hier haben, stehen die Angebote allen Interessierten offen: Ob Erwachsene, Grundschulen, Lehrkräfteweiterbildungen. Wir haben mittlerweile auch regelmäßig Gesamtschulen und Realschulen vor Ort und an Uni-übergreifenden Veranstaltungen auch Berufskollegs. Im Schnitt zwei Termine pro Woche und damit knapp 90 im Jahr.

Was haben sie aus dieser Zeit mitgenommen?
REICHERT: Vertrauen und Zutrauen. Wichtig ist, mit großem Vertrauensvorschuss zu arbeiten. Ein Rasterelektronenmikroskop kostet 90.000 EUR. Wir lassen die Schüler*innen von Anfang an an diese Geräte. Und es funktioniert: Es hat nie einer etwas mutwillig zerstört oder rumgeblödelt. Die jungen Menschen merken, dass es sich um eine einmalige Chance handelt und verhalten sich entsprechend. Wenn man Schüler*innen vernünftige Aufgaben gibt und ihnen etwas zutraut, dann enttäuschen sie einen nicht. Sie sind begeisterungsfähig durch alle Altersstufen hinweg.
Das geht soweit, dass sie kaum Pause machen und die Lehrkräfte vollkommen überrascht sind, dass sie kaum eingreifen müssen.

Erste Experimente in den Anfangstagen des Nano-Schülerlabors

Gab es auch Herausforderungen?
REICHERT: Klar, die Finanzierung war immer eine wichtige Frage. Viel Stabilität hat uns ein zeitweiliges Sponsoring durch Evonik gegeben.
Als die Anfangsfinanzierung durch den Hochschulwettbewerb auslief, mussten wir Eigenmittel einwerben. Evonik war sofort Feuer und Flamme. Gemeinsam konnten wir die Entwicklung so vorantreiben, dass nun die Hochschulleitung sagt, „wir machen weiter“ und sie hat den Betrieb gesichert.

Was wünschen sie sich für die Zukunft des Schülerlabors?
DUNKHORST: Wir möchten uns dem digitalen Zeitalter widmen: Derzeit entwickeln wir ein digitales Schulungskonzept im Bereich Augmented Reality. Schüler*innen sollen ihre Experimente digital erweitern können, d.h. zum Beispiel durch die virtuelle Realität den Verlauf des Elektronenstrahls und damit die Bildentstehung im Rasterelektronenmikroskops besser nachvollziehen können. Das Mikroskop ist ja ansonsten ein eher geschlossenes System, bei dem man die inneren Teile nicht sehen kann. Langfristig möchten wir dieses Angebot auch in betriebliche Ausbildungen von Firmen einbinden und so die Ausbildung verbessern. Schöner Nebeneffekt: Die Schüler*innen setzen sich nicht nur mit Nanowissenschaften auseinander, sondern schulen gleichzeitig ihre Medienkompetenzen im Umgang mit Tablets & Co.

Vielen Dank für das Gespräch.