Im Schuljahr 2023-2024 wurden am Markgrafen-Gymnasium Karlsruhe, am Max-Planck-Gymnasium Karlsruhe, am Edith-Stein-Gymnasium in Bretten und am Reuchlin-Gymnasium in Pforzheim 19 nach der TheoPrax-Methode bearbeitete Seminarkursprojekte erfolgreich abgeschlossen. An diesen Gymnasien hatten sich Seminarkursgruppen mit insgesamt 51 Schüler*innen gebildet, die bei ihrer Projektarbeit von der TheoPrax-Stiftung und dem TPK OJW betreut wurden. Die Projektgruppen stellten im Juli 2024 die Ergebnisse ihrer einjährigen Projektarbeit vor, in einer Dokumentation und in einer Präsentation mit anschließendem Kolloquium.
Die Ergebnisse von drei abgeschlossenen Projekten unterschiedlicher Auftraggeber werden im Folgenden beispielhaft beschrieben
Projekt Solartrockner (NABU Bretten)
Die Seminarkursgruppe des Edith-Stein-Gymnasiums in Bretten hatte die Aufgabe, einen Solartrockner für Trockenobst zu planen, zu entwerfen und zu bauen, wobei die Energiegewinnung direkt durch die Sonne geschehen sollte, beim kompletten Verzicht auf elektrische Energie. Der Solartrockner sollte aus Holz hergestellt werden und pro Tag ca. 1 Kilogramm Äpfel trocknen können. Zusätzlich musste eine Bauanleitung für den einfachen Nachbau erstellt werden.
Bei ihrer Recherche beschäftigten sich die Schüler intensiv mit physikalischen Grundlagen wie dem Kamineffekt, der Sättigungskurve von Wasser, dem Wasseranteil von frischen Äpfeln und der Leistung der Sonnenstrahlung. Das gewählte Grundmaterial Holz hat eine leichte Grundresistenz gegenüber Wasser und Feuchtigkeit, die durch Einölen noch gesteigert werden kann. Für den Kollektor wurde Plexiglas eingesetzt, wegen der besseren Bearbeitungsmöglichkeiten und größerer Belastbarkeit, als Auflagefläche für das Obst wurde ein Edelstahlgitter ausgewählt. Zur Wärmegewinnung entschied man sich den inneren Boden des Kollektors schwarz zu streichen. Mit Hilfe eines CAD-Programms wurde ein 3D-Modell erstellt, nach dem danach der Solartrockner zusammengebaut wurde. Mit Hilfe von Versuchsreihen wurden Belegungsdichte, Luftstrom, Dicke der Apfelstücke und maximale Kapazität des Solartrockners optimiert. Die Qualität der getrockneten Apfelstücke belegte den Erfolg der Seminarkursarbeit.
Escape-Game Pfinzgaumuseum (Pfinzgaumuseum Durlach)
Um die Attraktivität des Pfinzgaumuseums in Durlach, das eine umfangreiche Sammlung zur Stadtgeschichte beherbergt, für jüngere Zielgruppen zu erhöhen, entwickelte eine Seminarkursgruppe des Markgrafen-Gymnasiums ein Escape-Game für die Dauerausstellung des Museums. Im Gegensatz zu herkömmlichen Escape Rooms findet dieses Spiel im gesamten Museum statt. Die Teilnehmer übernehmen die Rolle von Detektiven und müssen Rätsel lösen, die eng mit den Ausstellungsstücken und der Geschichte Durlachs verknüpft sind. Mithilfe von Hinweisen und entschlüsselten Codes begeben sie sich von einem Rätsel zum nächsten und lüften so nach und nach das Geheimnis.
Ausgehend von einer Recherche zum Thema Escape-Game und zum Pfinzgaumuseum, einem Besuch in einem vergleichbaren Museum und der Analyse der Spielreihe „Exit-Das Spiel“ von Kosmos entwarfen die Schüler*innen ein in 60 Minuten zu absolvierendes Spiel, das unterschiedliche Rätselformen beinhaltet, die jeweils auf einen Museumsraum zugeschnitten sind und ineinander übergehen. Die Spieler analysieren ein Gedicht, entschlüsseln Briefe, bearbeiten ein Puzzle, lösen ein Wort-such-Rätsel, machen mit unsichtbarer Tinte geschriebene Hinweise sichtbar, „lösen“ ein 3D-gedrucktes Labyrinth und gelangen so zum angestrebten Ziel. Nach der Abschlusspräsentation wurden alle für das Spiel erforderlichen Materialien und ein von den Schülerinnen angefertigtes Lösungsheft der Museumsleitung als übergeben.
Nachwuchsmangel in den Ingenieurwissenschaften (IPEK-Institut für Produktentwicklung am KIT)
Während jahrelang die Nachfrage nach Studienplätzen in den Ingenieur- wissenschaften durch einen strengen Numerus Clausus geregelt werden musste, ist die Zahl der Studienbewerber inzwischen so stark zurückgegangen, dass zahlreiche Studienplätze nicht belegt werden können und ein zunehmender Nachwuchsmangel zu beklagen ist.
Die fünfköpfige Seminarkursgruppe des Markgrafen-Gymnasiums wollte herausfinden, wo der Nachwuchs in den Ingenieurwissenschaften „verloren geht“. Zuerst erfolgte eine umfassende Recherche über den Ursprung des Nachwuchsmangels und zu den theoretischen Grundlagen der Thematik. Weitere Informationen aus unterschiedlichen Perspektiven sammelte das Team bei einer Besichtigung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), die Teilnahme an außerschulischen MINT-Angeboten, wie z.B. dem „Robotik-Wettbewerb“ und dem „Discovery Industry Truck“ des MINT-EC, und durch ein Interview mit einem Mitarbeiter des IPEK.
Mithilfe einer Umfrage am Markgrafen-Gymnasium in den Klassenstufen 8 bis 12 wurden die Interessen und Meinungen der Schüler*innen im MINT-Bereich erfragt und bei einer Flyer-Aktion an der Schule über verschiedene Mint-Angebote informiert, sowie die Wirksamkeit dieser Aktion mit einer zweiten Umfrage überprüft. Durch dieses Vorgehen erhoffte man sich eine Steigerung des Interesses und der Motivation für die Naturwissenschaften. Des Weiteren wurden die MINT-Fächer und ihre Inhalte im aktuellen Lehrplan von Baden-Württemberg im Hinblick auf Probleme im Zusammenhang mit der Thematik analysiert und mögliche Lösungsansätze dargelegt.
Das Seminarkursprojekt machte im Ergebnis deutlich, dass der Ingenieurbereich seinen Nachwuchs wohl auch im Unterricht an den Schulen verliert. Dabei spielen der Inhalt und die Gestaltung der Lehrpläne eine Rolle, aber auch die Unterrichtsgestaltung durch die Lehrer*innen und das ab der Mittelstufe zunehmende Desinteresse der Schüler*innen in den naturwissenschaftlichen Fächern. In den genannten Bereichen müssen dringend effektive konzeptionelle Veränderungen vorgenommen werden, damit der technologische Fortschritt, die Wettbewerbsfähigkeit und die erfolgreiche wirtschaftliche Entwicklung Deutschlands auch in Zukunft gesichert werden kann.
