Die Kinder und die Wissenschaft

Jochen Stadler | aus HEUREKA 3/12 vom 20.06.2012

Österreich braucht mehr Wissenschafter und Techniker. Was Schule und Wissenschafter zur Nachwuchsförderung beitragen können

Die Kirchenglocke im Ort läutet halb acht, als Robin mit der Leiter auf der Schulter aus dem Gebüsch auftaucht. Er lehnt sie gegen eine Buche. In knapp drei Meter Höhe hängt ein Nistkasten. Fragend sieht er Georg an, der Kaugummi kauend am Boden hockt. "Die Luft ist rein, es ist keiner von den Altvögeln da. So wie es fiepst, sind sicher Nestlinge drinnen. Außerdem kommen die beiden ständig mit Futter angeflogen.“

Was nun folgt, ist reine Routine. Robin hält eine Hand vor das Loch im Nistkasten, damit kein Vogel herausfliegen kann. Mit der anderen nimmt er das Dach ab. Ein knappes Dutzend kleiner nackter Küken fiepst ihn an. Sie sperren die Schnäbel auf, als ob es um ihr Leben ginge.

Das tut es auch, hat Robin in den vergangenen Jahren gelernt. Wenn die Kleinen nicht zu genug Futter kommen, sind sie tot. So wie voriges Jahr, als es wegen des schlechten Wetters kaum Raupen gab und unzählige Nestlinge verhungerten.

Das steht nun im Bericht, den er Georg diktiert - ebenso wie die Zahl der Nestlinge: zwölf. Er steigt von der Leiter und nimmt sie wieder auf die Schulter. Sie haben noch fünf Nistkästen vor sich und müssen das Protokoll ins Bio-Lehrerzimmer bringen, bevor um acht der Unterricht beginnt.

Mittelschüler als Blaumeisen-verrückte Forscher

Robin Kohl und Georg Löffler, beide vierzehn Jahre alt und Schüler der 4C des Gymnasiums Sacre Coeur in Pressbaum, sind wie fünfhundert ihrer Mitschüler an einem wissenschaftlichen Projekt beteiligt. Die Schule führt es gemeinsam mit dem Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung durch.

Ein engagierter Verhaltensforscher und eine ebensolche Biologielehrerin haben in den vergangenen vier Jahren eine ganze Schule Blaumeisen-verrückt gemacht. Sogar im Musikunterricht rappen die Schüler im Meisentakt. Sie haben alle zusammen gezeigt, dass die starren Lehr- und Stundenpläne wissenschaftliches Arbeiten nicht ausschließen und dass Wissenschaft, wenn auch kein Kinderspiel, Kinder und Jugendliche begeistern kann.

Wissenschaft statt Kino oder Kinderspiele

Auch Jenny Stabernak ist vierzehn. Für sie ist Wissenschaft ein Hobby, wie für andere Geige oder Tennis spielen. Schon im Kindergartenalter wurden ihre Mathematikkenntnisse früh gefördert. Mit sieben betrachtet sie Einzeller unter dem Mikroskop und zerlegt darunter Hummeln. Sie besucht Forschungsfeste und -kurse wie andere Kinder Fußballspiele und Kinos - mit Begeisterung.

Ihre Mutter fördert sie, so gut sie kann. Das, was die Schule bietet, ist ihr manchmal zu theoretisch, oft fehlt ihr etwas zum Mitmachen. Deshalb blüht Jenny auf, wenn am Nachmittag in den biologischen Übungen Fische und Schweinsaugen zerlegt werden oder mikroskopiert wird. Jenny grinst, als ich sie frage, ob sie eine Streberin sei. Ja, aber weil es Spaß macht und nicht wegen der Noten, sagt sie.

Die beiden Beispiele zeigen, dass Kinder für die Wissenschaft zu begeistern sind. Handelt es sich um Einzelfälle, oder hat die Nachwuchsförderung in Österreich System?

Wissenschaft macht Kinder selbstständiger

"Wissenschaftlich denken heißt, sich selber Fragen zu stellen und dann nachzudenken, mit welchem Experiment oder Gedankengang ich sie beantworten kann“, sagt Margit Fischer, Vorsitzende des Vereins ScienceCenter-Netzwerk. Sie ist mit einem ehemaligen Wissenschaftsminister und dem heutigen Bundespräsidenten verheiratet. "Es bedeutet außerdem, die eigenen Antworten immer wieder zu hinterfragen. Das ist ein Prozess, der in unserem Alltag ganz wichtig ist, weil er dazu führt, dass wir mündige Menschen in unserer Gesellschaft haben, die sich nicht durch eine Kampagne, welcher Art auch immer, in eine Richtung drängen lassen.“ Egal, ob Kinder und Jugendliche eine wissenschaftliche Karriere anstreben oder einen anderen Beruf ergreifen, sie werden so zu Menschen, die an ihrer Arbeit Spaß haben können.

Kinder leisten Vogelforschung für Österreich

Georg und Robin haben wie Wissenschafter zu denken gelernt. Präzise beschreibt Georg ihre Tätigkeiten, und Robin erklärt die Forschungsfrage, die das Team zu beantworten versucht: "Durch den Klimawandel schlüpfen Frostspannerraupen immer früher. Sie sind die Hauptnahrungsquelle der Blaumeisen. Jetzt will man wissen, ob die Blaumeisen auch früher brüten.“ Seine zwölfjährige Schwester Leona, die das Projekt in der zweiten Klasse mitmacht, ergänzt: "Die Vögel orientieren sich am Licht und die Raupen an der Wärme.“

Fehlen die Raupen für die frisch geschlüpften Blaumeisen als Futter, weil die Meisen ihre Brutzeit weiterhin nach der Tagesdauer richten, oder passen sie sich an die neuen Verhältnisse an?, will Herbert Hoi, Verhaltensforscher am Konrad-Lorenz-Institut, gemeinsam mit den Schülern beantworten.

Entstanden ist das Projekt, um die unrühmliche Tatsache auszugleichen, dass seit den Siebzigerjahren keine Vogelwarte mehr in Österreich besteht. Deshalb gibt es hierzulande keine Langzeitdaten zu Vögeln, was es etwa schwierig macht zu beantworten, wie sich der Klimawandel auf die Vogelwelt auswirkt.

2008 begann Herbert Hoi nach Lösungen für dieses Problem zu suchen: "Ich habe gedacht, warum nicht an eine Schule herantreten? Schulen sind doch Einrichtungen, die langfristig funktionieren sollten.“ Er hatte ein Auge auf das Gymnasium Sacre Coeur in Pressbaum geworfen, denn die Schule liegt für Vogelbeobachtung ideal mitten im Wienerwald.

Die Entscheidung für eine langfristige Zusammenarbeit wurde ihm im folgenden Jahr wohl um einiges leichter gemacht, als das Wissenschaftsministerium das neue Programm "Sparkling Science“ forcierte. Es fördert und finanziert die Zusammenarbeit von Wissenschaftern und Schulen.

Wissenschaft ist mit Lehrplänen vereinbar

Gemeinsam mit der Biologielehrerin Margarethe Mahr passte er seine Forschungsfrage den Interessen und Fähigkeiten der Schüler ebenso wie den Lehrplänen an. In der ersten Klasse stehen Vögel auf dem Programm, deshalb dürfen die Kinder mit Feldstechern in den Wald ziehen und beobachten, wie oft die Vögel zu ihren Nistkästen fliegen und was sie dabei im Schnabel haben.

Die zweiten Klassen erkunden lehrplankonform das Futterangebot der Meisen: An den "großen Raupentagen“ bewaffnen sie sich mit Regenschirmen und ziehen mit Wissenschaftern und Lehrern in den Wald. "Den Regenschirm haben wir verkehrt herum unter einen Baum gehalten und mit einem Stock darauf geklopft. Dann haben wir die Raupen und anderen Tiere darin herausgeklaubt und ihre Art bestimmt“, berichtet der elfjährige Till Tretzger.

Die Drittklässler zeichnen auf, wann die Blätter knospen. Diese sind Futter für die Raupen. In den sechsten Klassen steht Statistik auf dem Programm, so werten die Schüler die gewonnenen Daten aus. Viertklässler wie Robin und Georg machen freiwillig mit. Sie haben beobachtet, wie sich Witterungsschwankungen auf das sensible Gleichgewicht auswirken, etwa im extremen Schlechtwetterjahr 2010. Als die Raupen schlüpften, hatte es immer geregnet und die Vögel fanden kaum Futter. Viele Nestlinge sind verhungert und die Elternvögel mussten ganze Nester aufgegeben.

Weil die Kinder die Nistkästen auch zur Unterrichtszeit in den Augen behalten wollten, wurden Livekameras montiert. Das Geschehen in den Nestern ist auf einer Videoleinwand in der Aula zu sehen. In den Pausen können die Schüler so prüfen, was ihre Forschungsobjekte treiben.

Auch andere Fächer sind eingebunden. Die mittlerweile 250 aufgehängten Nistkästen wurden im Werkunterricht von Hand hergestellt. Im Mathematikunterricht wurden die optimalen Standorte ausgerechnet. Zahlreiche Blaumeisenzeichnungen schmücken die Schule.

Wissenschaftliche Veröffentlichungen von Schülern

Die Daten sind so gut, erzählt Hoi, dass sich schon wissenschaftliche Veröffentlichungen aus dem Projekt ergeben haben. "Die Schüler haben etwa herausgefunden, dass Vögel auf kurzfristige Änderungen in der Temperatur sehr flexibel reagieren können, was in der Wissenschaft nicht bekannt war. Sie unterbrechen das Brüten und lassen die Eier abkühlen, sodass sich der Embryo nicht weiterentwickelt. Das haben wir vorher nicht gewusst.“

Biologielehrerin Mahr sagt über das Programm: "Die Kinder lernen bewusster zu schauen und werden für ihre Umwelt sensibilisiert.“ Das gehe weit über den Unterricht hinaus. Nach den Raupentagen sei es nichts Besonderes, wenn die Schüler das Insektenklopfen zu Hause im Garten wiederholen und am nächsten Tag mit Raupenzeichnungen vor dem Lehrerzimmer stehen und um die Bestimmungsbücher bitten.

Auch Hoi ist von den Schülern angetan: "Die Kinder haben in der Schule Hunderte Nistkästen gebaut, das war schon die erste große Aktion, die den Kindern unglaublich getaugt hat und dann sind sie raus und haben mit uns die Nistkästen aufgehängt.“ Von seinen internationalen Mitarbeitern spricht kaum einer Deutsch, doch das hat die Kinder nicht gestört. "Wenn sie mit einem Wissenschafter im Wald unterwegs sind, haben sie keine Berührungsängste mehr. Sie reden mit ihnen einfach Englisch. Dabei merken sie dass Englisch eine wichtige Sprache ist und gewinnen Selbstvertrauen, weil sie merken, dass sie sich damit verständigen können.“

Österreich als Vorreiter bei Nachwuchsförderung

Nicht nur die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen dem Konrad-Lorenz-Institut und dem Sacre Coeur hält Petra Siegele, die Leiterin der Sparkling Science Programmabwicklung im Österreichischen Austauschdienst für ein Vorzeigeprojekt, sondern auch das Förderungsprogramm selbst: "Es ist für Europa einzigartig, dass Nachwuchsförderung derart institutionell passiert wie hier in Österreich. Wissenschafter aus vielen Ländern schielen inzwischen neidvoll auf Österreich, da war Österreich wirklich einmal Vorreiter.“

Auch eine Handvoll Fachbereichsarbeiten sind am Sacre Coeur im Zusammenhang mit dem Projekt bereits entstanden. So forscht zum Beispiel Johanna Aman (17) derzeit, ob die Ganzjahresfütterung den Meisen hilft oder schadet, und Alexandra Molling (17) beobachtet wie Blau-, Sumpf- und Kohlmeisen konkurrieren. Die beiden arbeiten mit einer Diplomandin vom Konrad-Lorenz-Institut zusammen, die an einer ähnlichen Fragestellung interessiert ist. Diese "Wissenschaftstandems“ seien für beide Seiten sehr hilfreich, meint Hoi.

Mit der vorwissenschaftlichen Arbeit, die die Fachbereichsarbeit ablösen wird, ist es für die Schüler in Zukunft sogar Pflicht, sich im Rahmen der Matura näher mit wissenschaftlichen Fragen zu beschäftigen. "Sinn und Zweck der vorwissenschaftlichen Arbeit ist in erster Linie, die Schülerinnen und Schüler für ein Hochschulstudium zu befähigen, wo sie sich ja in den meisten Gegenständen mit der Tätigkeit des Forschens befassen werden“, erklärt Karl Hafner, der Abteilungsleiter AHS des Unterrichtsministeriums. Es sei nicht nur wichtig, die Zahl der Hochschüler zu erhöhen, sondern den Schülern auch die entsprechenden Kompetenzen mitzugeben, damit sie ihr Studium optimal gestalten können.

Auch Karin Garber, Leiterin des Vienna Open Lab, hält es für sinnvoll, dass Schüler in der Orientierungsphase Praxisluft schnuppern. Selbst wenn der Besuch des Labors den einen oder anderen vielleicht ernüchtert, weil seine Vorstellungen und Erwartungen nicht der Realität entsprachen: "Wenn man damit jemanden davon abgehalten hat, zwei Semester rumzuhängen und dann draufzukommen, ich habe ein Jahr verloren, weil ich doch lieber Jus studieren würde, finde ich das auch in Ordnung.“

Vor der Theorie die wissenschaftliche Praxis

Von der Laborarbeit enttäuscht zu sein, davon ist Jenny weit entfernt. Sie hat schon viele Kurse im Vienna Open Lab gemacht, und vor zwei Jahren eine ganze Woche lang im Summer Science Camp geforscht. Ihre Mutter, Manuela Stabernak, gibt gerne zu, dass sie sehr früh den Versuch begonnen habe, sie für die Forschung und Wissenschaft zu begeistern. Doch sie wollte der Neugier der Tochter einen Rahmen geben. Als Ausgleich sang Jenny ohnehin im Chor, tanzte und spielte Flöte.

Ob Jenny den wissenschaftlichen Hintergrund bei all den Mikroskopiekursen und anderen Veranstaltungen immer verstanden hat, war weniger wichtig, als dass es für sie zur Gewohnheit wird, Dinge auf spielerische Weise auszuprobieren. Das Mädchen mikroskopierte, sezierte und färbte ihre Proben unermüdlich und mit Begeisterung, auch wenn sie meist die Jüngste der Gruppe war. Wenn Forschungsgruppen ihre Arbeit in den Arkaden der Universität vorführten, war Jenny dabei.

Von Station zu Station wollte sie das gesamte Programm auskosten. Die Aha-Erlebnisse folgten oft mit Verzögerung, wenn sie die Dinge, die sie schon längst praktisch gemacht hat, in der Schule auch theoretisch lernt.

Auf lange Sicht würde Jenny von all der Information profitieren, auch wenn sie einstweilen vielleicht noch gar nicht alles verdauen konnte. Auch versucht Jennys Mutter, Schulwissen und die praktischen Versuche immer wieder zu vernetzen. "Wenn im Unterricht die Strukturen der Zellen vorkommen, frage ich schon gelegentlich: Schauen wir uns die Zellwände in der Zwiebelhaut wieder einmal an.“

Weniger auswendig lernen und mehr verstehen

"Experimente machen, Wissenschafter spielen und rationales Denken zu trainieren wären für alle Kinder so wichtig“, meint Renée Schröder, Wissenschafterin an den Max F. Perutz Laboratories in Wien und Autorin des Wissenschaftsbuchs des Jahres 2012. "Bis jetzt fährt Österreich sehr gut mit dem Tourismus, der Monarchie und den alten Musikern.“ Hier gäbe es zwar viele Ressourcen, doch man solle auch nicht vergessen, dass großes Potenzial in den Köpfen der Menschen steckt. Es gäbe dafür schon gute Ansätze, dieses zu fördern: "Aber die sollten verstärkt werden.“

Dass die Schüler mehr verstehen und weniger auswendig lernen, wünscht sich auch Rudolf Taschner, der mit seinen Büchern und dem "math.space“ im Wiener Museumsquartier Mathematik-Vorträge zur lehrreichen Unterhaltung macht. "Verstehen ist etwas anderes als nur zur Kenntnis nehmen. Man muss in Latein zur Kenntnis nehmen, dass hic, haec, hoc: dieser, diese, dieses heißt. In der Schule muss man Vokabeln lernen und sehr viel zur Kenntnis nehmen. Das muss man auch, keine Frage. Aber wenn man nur zur Kenntnis nimmt, fühlt man sich nicht eingebunden, man ist dann bloß ein Beobachter.“

In der Nachwuchsförderung könne in Österreich noch einiges getan werden, meint Barbara Streicher, Geschäftsführerin des ScienceCenter-Netzwerks. Doch der Trend sei positiv, die Wissenschaftskommunikation habe hierzulande in den vergangenen Jahren einen größeren Stellenwert bekommen. Aktuell würde international viel darüber gesprochen, dass man Wissenschaft als Teil der Kultur begreifen kann. Das trifft auch auf Österreich zu. "Gerade in Wien, damit es nicht nur als Kulturstadt gesehen wird, sondern auch als Wissenschaftsstadt“, so Streicher.

Die Gemeinde Pressbaum hat dem Projekt ihrer Schüler langfristige Unterstützung zugesagt, damit sie auch weiter mit Wissenschaftern forschen können.

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