Faculty of Science

Studienorientierung hands-on

Auf einem Schulbesuch lernen die Schülerinnen und Schüler verschiedene MINT-Studiengänge und die einzelnen MINT-Studienbotschafterinnen und MINT-Studienbotschafter kennen. Anschließend dürfen Sie sich für die Teilnahme an einer von mehreren Hands-on-Aktivitäten entscheiden, die von den Studierenden speziell für das Programm entwickelt worden sind. Beim Ausprobieren der fachtypischen Aktivitäten steht das Erleben studienfachtypischer Denk- und Arbeitsweisen im Mittelpunkt - außerdem können die Schülerinnen und Schüler in persönlichen Kontakt mit den Studierenden treten und gezielt Fragen stellen. Diese Seite stellt eine Auswahl der im Rahmen des Projekts entwickelten Hands-on-Aktivitäten vor.



Verbrechen aufklären (Biologie & Biochemie)

Die Schülerinnen und Schüler lösen einen fiktiven Mordfall anhand gesammelter Indizien (Fliegenlarven, Blutspuren und DNA-Fragmente). Sie bestimmen dazu zuerst den Todeszeitpunkt des Opfers über die Auswertung von Diagrammen, finden dann die Blutgruppe der Verdächtigen über Papp-Modelle durch Testen auf mögliche Koagulation heraus und vergleichen abschließend mit Bastelscheren die entstehenden DNA-Bandenmuster der Verdächtigen mit am Tatort gefundenen DNA-Fragmenten (Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus).

Molekül des Lebens (Biochemie & Biologie)

Die Schüler*innen erfahren ausgehend von einer ausgewählten Erbkrankheit das naturwissenschaftliche Vorgehen und die biochemischen Arbeitsmethoden, um die Hintergründe eines biologischen/medizinischen Problems aufzuklären und erhalten einen Einblick in die Vielseitigkeit unseres Erbmaterials. Die Schüler*innen isolieren dabei selbstständig DNA aus einem Obst oder Gemüse und können die isolierte DNA mit dem bloßen Auge sehen.  

Nachts im Museum: Der verschwundene Diamant (Chemie)

In dieser Aktivität tauchen die Schüler/innen spielerisch in die Welt der Chemie ein, indem sie mithilfe einer „Black-Story“ ein Verbrechen aufklären, das nur durch chemische Analysen gelöst werden kann. Sie schlüpfen in die Rolle von Chemieanalysten und entdecken den faszinierenden Afterglow-Effekt.

Nach der Einführung untersuchen die Schüler/innen eine nachleuchtende Substanz und analysieren deren Zusammensetzung mithilfe von EDX-Spektren. Anschließend synthetisieren sie das Afterglow-Pigment basierend auf ihren Analyseergebnissen selbst. Das hergestellte Pigment wird mit Silikon vermischt und in Diamantenformen gegossen, um es im Pizzaofen auszuhärten. Unter UV-Licht leuchtet das Pigment grün und bringt die Schüler/innen zum Staunen. 

Emulgatoren in Lebensmitteln (Chemie)

In dieser Aktivität erfahren die Schüler/innen, wie Emulgatoren wirken und wie sie in der Lebensmittelproduktion genutzt werden können. Durch kurze Vorversuche untersuchen sie die Effektivität verschiedener Emulgatoren in Öl-Wasser- oder Kakao-Milch-Emulsionen. Ziel ist es, basierend auf den Experimenten einen passenden Emulgator für die Zubereitung eines Schokoladendesserts auszuwählen. Anschließend stellen die Schüler/innen in Gruppen verschiedene Dessertvarianten her, die abschließend im Rahmen einer Qualitätskontrolle verkostet werden. 

Knalldose (NwT & Chemie)

Die Schülerinnen und Schüler kommen mit einem echten Verbrennungsmotor in Kontakt und machen sich Gedanken über die Technik, die in Motoren steckt. Sie bauen mit einer Filmdose und einem Piezo-Zünder ein Modell eines Brennraums, bei dem im Experiment schnell klar wird: Auf die richtige Mischung kommt es an – viel hilft nicht immer viel! Abschließend werden alternative Antriebstechnologien der Zukunft (Brennstoffzelle, Elektromotor) diskutiert.

MyMonopoly Klimawandel (Geographie)

In einem zum Thema Klimawandel gestalteten MyMonopoly-Spiel – eine individuell gestaltbare Version des Spieleklassikers Monopoly – lernen die Schülerinnen und Schüler typisch geographische Arbeitsweisen sowie eine Vielzahl an klimawirksamen Maßnahmen kennen: Diese werden in der Schlussdiskussion gemeinsam nach Aufwand und Effektivität eingeordnet: Welche Maßnahmen kann jeder persönlich ergreifen, welche Maßnahmen können regional, welche global ergriffen werden?

Details zum Ablauf dieser Aktivität lassen sich im Artikel Das Klima retten?! - Ein spielerischer Ansatz zum Klimawandel und was wir dagegen tun können (MNU Journal, Heft 4/2018, S. 242-246) von Eike Wille et al. nachlesen. Eine überarbeitete Version mit dem Titel PrimafürsKlima wird vom Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung in München für den Einsatz im Physik-Unterricht in Jahrgangsstufe 9 empfohlen.

Differenzierung der Erde (Geowissenschaften)

In dieser Aktivität erkunden die Schüler/innen, wann sich die Erde differenziert hat und die Grundlage für einen habitablen Planeten entstand. Sie lernen die Bedeutung von Hafnium- und Wolfram-Isotopen und deren Verteilung in der Erde kennen, die für geowissenschaftliche Analysen essentiell sind.

Die Schüler/innen erleben einen typischen Labortag in der Geochemie: von der Probenahme über die Messung der Proben bis hin zur Datenanalyse und -diskussion. Mithilfe einer Nuklidkarte wird die Rolle der Isotope in der Geochemie erforscht, und echte Gesteinsproben, die den Erdmantel und den Erdkern repräsentieren, kommen zum Einsatz. Während des gesamten Prozesses führen sie ein Laborjournal, um am Ende die Frage beantworten zu können: Wann hat sich die Erde differenziert? 

Hexapawn (Informatik, Machine-Learning & Kognitionswissenschaft)

Die Schüler*innen machen sich mit Grundideen des maschinellen Lernens vertraut: Im Wettbewerb gegeneinander trainieren oder programmieren sie einen Streichholzschachtel-Computer, das Spiel »Hexapawn« gegen menschliche Spieler zu gewinnen. Am Ende spielt der trainierte Streichholzschachtel-Computer gegen einen Menschen und gewinnt erfahrungsgemäß fast immer. Die Schüler*innen lernen dabei die Grundlagen maschinellen Lernens kennen.  

Emoji (Kognitionswissenschaft)

Emojis beeinflussen die Textkommunikation im Internet, da sie den Sinn von Textnachrichten verändern können: „Das ist das dümmste Video, das ich je gesehen habe“ vs. „Das ist das dümmste Video, das ich je gesehen habe :D“. Es liegt daher nahe, dass Software die Bedeutung von Emojis miteinbeziehen können muss, um z.B. bewerten zu können, ob es sich um Hate-Kommentare handelt. Die Schüler*innen entwickeln in dieser Hands-on-Aktivität einen Code, der die Emotion hinter beliebigen Emojis erkennen soll. Dabei bauen sie selbst Emojis anhand vorgegebener Augen, Münder, usw. zusammen und testen ihre Entwicklungen gegenseitig.  

Kartentrick (Mathematik & Informatik)

Beim Erlernen, Knacken und selbständigen Erweitern eines anspruchsvollen mathematischen Kartentricks erfahren die Schülerinnen und Schüler Schlüsselkonzepte mathematischen Arbeitens: Sie erkennen durch genaues Hinsehen und Ausprobieren Muster und Zusammenhänge in dem komplexen Geschehen eines Kartentricks, abstrahieren diese und erweitern sie situationsangepasst. Dabei lernen sie den Wert von Teamarbeit zu schätzen und nicht gleich aufzugeben, wenn etwas nicht sofort gelingt. Denn Mathematik gelingt nicht auf Anhieb oder nie, sondern mit jedem Mal ein bisschen besser. Fast nebenbei lernen die Schülerinnen und Schüler spielerisch die Umrechnung von Zahlen ins Binär- und Ternärsystem und einen Kartentrick, der in einer Variante zu dem Sortieralgorithmus "LSD Radix Sort" führt.

Sphärische und hyperbolische Geometrie (Mathematik)

Auf der näherungsweise kugelförmigen Erdoberfläche und aus Papier gebastelten hyperbolischen Kegeln machen die Schülerinnen und Schüler mit Maßband und Geodreieck ungewöhnliche Entdeckungen: Beträgt die Winkelsumme im Dreieck wirklich immer genau 180°?

Annäherung an die Unendlichkeit (Mathematik)

Was ist eigentlich „unendlich“? Diese Frage übersteigt mit Sicherheit unser Vorstellungsvermögen – nichts auf unserer Welt ist unendlich. Trotzdem handelt es sich um ein Konzept, das in der Mathematik häufig Anwendung findet. Die Schüler*innen haben bei dieser Hands-on-Aktivität die Gelegenheit das mathematische Unendlichkeitskonzept spielerisch und niederschwellig kennenzulernen. Dabei schlüpfen sie in die Rolle eines/einer Hotelmanager*in und müssen ein Hotel mit (abzählbar) unendlich vielen managen. Kann ein Hotel mit unendlich vielen Zimmern voll sein? Vielleicht dann, wenn auch unendlich viele Gäste kommen? Diese und weitere Fragen diskutieren die Schüler*innen in einem brettspiel-ähnlichen Setting gemeinsam und werden durch das Material angeleitet, die grundlegenden Kriterien des mathematischen Unendlichkeitskonzepts kennenzulernen.  

Ferner haben die Schüler*innen die Möglichkeit eine naturwissenschaftliche Anwendung der Unendlichkeit kennenzulernen, indem sie eine Ebene aperiodisch mit Hilfe der sog. Einstein-tiles kacheln und erfahren, dass diese Form der unendlich, aperiodischen Kachelung als Modellierung für Quasikristalle dienen kann. 

Kombinatorik (Mathematik)

Die Schüler*innen schlüpfen in die Rolle von Marktforschenden und müssen Testgruppen entwickeln, die sieben verschiedene Produkte vergleichen, wobei jedoch immer eine Testperson drei verschiedene Produkte vergleicht und keine Testperson die gleichen Produkte testen soll. Diese anspruchsvolle Kombinatorik-Aufgabe wird durch Steiner-Triplets gelöst. Ferner erstellen die Schüler*innen Werbegeschenktüten und probieren aus, wie diese befüllt werden können, um den gegebenen, kombinatorischen Anforderungen zu genügen.

Knotentheorie (Mathematik)

Knoten sind uns aus unserer Alltagswelt bekannt, täglich nutzen wir sie, wenn wir unsere Schuhe binden. Doch was definiert einen Knoten? Wie werden sie charakterisiert? Ab wann sind zwei Knoten verschieden? Die Schüler*innen lernen ganz praktisch die mathematische Definition von Knoten kennen und untersuchen verschiedenen Knoten auf Gleichheit. Dabei erfahren sie, was isotop Knoten sind, und lernen die Reidemeister-Bewegungen kennen, mit Hilfe derer sie isotope Knoten erkennen können. Von der Knotentheorie lässt sich abschließend ein Bogen in aktuelle naturwissenschaftliche Forschung spannen: So ist die Knotentheorie beispielsweise ein Werkzeug, um die Faltung von Proteinen zu beschreiben. 

Biochannel Co KG (Medizintechnik)

In einer älter werdenden Gesellschaft steigt das Risiko an Krankheiten des Kreislaufsystems zu leiden. Darunter zählt auch die Arteriosklerose, wodurch Gefäßwände versteift und Arterien somit durch Ablagerungen verengt werden können. Patienten leiden folglich unter Durchblutungsstörungen. Um diesen entgegenzuwirken, wird das neue Start-Up Unternehmen Biochannel Co. KG gegründet. Dieses Unternehmen hat sich mit der Entwicklung und Produktion von Stents auseinandergesetzt. Die Schüler*innen sind somit Mitarbeiter/-innen in der Biochannel Co.KG und sollen mithilfe eines Lernzirkels die einzelnen Prozesse der Entwicklung des medizintechnischen Produktes (Stents) kennenlernen.

Iuncturo (Medizintechnik)

Konstruktion ist in der Medizintechnik ein, wenn nicht sogar das zentrale Thema. Die Entwicklung von interdisziplinären, technischen Lösungen zur Unterstützung bei komplexen biologischen Fragestellungen steht im Mittelpunkt medizintechnischer Forschung. Die Schüler*innen vollziehen in dieser Aktivität die Entwicklung eines Implantats an verschiedenen Stationen nach. Sie schlüpfen dabei in die Rolle von Experten-Arbeitsgruppen in einem Medizintechnik-Startup namens „Iuncturo“, die einen Produktentwicklungsprozess durchlaufen, um eine Produktpräsentation für eine Patientin vorzubereiten.

Optische Lithographie (Nano-Science)

Das funktionelle Strukturieren von Materialien ist ein wichtiger Bestandteil der Nanotechnologie. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln ein Verständnis für die Methode der Lithographie anhand eines einfachen optischen Aufbaus. Sie miniaturisieren ein selbst gezeichnetes Motiv auf eine Kupferplatine. In Theorie und Praxis können sie dabei Schritt für Schritt den Weg vom Entwerfen der Maske bis zur fertigen Struktur auf dem Substrat nachvollziehen. Anhand von kleinen Aufgaben werden physikalische und chemische Hintergründe erläutert.

Cellufilter (Nano-Science)

Wie kann man mit Hilfe eines allgegenwärtigen Rohstoffs eines der großen Probleme der Zukunft lösen? Mit dieser einfachen Frage lässt sich diese Hands-on-Aktivität zusammenfassen. Im Detail geht es darum, Wasser zu filtern, um es zu Trinkwasser aufzubereiten. Dabei soll ein nachhaltiger, nachwachsender und vielleicht zunächst etwas überraschender Rohstoff eingesetzt werden: Cellulose.

Black Box (Physik)

Die Schülerinnen und Schüler untersuchen mit verschiedenen Methoden (Schütteln & Hören, Draht, Magnet, Röntgenbild), was sich in einer schwarzen Kiste (Black Box) befindet, und vollziehen dabei symbolisch nach, wie in der Physik Erkenntnisse gewonnen werden: Die Forschungsergebnisse müssen nach jeder Phase der Klasse vorgestellt und diskutiert werden, um einen Konsens zu finden.

Optische Faser (Physik)

Die Schüler*innen sehen sich in einem modellhaften Escaperoom gefangen und müssen mithilfe optischer Phänomene aus diesem entkommen. Sie erarbeiten sich in Kleingruppen die wesentlichen Phänomene der Schuloptik (Reflexion und Brechung) und erweitern diese um das Phänomen der Totalreflexion. Mit diesem Wissen können sie eine optische Faser einsetzten, um aus dem Escaperoom zu fliehen. Die Schüler*innen abreiten dabei selbstständig mit den optischen Materialien und einem Laser. Dabei sind sie sich auch Maßnahmen des Laserschutzes bewusst. Das Setting lädt dazu ein über die Arbeit in Optiklaboren, quantenoptische Forschung und dergleichen mehr ins Gespräch zu kommen.  

Quantenmechanischer Münzwurf (Physik)

Die Schüler*innen lernen die grundlegenden Eigenschaften der Quantenmechanik kennen. Dazu gehört der Spin eines Elektrons und seine Abhängigkeit von einem Referenzsystem, der Basis. Ebenso setzten sie sich mit den Besonderheiten quantenmechanischer Messprozesse auseinander. Mit diesem Vorwissen können sie mit Hilfe einer digitalen Simulation selbst quantenmechanische Experimente durchführen und eine Antwort auf die Frage finden, wie man einen fälschungssicheren Münzwurf quantenmechanisch realisieren könnte. Im Rahmen eines Ausblicks wird diese Erkenntnis ferner im Kontext von Datenverschlüsselung produktiv gemacht.  

Fallschirmsprung (Physik)

Mittels einer Videoanalyse vermessen die Schüler*innen ihre selbstgebauten Fallschirme und versuchen zu ermitteln, welche Größen (Gewicht des/der Springer*in, Fallschirmfläche) minimiert oder maximiert werden sollten. Dabei müssen die Schüler*innen ihr Wissen über s-t- und v-t-Diagramme einsetzen und die Videoanalyse-Software verwenden.