Schule
Vertiefungsphase 2007 – Begabtenförderung durch Enrichtment: HI-TEC – Praktikum beim DLR 2007
Während der Vertiefungsphase 13.3 führte eine Gruppe von 11 Schülerinnen und Schülern in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt eine dreitägige Veranstaltung mit experimentellem Schwerpunkt durch. Dabei ging es um Fragen des theoretischen Hintergrundes und praktischer Probleme der Satellitennavigation, um Zeitmessung mit Atomuhren, Infrarotmesstechnik, Lasertechnologie und virtuelle Mechanik.
Alle Schülerinnen und Schüler des 13. Jahrgangs konnten sich innerhalb einer naturwissenschaftlichen Vertiefungswoche in eines der folgenden Projekte einwählen:
| Projekt | Zusammenarbeit mit |
|---|---|
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Bischöfliche Akademie Aachen |
Dabei entschieden sich 11 Schüler für das Projekt Einstein und die Satellitennavigation. Der Veranstaltung beim DLR in Oberpfaffenhofen in der Nähe von München ging eine Vorbereitung der Gruppe am Hansenberg voraus, in der die wichtigsten Grundlagen der Relativitätstheorie in Vorträgen, Referaten und Simulationen sowie eine Einführung in die Funktionsweise von GPS vermittelt wurde. Dabei zeigte sich einmal mehr die Fähigkeit unserer Schüler, sich teilweise wenigen physikalischen Kenntnissen (nur 3 Schüler aus dem LK Physik) schnell in neue und anspruchsvolle Materie einzuarbeiten, zumal dies teilweise im Bereich des eigenverantwortlichen Lernens angesiedelt war.
DLR – Geschwindigkeitsmessung mit Laser
Der erste Tag in München war dem Besuch des Deutschen Museums gewidmet war, bei dem nach einem ausschnittartigem Rundgang durch verschiedene Abteilungen des Museums drei Kleingruppen einzelne Experimente der gesamten Gruppe vorstellen mussten.
Ausklang des Tages bildete ein informelles Treffen mit den in München studierenden Ex-Hansenbergern des ersten Abiturjahrgangs, in dem erste Studienerfahrungen und Tipps vermittelt wurden.
Der zweite Tag galt dann dem Experimentieren innerhalb es School-Labs des DLR. Eine Gruppe setzte sich mit dem Thema Virtuelle Mechanik auseinander, bei dem am Computer die physikalischen Eigenschaften eines Güterwaggons abgebildet wurden und graphisch aufbereitet das Fahrverhalten auch in Grenzsituationen simuliert und studiert werden konnte. Dazu diente eine eigens vom Institut für Robotik und Mechatronik am DLR entwickelte Software. Eine zweite Gruppe behandelte die Grundlagen der Satellitennavigation, insbesondere den Aufbau und die Funktionsweise einer Atomuhr, ohne die Satellitennavigation nicht möglich ist.
Nach einer Mittagspause kam am Nachmittag eine Einführung in die Lasertechnologie hinzu. Schon am ersten Tag kam Begeisterung und Dankbarkeit auf für die seltene Gelegenheit, mit technisch anspruchsvoller HiTec Versuche durchführen zu können, die völlig außerhalb der Möglichkeiten der Schule sind. Nach vier Stunden des Experimentierens und des Aufnehmens neuer Gedanken vermochten die Schüler aufgrund der geschickten Abstimmung der verschiedenen Experimente neue Querverbindungen zu ziehen und entwickelten ein spannendes Gesamtbild über die Komplexität der an Satellitennavigation beteiligten Technologien.
13er Projektgruppe mit Ehemaligen
Auch zu einer so intensiven Auseinandersetzung innerhalb einer mehrstündigen Beschäftigung gibt es in der Schule kaum Gelegenheit. So waren die Schüler aber auch für ein Pause dankbar, in der Dr. Hausamann, der Leiter des DLR-School_Labs die Schüler über das Gelände des DLR führte, die einzelnen Institute in ihrem Kontext vorstellte, das robotergesteuerte Datenarchiv mit der Speicherung der von Satelliten eingehenden Daten vorstellte sowie die Baustelle des zukünftigen GALILEO-Kontrollzentrums. Eines der Hauptthemen des Projekts war nämlich das im Aufbau befindliche neue Satellitennavigationssystem für Europa, das „GALILEO Projekt“. Schließlich folgten die Schüler noch einem Vortrag von Dr Hausamann über den Einfluss der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie auf die Satellitennavigation.
Der dritte Tag: Der Bericht der Schüler beginnt mit: „Am Donnerstag schließlich war der heftigste Tag des Projekts: Er begann mit einigen Kurz-Referaten zu einzelnen Themen der Satellitennavigation, diese waren aber nur die Vorbereitung auf insgesamt ca. 4 Stunden Vortrag von Dr. Johann Furthner, einem der Experten auf diesem Gebiet schlechthin. Wir erfuhren eine Menge über die verschiedenen Systeme GPS, GLONASS, GALILEO sowie ihre (teilweise rein erdbasierten) Vorgänger. … erläuterte J. Furthner bis in die technischen Details hinein, warum und wie GALILEO besser werden soll, denn vor allem die teils kostenpflichtige, zivile Nutzung ist das Ziel des europäischen Projekts.“
Dieser Tag verlangte sehr viel und zeigte selbst unseren begabten Schülern auch die Grenzen ihres Verständnisses und ihrer Leistungsfähigkeit auf, denn insbesondere der Vortrag von Dr. Furthner entsprach absolut universitären Ansprüchen und wahr insgesamt fachlich sehr dicht, minderte aber nicht das Interesse der Schüler und forderte sie zu vielen interessierten Fragen an den Referenten heraus. Wann schon begegnet man einem Spezialisten, der sich so engagiert, offen und ausführlich den Fragen widmete. Dieser Tag vermittelte so den Schülern eine universitäre seminarähnliche Forscheratmosphäre und klang im Zeitlabor von Dr. Furthner aus, in dem die Schüler eine Atomuhr in Betrieb und die noch viel größer wirkende Periphertechnik zur Fehlerkorrektur der Uhr und die Synchornisation mit anderen Atomuhren sehen konnten.
Der vierte und letzte Tag schließlich diente der Auf- und Nachbereitung und begann mit zwei kleinen Experimenten zu den Themen Lasertechnik und Infrarot- bzw. Wärmekameras. Danach nahm sich der Dr. Furthner noch mal eine Stunde seiner knappen Zeit für die Gruppe, um noch einige Fragen zu beantworten, die sich nicht nur um seinen Vortrag, sondern auch um seinen Beruf, unsere Studienabsichten oder das DLR generell drehten. Zum Abschluss fassten die Schüler die physikalisch-technischen Ergebnisse ihrer drei intensiven Tage beim DLR auf Plakaten für die Schüler des Hansenbergs aufbereitet zusammen.
Führung von Dr Hausamann durch das DLR
Dr. Hausamann und einige Studenten, die die Schülergruppe betreut hatten, machten sich am späten Nachmittag auf „zum bekannten Kloster Andechs um das allseits bekannte Bier zu testen und in entspannter Atmosphäre Fragen zu Studium und Studentenleben zu stellen. Am Samstagmorgen schließlich ging es nach einer Woche voller Formeln, Relativität, Technik, netter Wissenschaftler und natürlich dem ein oder anderen bayerischen Weißbier mit dem Zug zurück zum Hansenberg.“ (aus dem Schülerbericht)
Als Fazit lässt sich ein in jeder Hinsicht gelungene intensive physikalisch-technische Woche ziehen, für die die Schüler sehr dankbar sind, die tiefere Einblicke in das forscherische Arbeiten vermittelt hat und die die Schüler in einer Weise bereichert hat, wie es im normalen Unterricht nicht möglich gewesen wäre. Zwei der Schüler der Gruppe wollen in die Richtung Luft- und Raumfahrtechnik studieren und Ziel seitens unserer Schule ist es, die Zusammenarbeit mit dem DLR zu einem regelmäßigen Kontakt auszubauen und zu vertiefen.
Th. Heins
