MGG-Jahresbericht 2005-06 Naturwissenschaftlicher Teil

Schüleraustausch
Shanghai Shixi High School – Markgrafen-Gymnasium Karlsruhe-Durlach
14. bis 25. April 2006
Naturwissenschaftlicher Teil
Allgemeines
Der Schüleraustausch des Markgrafen-Gymnasiums mit der Shixi High School findet seit
2003 statt. Zunächst wurde der Schwerpunkt des Austausches auf musikalische Ebene unter
Leitung von Frau Schuster gelegt.
Im Rahmen des Austausches 2005 wurde ein weiterer Schwerpunkt „Austausch in
Naturwissenschaften“ geschaffen. Durch die Fächerkombination des betreuenden Lehrers
Herr Gruber wurde sich zunächst auf Mathematik und Physik konzentriert.
Die elf deutschen Teilnehmer im naturwissenschaftlichen Bereich arbeiten in der
Arbeitsgemeinschaft PUMA (Physik und Mathematik Arbeitsgemeinschaft) unter der Leitung
von Herrn Gruber. PUMA beschäftigte sich im Schuljahr 2005/06 mit Menschenströmen aller
Art. Die Schwerpunkte liegen dabei in der Erfassung von Menschenströmen bei
Großveranstaltungen (Wildparkstadion Karlsruhe nach Bundesligaspielen des Karlsruher
Sport Club), Verkehrsproblematiken (Stau aus dem Nichts, Verkehrskreuzungen) und in der
Schule (Pausenbewegungen, Feueralarm). Die Schüler besuchen in der Mehrheit die
Klassen 10 und 13 des Gymnasiums.
Schüleraustausch 2005
Bei dem Besuch der Chinesen in Deutschland 2005 wurden die Schüler von vier
naturwissenschaftlichen Lehrern der Fächer Mathematik, Physik, Biologie und ergänzend
Erdkunde begleitet. Auf diese Weise wurde der Schwerpunkt der Chinesen auf die
Naturwissenschaften verlagert.
Der Besuch selbst beinhaltete Besuche bei den Firmen Daimler-Chrysler in Wörth und
Michelin. Weiterhin wurde ein von den deutschen Betreuern vorbereitetes physikalisches und
chemisches Praktikum mit Bierbrauen durchgeführt. Abschließend wurde eine
Videokonferenz durchgeführt mit dem Zweck eine vorgegebene Aufgabe unter
Wettbewerbsbedingungen zu lösen.
Fazit dieser gemeinsamen Arbeiten war der Wunsch nach Vertiefung des Schwerpunktes
„Austausch in Naturwissenschaften“ beim Besuch der deutschen Schüler in China 2006.
Schüleraustausch 2006
Im Vorfeld der Reise wurde den Chinesen eine Aufstellung über die mögliche
Zusammenarbeit bei naturwissenschaftlichen Projekten in deutscher und englischer Sprache
vorgelegt. Ein direkter Kontakt zwischen deutschen und chinesischen Lehrern besteht nicht.
Das Interesse an der Arbeit im naturwissenschaftlichen Bereich wurde bei den ersten
Gesprächen mit der Schulleitung bekräftigt. Insbesondere wurden bei verschiedenen
Projekten die Möglichkeiten vor Ort diskutiert.
Die Shixi High School stellt im naturwissenschaftlichen Bereich oft Teilnehmer an nationalen
und internationalen Olympiaden, es herrscht daher ein hohes Niveau bei der Bearbeitung
derartiger Fragestellungen.
Im Folgenden wird ein Überblick über die Tätigkeiten beim „Austausch in
Naturwissenschaften“ im Rahmen der Reise der deutschen Schüler nach China 2006
gegeben.

1. Verkehrszählung
Die Vorbereitung in Deutschland wurde mit PUMA abgewickelt. Es wurden Szenarien für
mögliche Verkehrszählung an Kreuzungen wie Kreisel, Zwei-Punkt und Vier-Punkt-
Kreuzungen theoretisch erarbeitet. Dabei wurde insbesondere an Hand von praktischen
Beispielen Änderungsraten und Bestände erarbeitet.
In China erarbeiteten die deutschen Schüler in der ersten Arbeitssitzung die Möglichkeiten
vor Ort. Dabei wurden eine Verkehrskreuzung, eine Metrostation und ein Kaufhaus überprüft
und mögliche Konzepte für Zählungen der Menschenströme entworfen. Abschließend
wurden die Ergebnisse diskutiert und beschlossen, dass eine Verkehrszählung an der
Nanjing-Straße durchgeführt wird. Die konkrete Ausarbeitung und Vorbereitung der Messung
wurde von Schülern über Nacht mit Videomaterial und Verteilung der einzelnen
Messstationen ausgeführt.
Bild 1: Die Kreuzung
Die Vorbereitung am Tag der Zählung selbst gestaltete sich schwieriger als erwartet.
Zunächst wurde in einer Arbeitssitzung die Kreuzung diskutiert, dann die konkrete
Vorstellung der Messung durchgeführt. Hierbei nahmen auch die zur Zählung eingeteilten
chinesischen Schüler teil, so dass die Erklärungen in englischer Sprache geleistet wurden.
Nach einem Uhrenabgleich konnte dann die Messung durchgeführt werden.
Bild 2 und 3 : Volle Konzentration

Die Verkehrkreuzung bestand aus jeweils sieben Spuren in jede Richtung der Hauptstrasse
und ebenfalls sieben Richtungen der Querstrasse jeweils mit Ampelschaltung. Insgesamt
genügten sechzehn Schüler zum Zählen aller Richtungen. Die Fußgängerbrücke über der
Kreuzung bedingte eine für die Schüler gefahrlose Messung. Gemessen wurden dann
zwanzig Minuten bei sehr starkem Verkehr.
Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt in Deutschland, die Ergebnisse werden dann mit der
chinesischen Seite ausgetauscht und diskutiert. Eine Auswertung vor Ort war aus
Zeitgründen nicht möglich.
2. Menschenströme bei Großveranstaltungen
In einer etwa einstündigen Besprechung unter den Lehrern und in Gegenwart einiger sehr
interessierter chinesischer Schüler war die Möglichkeit gegeben das Stadionprojekt
vorzustellen. Dabei wurden die wesentlichen Messungen und Ergebnisse an Hand der
vorliegenden Daten bei einem Heimspiel verwendet. Eine solche Zählung wäre unter
sicherheitstechnischen Aspekten sehr interessant gewesen, bedingt aber eine sehr
sorgfältige gemeinsame Vorbereitung.
3. Diskussion
In einer von chinesischer Seite vorbereiteten Sitzung wurden von deutschen und
chinesischen Schülern energietechnische Fragen diskutiert. Dabei stellten chinesische
Schüler Zahlenmaterial zur Solarenergie, Kernenergie und Brennstoffzelle vor. Die
anschließende Diskussion erbrachte Erkenntnisse über die Aufteilung des
Energieverbrauchs in China auf Haushalte, Verkehr und Industrie.
Im zweiten Teil des Praktikums wurde ein solar getriebener Wagen aus einem Bausatz
gebaut. Die deutschen Schüler erwiesen sich dabei als Mister der Optimierung, sie bauten
einen aus mehreren Solarzellen angetriebenen Rennwagen.
4. Praktikum
Bild 4 und 5: Diskussion und Bau eines Solarzellenautos
Die chinesische Seite hatte ebenfalls ein gemeinsames Praktikum für die Schüler vorgestellt.
Dabei wurden entsprechende physikalische Gerätschaften benutzt und gemeinsam
Experimente durchgeführt. In englischer Sprache wurden dann die Sachverhalte erklärt.
Drei chinesische Schüler betreuten dabei jeweils einen deutschen Schüler.
Die Themen der Versuche waren Wirbelstrombremse, Interferometer, Spektralanalyse,
Impulswagen, elektrische Entladungskugeln, Luftkissenfahrbahn und Influenzmaschine.

5. Wettbewerb
Bild 6 und 7: Gemeinsames Praktikum
In einem Wettbewerb bestand die Aufgabe darin aus vier Blatt Papier einen möglichst langen
Stab zu bauen, der in einer Höhe von einem Meter befestigt wurde. Hier waren chinesische
und deutsche Schüler in verschiedenen Gruppen. Die Schüler konnten dabei sehr vielfältige
Möglichkeiten ausprobieren um zu guten Ergebnissen zu gelangen. Die gemeinsame
Diskussion der Gruppen begann dann bei der Auswertung des Experimentes.
6. Magnetschwebebahn
Bild 8: Brücken-Wettbewerb
Am letzten Tag hatten alle Schüler die Gelegenheit mit der weltbekannten
Magnetschwebebahn zu fahren. Das futuristisch wirkende Fahrzeug erreichte die
Spitzengeschwindigkeit 431 km/h, die kurze Fahrt dauerte acht Minuten. Die Schüler haben
sich im Rahmen des Physikunterrichtes mit der sehr komplizierten Funktionsweise der
Magnetschwebebahn beschäftigt. Ein Austausch mit Chinesen war hier nicht möglich.

7. Hafen
Bild 9 und 10: Der Transrapid – schnellster Zug der Welt
Einige deutsche Schüler hatten einige Daten für den Besuch des Hafens in Deutschland
vorbereitet. Von Anfang an fehlte die Zusage der Chinesen zum Besuch des Hafens. Gründe
dafür waren einerseits die Entfernung vierzig Kilometer zum Hafen, andererseits ist für
Privatleute das Betreten des Hafens untersagt. So blieb es einigen wenigen Schüler
vorbehalten, den Hafen mit den chinesischen Gastfamilien zu besuchen.
Bemerkungen
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schwerpunkt „Austausch in
Naturwissenschaften“ durch die vorgestellten Projekte und deren teilweise doch sehr
erfolgreichen Durchführung als bestätigt bezeichnet werden kann.
Die befürchtete Schwierigkeit der Sprachbarriere hat sich insbesondere in der Diskussion der
Schüler untereinander als gering erwiesen. Das gemeinsame Erarbeiten von Daten oder das
Diskutieren stand im Mittelpunkt der Reise.
Bild 11: PUMA-Arbeitsgemeinschaft in Shanghai

Ausblick
Durch die Erfahrungen der beiden Schüleraustausche auf naturwissenschaftlichem Gebiet
legen die Betreuer auch in Zukunft sehr viel Wert darauf weiterhin gemeinsam
naturwissenschaftliche Projekte durchzuführen.
Verbesserungen hierbei in der Gestaltung konkreter gemeinsamer Projekte müssen nach
einer Kontaktaufnahme mit den chinesischen Lehrern durchgeführt werden. So wird auch
eine Niveausteigerung des fachlichen Teils erreicht.
Themen für weitere Projekte wären beispielsweise der Verkehr, Hoch- und Tiefbau und
Architektur sowie die Bearbeitung ökologischer und ökonomischer Fragestellungen.
OStR Dietmar Gruber
5. Mai 2006