TUM@School. School@TUM - TUM School of Education

TUM@School. School@TUM
MINT-Lehrerbildung gefördert durch die Deutsche Telekom Stiftung

Grußwort des Präsidenten
Die Lehrerbildung in den MINT-Fächern stellt eine zentrale gesellschaftspolitische Verantwortung
dar, der sich die Technische Universität München mit einem innovativen Konzept
zur Integration von Lehrerbildung, Schulpraxis und Bildungsforschung stellt. Unterstützt
werden wir dabei von der Deutschen Telekom Stiftung, die für die kommenden drei Jahre
rund 1,5 Millionen Euro zum Auf- und Ausbau von Schülerforschungszentren, des ersten
deutschen gymnasialen Oberstufenmodells „TUM Kolleg am Otto-von-Taube-Gymnasium“
und der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in Fachdidaktik und Bildungsforschung
zur Verfügung stellt.
Als namhafte Technische Universität wollen wir Schülerinnen und Schüler im Rahmen unserer
Schulnetzwerke schon früh für die MINT-Fächer begeistern und Lehramtskandidaten für
Gymnasium und Berufliche Schulen in der im Herbst 2009 gegründeten Fakultät School of
Education eine professionelle Heimat geben. Über ein dichtes Kooperationsnetz mit Schulen,
das wir über mehr als ein Jahrzehnt konsequent aufgebaut haben, werden die Studierenden
bereits nach dem ersten Semester an die Schulpraxis herangeführt und während
ihres weiteren Studiums von praxiserfahrenen Mentoren aus Schule und Wissenschaft sowie
studentischen Tutoren begleitet und beraten.
Das Schulnetzwerk mit 32 Referenzgymnasien und 16 Referenzschulen im beruflichen Bereich
sowie den Schulclustern ist ein Garant für die enge Verzahnung der Bildungsforschung
mit der konkreten Entwicklung und Erprobung neuer Unterrichtskonzepte an Schulen. Wichtige
Bausteine im Schulnetzwerk sind die in die Lehrerbildung eingebundenen Schülerlabore
wie das TUMLab im Deutschen Museum, die TUMScienceLabs an den TUM-
Hochschulstandorten und die Schülerforschungszentren. Die Entwicklungsarbeit u.a. für
diese Einrichtungen werden wir in Zukunft in der „TUM Hall of Science and Technology“
zentral in Kooperation mit allen Fakultäten vorantreiben.
Wir sind zuversichtlich, dass wir als eine der führenden Technischen Universitäten durch die
Neuordnung und Stärkung der Lehrerbildung innerhalb der Hochschule eine nachhaltige
Verstetigung der Lehrerbildung sichern können und damit unserer gesellschaftspolitischen
Verpflichtung gerecht werden. Es mag als hochschulpolitisches Signal gewertet werden,
dass ausgerechnet eine Technische Universität die MINT-Lehrerbildung in ihre Mitte nimmt.
2
Wolfgang A. Herrmann
Präsident

Grußwort Deutsche Telekom Stiftung
Unsere Welt ist zunehmend von Wissenschaft und Technik geprägt. Für die Teilnahme und
Teilhabe an dieser Welt ist daher mehr und mehr ein grundsätzliches wissenschaftliches
Verständnis erforderlich. Die Basis für dieses Verständnis sollte früh gelegt, also bereits
Kindern und Jugendlichen mitgegeben werden. Nur wenn sich Kinder und Jugendliche auf
ihrem Bildungsweg mit den MINT-Fächern Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften
und Technik positiv auseinandersetzen, werden sie die Herausforderungen unserer Zeit bewältigen.
Eine Schlüsselrolle haben dabei diejenigen inne, die den jungen Menschen diese
Themen nahe bringen: die Lehrerinnen und Lehrer.
Gerade in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern legen die Lehrkräfte Grundlagen
dafür, dass MINT-Kompetenzen erworben und entwickelt werden, dass die Motivation
an den MINT-Fächern erhalten bleibt und dafür, dass sich Schülerinnen und Schüler als in
den MINT-Fächern kompetente Personen wahrnehmen. Gut ausgebildete Lehrkräfte können
begeistern und das häufig sogar über die Schullaufbahn hinaus, prägen so manchmal sogar
die Berufswahl.
Verantwortung für die Lehrerbildung im Allgemeinen und die MINT-Lehrerbildung im Besonderen
haben die Hochschulen. Leider haben sie diese Verantwortung bislang häufig nur unzureichend
wahrgenommen und die Lehrerbildung vernachlässigt. Mit ihrem Wettbewerb für
die Hochschulen, die in Deutschland MINT-Lehrkräfte ausbilden, hat die Deutsche Telekom
Stiftung gezeigt, dass es auch anders geht: Die Technische Universität München gehört zu
den vier Hochschulen, die innovative Ansätze für die MINT-Lehrerausbildung besonders
vorbildlich konzipieren und umsetzen. Dabei spielt die Gründung der TUM School of Education
natürlich eine entscheidende Rolle.
Mit der Gründung der TUM School of Education setzt sich die Universität in beispielgebender
Weise für die Förderung künftiger Lehrerinnen und Lehrer ein. Um sie bei ihrem Engagement
für eine hervorragende Lehrerbildung wirkungsvoll zu unterstützen, fördern wir das
Konzept „TUM@School. School@TUM“ in den kommenden drei Jahren mit 1,5 Millionen
Euro. Mit diesen Mitteln will die TUM vor allem an der Schnittstelle Hochschule / Schule
arbeiten. In praktisch allen geplanten Maßnahmen wirken Lehrkräfte von Schulen und TUM
mit ihren einander ergänzenden Erfahrungen zusammen, so etwa bei der Entwicklung und
Erprobung übergreifender Lehrpläne für den ganzheitlichen naturwissenschaftlichen Unterricht.
Beispielhaft steht das TUMKolleg, ein Modell für die gymnasiale Oberstufe, das bundesweit
einmalig eine personelle Verschränkung des Lehrpersonals von Universität und
Schule herstellt.
3

Insgesamt verfolgt die TU München mit ihren Plänen ehrgeizige Ziele, bei deren erfolgreicher
Umsetzung wir gern dabei sind. Wir wünschen allen, die hier in München an der Verbesserung
der MINT-Lehrerbildung mitarbeiten, gutes Gelingen und freuen uns auf drei
spannende Jahre.
Dr. Ekkehard Winter
Geschäftsführer Deutsche Telekom Stiftung
4

Einführung
Mit dem Antrag der Technischen Universität München
TUM@School. School@TUM
sollen Schnittstellen zwischen Schule und Universität für die Lehrerbildung befruchtet werden.
Den Kernbereich bilden außerschulische Lernorte (TUMLab im Deutschen Museum,
TUMScienceLabs, TUM-Schülerforschungszentren), ein Student Assessment & Admission
Center zur Gewinnung der bestgeeigneten und bestmotivierten Lehramtsstudierenden in
Zusammenarbeit mit den Schulen, der Aufbau eines lehramtsspezifischen Qualitätsmanagements
und Alumnisystems sowie die TUM Hall of Science and Technology als Forschungsraum
zur Übersetzung komplexer fachwissenschaftlicher Erkenntnisse in den
Schulbetrieb („didaktische Rekonstruktion“). Als Maßnahme zur systematischen Verknüpfung
der Lehramtsausbildung mit der Schulpraxis wird ein gymnasiales Oberstufenmodell,
das TUMKolleg, erprobt: Es wird bundesweit erstmalig die personelle Verschränkung
zwischen Lehrkräften einer Universität und eines Gymnasiums herstellen.
In tieferer Absicht sollen diese Maßnahmen institutionell und personenbezogen die Lücken
schließen, die traditionell zwischen Schule und Universität bestehen. Hierin sieht die TUM
nicht einen isolierten, sondern einen entwicklungsstrategischen Ansatz, in dessen Rahmen
die genannten Maßnahmen mit Unterstützung durch die Telekom Stiftung ergriffen und umgesetzt
werden sollen. Gleichzeitig sollen sie die staatlichen Lehrplanvorgaben für die MINT-
Fächer im Sinne einer lebensnahen Gestaltung (Natur, Technik) positiv beeinflussen. Die
TUM wird sich im Schulterschluss mit ausgewählten, leistungsfähigen Schulen („TUM-
Referenzschulen“), Schulen der TUM-Schulcluster und außerschulischen Bildungsstätten,
z.B. Deutsches Museum, an der frühzeitigen Talentfindung für den naturwissenschaftlichtechnischen
Nachwuchs und insbesondere den Lehrernachwuchs engagieren.
Durch begleitende Forschung werden die Wirkungen der Maßnahmen erfasst, bewertet und
den Fakultäten, anderen Hochschulen sowie der Deutschen Telekom Stiftung bekannt gemacht.
5
Wilfried Huber
Beauftragter des Präsidenten für
Schulnetzwerke

TUM-Referenzschulen und Schulen der TUM-Schulcluster
Ohne ein gut funktionierendes Netzwerk sind die ambitionierten Forschungs- und Entwicklungsprojekte
der TUM nicht möglich.
Referenzschulen
Das Prädikat „Referenzschule“ bezeichnet Schulen, die in ihrer Unterrichtsarbeit und Schulentwicklung
eine vorbildliche Reputation aufweisen. Diese Schulen geben der TUM wichtige
Impulse für ihre Ausbildung und Forschung. Sie sind gefragte Partner bei der Erprobung und
Umsetzung von Innovationen. Nicht zuletzt repräsentieren sie die bevorzugten Schulen für
das TUMPaedagogicum, also für die Praktika der TUM-Studierenden, die dort außerdem
durch ein Mentorenprogramm unterstützt werden. Die Zusammenarbeit mit diesen ausgewählten
Gymnasien und Beruflichen Schulen ist vertraglich abgesichert.
TUM-Schulcluster
Als Fortentwicklung der Idee der Referenzschulen sind die TUM-Schulcluster zu verstehen.
Benachbarte Gymnasien sowie örtliche Wirtschaftsunternehmen schließen sich zu Regionalgruppen
zusammen und bilden ein Schulcluster, das gemeinsam z.B. Projekte durchführt
oder Unterrichtsentwicklung betreibt. Zentraler Ansprechpartner für die TUM ist die Referenzschule
des Clusters. Bereits gegründet sind die Schulcluster Berchtesgadener Land
(2007), das Schulcluster AÖTS der Landkreise Altötting und Traunstein (Februar 2009), das
Schulcluster Benediktbeuern mit Schulen der Landkreise Weilheim, Bad Tölz-
Wolfratshausen und Garmisch-Partenkirchen und das Schulcluster Bayerischer Wald mit
Cham, Regen und Freyung-Grafenau (März 2010).
6

Beispiel Schulcluster Berchtesgadener Land
Im TUM-Schulcluster vereinbaren
Schulen untereinander und mit der
TUM vertraglich eine Kooperation zur
Durchführung von Schulprojekten,
Verbesserung der Lehrerbildung und
zur Schulentwicklung. Für die TUM ist
das Referenzgymnasium des Clusters
der ständige Ansprechpartner. Der
Kreis der Schulen mit engem TUM-
Kontakt erweitert sich so erheblich,
ohne dass der organisatorische Aufwand an der Universität in gleicher Weise erhöht wird.
Das erste TUM-Schulcluster im Berchtesgadener Land wurde am 16.11.2007 von den vier
Gymnasien des Berchtesgadener Landes und der TUM gegründet. Im Oktober 2008 wurde
das Schulcluster bereits um Grundschulen, Hauptschulen, Realschulen und die Berufsschule
des Landkreises erweitert. Hier eröffnen sich interessante Möglichkeiten in der Lehrerausbildung
und in der Forschung. Schulartübergreifende Projekte sind leichter zu realisieren,
z.B. Lehrerfortbildungen gemeinsam für Realschule und Gymnasium. Außerdem werden
Gymnasiasten im Rahmen eines P-Seminars Experimente für Grundschüler entwickeln.
Tradition hat bereits unsere Pfingstakademie hoch über Berchtesgaden
(CJD Christophorus Schulen) zum Thema Differentialgleichungen.
Die Bilder zeigen Teilnehmer der Pfingstakademie beim
Besuch des Lehrstuhls für Raumfahrttechnik von Prof. Ulrich Walter
(rechts) und mit Prof. Kleber (theoretische Physik) im Hochseilgarten Schönau am Königssee.
Ein weiteres „Highlight“ ist die jährliche Vortragsreihe „Wissenschaftsherbst Berchtesgadener
Land“, und natürlich ist das Schulcluster aktiv an der Planung des Schülerforschungszentrums
Berchtesgaden beteiligt.
C1
7
TUM-Schulcluster Berchtesgadener Land
TUM: Andreas Kratzer
Lehrkräfte: Heike Gierisch
Schüler: Florian Gierisch
www.schulcluster.de

„MINTbegeistert“
Gestaltung einer Ausstellung zum Anfassen und Mitmachen
8
Thema eines P-Seminars 2009/2011 ist „Mathematik, die begeistert
– Gestaltung einer Ausstellung zum Anfassen und Mitmachen“.
Ausgehend von der Überlegung „Ich brauche Mathematik,
weil …“ wird in diesem Seminar ein Konzept zur Gestaltung,
Durchführung und Betreuung einer anschaulichen Mathematikausstellung
entworfen und umgesetzt.
Darauf aufbauend soll das Konzept im Rahmen eines P-Seminars
2010/2012 um naturwissenschaftlich-technische Bereiche erweitert
werden: MINTbegeistert für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften
und Technik.
Vorbilder sind beispielsweise „Mathematikum“ in Gießen, welches
mittlerweile auch mehrere Wanderausstellungen betreibt, die Ausstellung „ix-Quadrat“
der TU München in Garching, die im November 2009 eröffnete „Experimenta“ in Heilbronn
oder das im Frühjahr 2009 eröffnete Science Center im Haus der Natur Salzburg. Die Besucher
der Ausstellung sollen erfahren, dass Anfassen und Mitmachen wesentlicher Bestandteil
von MINT ist und begeistern kann.
Es entstehen vielfältige Außenbezüge, vor allem zu bereits bestehenden Ausstellungen mit
den hieran beteiligten Universitäten und zu Handwerks- und Feinmechanikbetrieben der
Region, welche beim praktischen Bau der Ausstellungsobjekte theoretische und praktische
Hilfe bieten. Durch Letztere sollen handwerkliche Fähigkeiten und Denkweisen gefördert
werden.
Es ist angedacht, die Ausstellung im Schülerforschungszentrum Berchtesgaden zu präsentieren.
C2
TUM-Schulcluster Berchtesgadener Land
Gymnasium Berchtesgaden
Lehrkräfte: Martin Hofreiter, Karl-Heinz Repscher
Schüler: Andreas Huber, Tobias Leubner,
Theresa Reiner, Lukas Graßl, Dominik Meyer, Florian
Kellner

DNA-Isolierung aus Mundschleimhautzellen
Die Studierenden haben im Rahmen
ihres Schulpraktikums, dem
TUMPaedagogicum, drei Wochen am
Gymnasium Penzberg verbracht. Neben
den Hospitationen, den Unterrichtsversuchen
und dem intensiven
Kennenlernen des Berufsfeldes, konnten
sie auch Erfahrungen mit sogenannten
außerunterrichtlichen Aktivitäten
gewinnen. Sie organisierten eigenverantwortlich
ein Genetik-Praktikum,
bei dem Schüler des Gymnasiums Penzberg unter Anleitung der Studierenden einen Aktionsstand
bei dem Lernfest 2008 in Benediktbeuern betreuten.
C3
9
TUM-Schulcluster Benediktbeuern
Gymnasium Penzberg (Referenzschule)
TUM Studenten: Christina Beck, Ina Beyer
Lehrkräfte: Michael Schefcsik
Schüler: Annika Tegeler, Kathi Doll, Julia Roppelt,
Anja Schrader, Veronika Biersack, Maximilian Eberl
Unter Verwendung eines standardisierten
Versuchskits (Firma BIO Rad)
kann die eigene DNA aus Mundschleimhautzellen
isoliert und sichtbar
gemacht werden. Der besondere
Reiz dieser Aktivität liegt unter anderem
darin, dass die DNA in eine kleine
Glasampulle überführt wird, die
dann als Anhänger an einer Halskette
getragen werden kann.

Das OWL-Team: Organisieren - Wünschen - Lernen
Organisieren: Das OWL-Team bemüht sich zusammen mit der Koordinatorin um einen eigenen
Pool an möglichen Referenten, der sich unter anderem auch durch die Kontakte zu
den Partnern der Schule wie z.B. der TU München speist.
Zur Auswahl stehen vor allem bekannte Persönlichkeiten
aus Wissenschaft und Technik (z.B.
der Astronaut Ernst Messerschmid, siehe Foto),
sowie in der Öffentlichkeit stehende Personen
mit gesellschaftlicher Relevanz (z.B. der ehemalige
Nationaltorhüter Oliver Kahn). Die Schüler
engagieren sich, auch Wünsche der Fachschaft
umzusetzen und gewünschte Vortragende zu
gewinnen. Die Durchführung der Vortragsveranstaltung
mit Einführung, Betreuung vor Ort,
Pressemitteilung, Rednerpräsent (Blumen, Flasche
Wein) übernimmt das OWL-Team, unter besonderer Berücksichtigung der jeweiligen
Interessen der Schülerinnen und Schüler, um die wertvollen persönlichen Kontakte zu den
Fachleuten zu intensivieren.
Wünschen: Ein weiteres Hauptanliegen des OWL-Teams ist es, unter Anleitung der betreuenden
Lehrkraft eigene Vorhaben zu realisieren. Hierbei lernen die Schüler persönlichkeitsfördernde
Pläne eigenverantwortlich zu entwickeln, Ziele festzulegen und diese schrittweise
durch systematische Planung umzusetzen, z.B. durch Exkursionen an die TU in Garching,
bei der die erfolgreiche Zusammenarbeit einer Schülerin mit dem TUMLab sowie die Vermittlung
einer Facharbeit initiiert wurden.
Lernen: Um die Persönlichkeitsentwicklung des OWL-Teams optimal zu fördern, sieht der
Scienceclub des Gymnasiums Penzberg über die regelmäßige Unterstützung durch die
Lehrkraft hinaus auch professionelle Workshops vor, die insbesondere den Mitgliedern des
OWL-Teams sowie ausgewählten Schülerinnen und Schülern vorbehalten sind. Hierbei werden
Fachleute innerhalb und außerhalb des Kollegiums engagiert, die den Schülern vertiefendes
Wissen über z.B. Kommunikation, Körpersprache, Moderations- und Präsentationstechniken
vermitteln, das die Schülerinnen und Schüler ihrerseits bei der Vorstellung der
Referenten während der Vorträge gleich praktisch anwenden können.
C4
10
TUM-Schulcluster Benediktbeuern
Gymnasium Penzberg (Referenzschule)
Lehrkräfte: Cornelia Ulubay, Michael Schefcsik
Schüler: Saskia Fähnrich, Tatjana Trifunovic,
Pauline Kohlbeck und Carola Meindl

Verknüpfung der Lehramtsausbildung mit der Schulpraxis
Im ständigen aktiven Dialog von Universität und Schule sehen wir den Schlüssel sowohl zu
einer zeitgemäßen Lehrerbildung als auch zur Motivation junger Menschen für die MINT-
Fächer im Allgemeinen und für ein Lehramtsstudium im Speziellen. In praktisch allen Maßnahmen
wirken Lehrkräfte von Schule und Universität aus den einander ergänzenden Erfahrungsbereichen
zusammen. Die Maßnahmen betreffen die
• Erarbeitung exemplarischer, an den Schnittstellen übergreifender Curricula der MINT-
Fächer in Schule und Universität (ganzheitlicher naturwissenschaftlicher Unterricht von der
Naturbeobachtung zur Technikanwendung und vice versa). Hierbei sollen Gelegenheiten im
Studium geschaffen und genutzt werden, bei denen die Studierenden (z.B. über Arbeitsaufträge,
Projekte, Betreuungstätigkeiten, Tutoring etc.) zu bestimmten Zeitpunkten in die Entwicklung
von Curriculumbausteinen, Unterrichtseinheiten und Versuchsanordnungen einbezogen
werden. Die Realisierung des Modells erfolgt in ausgewählten TUM-Schulen (Referenzschulen)
und in der mathematisch-naturwissenschaftlichen TUM-Lehrerbildung (dazu
als eigene Institution für Entwicklungsarbeit: TUM Hall of Science and Technology);
• Stärkung der studienbegleitenden Schulpraxis der TUM-Lehramtstudierenden
(Mentorsystem TUM²) unter Beteiligung der Schulpädagogik und Didaktik mit strukturierten,
elaborierten Arbeitsaufträgen und Rückmeldungsformaten;
• Aufbau des „TUMKolleg Otto von Taube“ als ersten gymnasialen Oberstufenzug an einer
Universität (am Otto-von-Taube-Gymnasium in Gauting).
11

TUMKolleg Otto von Taube
Das TUMKolleg Otto von Taube ist ein Kooperationsprojekt zwischen der TUM und dem
Otto-von-Taube-Gymnasium (OvTG) Gauting und will Gymnasium und Universität eng verzahnen.
Seit Beginn des Schuljahres 2009/2010 erhalten 14 Schülerinnen und Schüler in
einem eigenständig geführten Oberstufenzug eine spezielle Förderung unter Beteiligung von
TUM-Wissenschaftlern im Bereich der MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften
und Technik) und in englischer Sprache.
Ein ganzer Tag pro Woche ist für die Arbeit an der TUM reserviert. In dieser Zeit können die
Schülerinnen und Schüler naturwissenschaftliche Praktika in den Schüler- und Wissenschaftslaboratorien
besuchen, fachspezifische Angebote in verschiedenen Fakultäten wahrnehmen
und unter wissenschaftlicher Betreuung individuelle Forschungsprojekte durchführen.
Die inhaltliche Ausrichtung und methodische Gestaltung der Projekte werden in Zusammenarbeit
mit Wissenschaftlern
der TUM und
Lehrkräften des OvTG geplant
und durchgeführt. Studierende
höherer Semester
begleiten als Mentoren die
Kollegiatinnen und Kollegiaten.
In der übrigen Zeit findet
der Unterricht der Schülerinnen
und Schüler am OvTG
statt, wobei offene Unterrichtsformen,
themen- und
projektorientiertes Lernen,
fächerübergreifender Unterricht
bevorzugt zum Einsatz kommen und auf die Vertiefung der englischen Sprachkenntnisse
besonderer Wert gelegt wird.
Die TUM erhofft sich dadurch eine Signalwirkung für die naturwissenschaftlich-technischen
und mathematischen Studienfächer und die Möglichkeit, exzellenten Nachwuchs zu generieren.
Aus Sicht der TUM School of Education, der neu gegründeten Fakultät für Lehrerbildung,
wird das TUMKolleg im Sinne einer Modellschule wahrgenommen, an der die Lehramtsstudierenden
hospitieren oder erste Unterrichtsversuche durchführen können. Gleichzeitig
bietet das TUMKolleg ein Praxisfeld für Forschungsprojekte der unterschiedlichen
bildungswissenschaftlichen und fachdidaktischen Lehrstühle.
K1
12
TUMKolleg Otto von Taube
TUM: Jutta Möhringer
Lehrkräfte: Sylke Wischnevsky, Markus Stöckle
Schüler: Julius Appelhagen, Timona Ghosh,
Tobias Harrer, Christine Heuer, Eva-Maria Heuer,
Julia Hummel, Rebecca Janssen, Jonathan Ott,
Alina Pollak, Severin Reiz, Philip Salter,
Lena Trautmann, Max Walther, Felix Wolff

Alumni-Club
So wie sich die TUM in die Berufsmärkte ihrer Absolventen vorwärtsintegriert und ständig
ihr Arbeitsportfolio (Forschung, Ausbildungsprofile und -inhalte) auf den Bedarf überprüft, so
eignen sich die ehemaligen TUM-Lehramtsabsolventen zum Aufbau eines resonanzfähigen
Alumnisystems. Gleichzeitig lässt die emotionale Rückbindung der Alumni in das Universitätsleben
die Verstetigung des bestehenden Schulnetzwerks und erhebliche Multiplikatoreffekte
erwarten (z.B. gezielte Studienempfehlungen für MINT-Fächer an der TUM).
Der erste Schritt besteht in der kompletten Erfassung aller Lehramtsalumni seit 1967, wobei
auch mittlerweile pensionierte Alumni als Multiplikatoren, Betreuungsdozenten und Mitglieder
bei der Studentenauswahl von Interesse sind. Die besonderen Verbindungen der TUM
zu den einschlägigen Lehrerverbänden (Bayerischer Philologenverband bzw. Verband der
Lehrer an Beruflichen Schulen) sind hierbei hilfreich.
Für die Mitglieder des Alumni-Clubs werden spezifische Informations- und Fortbildungsveranstaltungen
durchgeführt, um vom Mehrwert der Mitgliedschaft zu überzeugen.
Vermehrt sollen dann engagierte Alumni zur Mitwirkung bei der Studentenauswahl sowie zur
kritischen Sichtung und Neugestaltung der Schul- und Lehramtscurricula herangezogen
werden.
Mit diesen Akzenten kann die institutionelle wie auch personenbezogene Wechselwirkung
zwischen Schule und Universität auf der bereits bestehenden Vertrauensbasis ausgebaut,
verstärkt und verstetigt werden.
13

Ziele und Aktivitäten des Alumni-Clubs
Der Alumni-Club für Lehrerinnen und Lehrer eröffnet bzw. erleichtert Neuerungen in der Lehrerbildung
ganz wesentlich. Zunächst ist an die Einbindung der zweiten und dritten Phase
der Lehrerbildung gedacht. Angehende Referendare sollen mit Master-Studentinnen und
-Studenten Tandems bilden und so den Übergang von der Universität zum Referendariat
erleichtern, aber auch Referendaren den Rückgriff auf die fachliche Ausbildung erleichtern.
Spezielle Zielsetzungen wie diese erfordern eine eigene Organisation des Alumni-Clubs der
Lehrkräfte. Diese kann aber auf die ausgesprochen erfolgreiche Arbeit des allgemeinen
Alumni-Clubs der TUM zurückgreifen.
C1
14
TUM Alumni-Club
TUM: Gerlinde Friedsam

Außerschulische Lernorte
Vom Grundschullabor zum Schülerforschungszentrum
Neben den an den TUM-Standorten (TUMScienceLabs) und im Deutschen Museum
(TUMLab) bereits eingerichteten Schülerlaboren werden in den TUM-Schulclustern
TUMClusterLabs und dazu (zunächst in ländlichen Regionen) TUM-Schülerforschungszentren
aufgebaut.
Die außerschulischen Lernorte der TUM folgen einem Gesamtkonzept, das beispielgebend
für unser Ziel eines schülerzentrierten Unterrichts steht. Die TUM wird die Begeisterung für
Naturwissenschaft und Technik in der Grundschule aufgreifen und in den Schullaboren weiterführen.
Besonders Interessierte werden in den Schülerforschungszentren die Möglichkeit
zu „echter Forschung“ bekommen. Enger Bezug besteht zur TUM Hall of Science and
Technology, mit der auch ein entsprechendes Fortbildungsangebot entwickelt wird.
15

Der Weg zur Forschung
16
Der Weg zur Forschung (TUM Angebote)
Großraum München Bayern Zielgruppe Entwicklung
Kindergarten/Grundschul-Labors
an den TUMClusterLabs und an den
Schülerforschungszentren TUM
TUMLab
im Deutschen Museum
TUMScienceLabs
TUMClusterLabs
Schülerforschungszentren TUM
Kindergarten/Grundschule
Sekundarstufe I
Sekundarstufe II
„Schulartübergeifend“
TUM Hall of
Science and
Technology
Ziel ist es, Schülerinnen und Schülern in allen MINT-Fächern den Zugang zur Forschung
aufzuzeigen. Dazu ist ein auf die Jahrgangsstufen abgestimmtes Angebot notwendig. Unsere
besondere Aufmerksamkeit gilt dabei auch einem flächendeckenden Angebot. Bundesweit
ist eine Konzentration außerschulischer Lernorte an Ballungszentren festzustellen. Unsere
Konzepte wollen diese Situation ändern und das Angebot auch in die Region tragen.
Eine enge Kooperation mit Fachdidaktiken, „Agentur für Mädchen in Wissenschaft und
Technik“ sowie der Bildungsforschung ist Voraussetzung für den Erfolg obiger Einrichtungen.
Das Projekt TheoPrax wird in Zukunft ab Sekundarstufe I sowohl bei der Einbeziehung
von Projektmanagement-Methoden als auch mit dem Ziel des „Ernst-Charakters“ eine wichtige
Rolle spielen. Zum Einsatz kommen vermehrt auch die Materialien der
fabricationCommunity (fabCom – www.applied-knowing.org).
Die TUM-Schülerkonferenz dient der Veröffentlichung interessanter Ergebnisse.
E1
TUM School of Education
TUM Hall of Science and Technology
TUM: Andreas Kratzer

Robotik-Lernkonzept für die Grundschule
Zur Stärkung von Naturwissenschaft und Technik in der Grundschule beginnen wir mit Elementen
der sogenannten „Lego Academy“. Das Projekt in der Volksschule Bischofswiesen
bereitet das Grundschullabor im Schülerforschungszentrum Berchtesgaden sowie entsprechende
Angebote im Kinderreich des Deutschen Museums und in den TUMClusterLabs vor.
17
Die Kinder arbeiten mit dem
innovativen Lernsystem LEGO
Education WeDo, einem neuen
Robotiksystem für die Grundschule.
Mit dem technisch-naturwissenschaftlichen
Unterrichtsmaterial
können sie handlungsorientiert
umgehen. In Lerngruppen bearbeiten
sie herausfordernde Aufgaben.
Mit den bereitgestellten
Materialien und Werkzeugen
können sie eigene Lösungen
finden.
So lernen die Kinder mit Hilfe von Motoren, Sensoren und einer einfachen und intuitiven
graphischen Programmiersoftware, ansprechende LEGO Modelle über den Computer zu
steuern. Die Themen „Wilde Tiere“, „Die faszinierende Welt der Mechanik“, „Fußball“ und
„Abenteuergeschichten“ entsprechen dem Erfahrungsbereich der Schüler.
Aus den aktuellen Lehrplänen unterschiedlichster Fächer werden wesentliche Inhalte abgedeckt:
Technik / Sachunterricht: Einfache Mechanismen, Zahnräder, Flaschenzug, Hebel, Übertragung
von Bewegungen und Kräften, Planen und Konstruieren von Funktionsmodellen
Informationstechnik / Informatik: Umgang und Handhabung von Programmiersoftware,
Programmieren von Abläufen
Mathematik: Messen von Zeit und Entfernung, Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division,
Schätzen usw.
Sprache und Rechtschreibung: Schreiben von Erzählungen und Berichten, Geschichten
erzählen, erklären, interpretieren, befragen
G1
TUM-Schulcluster Berchtesgadener Land/SFZ - BGL
Volksschule Bischofswiesen
TUM: Andreas Kratzer
Lehrkräfte: Josef Ametsbichler
Schüler: Matthias Datz, Nico Fietkau, Katrin Stecher, Sophia
Seitz, Lukas Geyer, Vinzenz Schrödl

TUMLab im Deutschen Museum
Das Schüler-Lehrer-Besucher-Labor der Technischen Universität München
Für alle Neugierigen von 10 1 bis 10 2 Jahren
Wie wird ein Roboter gebaut und
programmiert? Wo ist welcher Stern
am Himmel ? Was ist die Milchstraße?
Wie viel Strom erzeugt eine Solarzelle?
Wie sieht ein Zuckermolekül
aus?
Diesen und vielen anderen Fragen
kann im TUMLab im Deutschen Museum
nachgegangen werden. Es
bietet Kindern, Jugendlichen und
Erwachsenen die Möglichkeit, in die
Welt der Technik und der Naturwissenschaften
einzutauchen.
Automatisierungstechnik, Computing, Hands-On Universe, Molecular Modelling und
Robotics sind die Module, aus denen sich unser Angebot aufbaut. In den Kursen dieser
Module kann vielen interessanten Fragestellungen nachgegangen werden.
L1
18
TUMLab im Deutschen Museum
TUM: Mike Kramler
www.tumlab.de
Unser Angebot umfasst Kurse für Schulklassen,
Fortbildungen, Facharbeiten, Ferienangebote,
Akademien und Arbeitsgruppen für besonders
begabte Jugendliche. Die Kurse sind eng mit
Ausstellungen im Deutschen Museum verzahnt.
Ideal für Schulklassen: Eine Hälfte besucht die
Ausstellung mit von uns vorbereiteten Arbeitsbögen,
während die andere im Labor experimentiert.
Alle, die in einem außergewöhnlichen Lernumfeld
mit Wissenschaftlern an spannenden Projekten
arbeiten möchten, sind im TUMLab im Deutschen
Museum richtig!

Das Kerschensteiner Kolleg
Kooperationspartner des TUMLabs im Deutschen Museum
Das Deutsche Museum besitzt eine der größten naturwissenschaftlich-technischen Sammlungen
der Welt. Auf wissenschaftlich hohem Niveau werden Naturgesetze, Instrumente und
technische Verfahren verständlich und unterhaltsam erklärt.
Im Kerschensteiner Kolleg – einer Fortbildungseinrichtung mit 30 Gästezimmern, einem Tagungsraum
und einem Experimentallabor direkt im Deutschen Museum – werden mehrtägige
Seminare angeboten, die Teilbereiche oder Querschnittsthemen aus der Vielfalt der Ausstellungen
des Deutschen Museums behandeln. Das Angebot richtet sich an Lehrkräfte,
Museumsfachleute, Techniker, Wissenschaftler und Studierende aller Fachrichtungen, aber
auch andere Gruppen, die sich für die
Geschichte der Naturwissenschaften und
Technik interessieren.
19
Hier können Teilnehmerinnen und Teilnehmer
ihr Fachwissen erweitern und
vertiefen, moderne Naturwissenschaft
und Technik aus ihrer historischen Entwicklung
verstehen lernen, forschen, experimentieren,
an Modellfällen studieren
und sich mit aktueller Forschung und ihrer
gesellschaftlichen Bedeutung auseinandersetzen.
Für die Programme des Kerschensteiner Kolleg stehen die Fachleute, Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftler des Deutschen Museums zur Verfügung. Sie wenden zur Vermittlung
vielfältige, sich ergänzende Methoden und Medien an: dialogische Fachführungen, Experimentalvorträge,
historisches Anschauungsmaterial, interaktive Modelle, neue Medien, eigenes
Experimentieren, Gruppenarbeit, Nachbereitung und vertiefende Diskussionen. Die
räumliche Nähe von Kolleg, Ausstellungen, Archiv und Bibliothek sind ideal für eigenes Forschen
und die Erschließung neuer Themenstellungen.
L2
TUMLab im Deutschen Museum
TUM: Mike Kramler, Miriam Voss
www.deutsches-museum.de/information/fortbildung

Neue Wege im TUMLab
Weiterentwicklung und Ausbau der Kooperation mit dem Deutschen Museum
Die Programme des Kerschensteiner Kollegs werden in
Zusammenarbeit mit dem Ansprechpartner der jeweiligen
Teilnehmergruppe geplant. Basis dazu ist ein Vortragskatalog,
mit dessen Hilfe Seminarinhalte und
Schwerpunkte bestimmt werden. Das TUMLab und die
TUM School of Education werden weitere Bausteine für
diesen Katalog entwickeln und auch gemeinsame fertig
ausgearbeitete Fortbildungen anbieten.
Neben Beiträgen zu Umwelt, Energie und Astrophysik
soll ein bildungswissenschaftlicher Baustein zur Bedeutung
von Schullabor und Museum als außerschulische
Lernorte entstehen. Geplant sind auch gemeinsame
Fortbildungsangebote, wie z.B. zum Thema Energie im
Oktober 2010.
Es bietet sich natürlich an, in diese Neuerung speziell Lehramtsstudenten mit einzubeziehen.
Mit den außerschulischen Angeboten der TUM und der engen Kooperation mit dem
Deutschen Museum bestehen hier einmalige Möglichkeiten. Das Kerschensteiner Kolleg
wird dabei einen direkten Austausch mit erfahrenen und engagierten Praktikern ermöglichen.
Ein wichtiges Ziel ist eine Kooperation mit dem Kinderreich im Deutschen Museum. Die sogenannte
Lego Academy könnte hier ein wichtiger Baustein werden, da mit ihr ein direkter
Bezug zu den Robotics-Kursen im TUMLab entsteht.
Konsequent sollen auch die Bezüge zur Ausstellung in alle Kurse des TUMLab integriert
werden. Dazu gehören nicht nur Arbeitsblätter, sondern auch entsprechende Informationen
auf den Webseiten.
Defizite haben die Angebote des TUMLab im Deutschen Museum im Bereich der Vor- und
Nachbereitung der Kurse an den Schulen. Dies wird sich mit Hilfe eines E-Learning-
Angebots und neu konzipierten Lehrerfortbildungen in Zukunft deutlich verbessern.
L3
20
TUMLab im Deutschen Museum
TUM: Mike Kramler, Miriam Voss
www.tumlab.de

Das Berchtesgadener Robotics-Team
Angefangen hat alles mit einem Besuch der 7. Klassen des
Gymnasiums Berchtesgaden im TUMLab im Deutschen Museum
im April 2007. Einige der Schülerinnen und Schüler waren
vom Experimentieren mit modernen Robotern so begeistert,
dass die beiden Mathematik-, Physik- und Informatiklehrer
Günther Kühlewind und Martin Hofreiter spontan eine
Robotics-Gruppe mit diesen Schülerinnen und Schülern ins
Leben riefen und begannen, zunächst mit von der TU München
ausgeliehenen Bausätzen eigene Geräte zu konstruieren
und zu programmieren. Mit Hilfe der Wirtschaftsjunioren
Rupertiwinkel konnten für die technikbegeisterten Schülerinnen
und Schüler Sponsoren gefunden werden, mit deren Unterstützung
eine Grundausstattung an Roboterkästen gekauft
wurde. Mittlerweile haben wir acht LEGO-NXT-Roboter, welche mit den vielfältigen Möglichkeiten
von LEGO-Technik gebaut werden.
Programmiert werden diese mit der auf LabVIEW basierenden Software ROBOlab von National
Instruments. Ein solcher Roboter kann zum Beispiel einer schwarzen Linie folgen, Hindernissen
ausweichen oder mit einem Infrarot-Ball Fußball spielen. Im Rahmen des Wissenschaftsherbstes
Berchtesgadener Land veranstalteten wir an unserer Schule einen
Robotics-Tag für die 7. Klassen in Zusammenarbeit mit der TU München. Im November
2008 und 2009 nahmen wir am Robotics-Wettbewerb First Lego League an der TUM teil,
bei dem wir uns in der Kategorie Forschungspräsentation über einen 3. Platz freuen durften.
Ziel ist es jedoch nicht nur, Schülerinnen und Schüler in die Robotik und in Mikrokontrollerbasierte
Systeme einzuführen, sondern sie für Naturwissenschaft und Technik allgemein zu
begeistern. Deshalb arbeiten wir eng mit der 170 km entfernten TUM und der 25 km entfernten
Fachhochschule Salzburg zusammen. Beide Hochschulen haben bereits Vorträge und
Experimente am Gymnasium Berchtesgaden durchgeführt. Auch wir waren bei beiden
Hochschulen mehrmals zu Gast. Außerdem soll die Robotics-Gruppe Technologieunternehmen
kennenlernen. Betriebsbesichtigungen beispielsweise beim Dolomitwerk Jettenberg
und bei Mess- und Steuerungstechnik Heidenhain in Traunreut haben wir schon unternommen.
L4 TUM-Schulcluster Berchtesgadener Land
Gymnasium Berchtesgaden
Lehrkräfte: Martin Hofreiter
Schüler: Simon Sebold, Markus Birner,
Benedikt Eisenreich, Katharina Wieber,
Jannes Angerer, Katharina Mühlenkamp
21
www.tumlab.de; www.roboticsteam.de

Informatik-Unterricht einer 7. Klasse im TUMLab
Die Klasse 7b des Gymnasiums Penzberg (Referenzgymnasium) besuchte am 26. Februar
2010 im Rahmen des Natur und Technik- / Informatik-Unterrichts das TUMLab im Deutschen
Museum.
Das 3-stündige Fach Natur und Technik ist in der 7. Jahrgangsstufe in die zwei Schwerpunkte
Physik und Informatik untergliedert. Im Schwerpunkt Informatik steht u. a. das Programmieren
eines einfachen Informatiksystems unter Verwendung einfacher Programmierbausteine
im Lehrplan. Eine Möglichkeit, dies auch außerhalb der Schule umzusetzen, bietet
das TUMLab im Deutschen Museum,
das jedes Referenzgymnasium
kostenlos besuchen kann. Dort können
die Schülerinnen und Schüler
selbstgebaute kleine Lego-Roboter
mit Hilfe einer graphischen Programmierumgebung
so programmieren,
dass sie selbstständig bestimmte
Aufgaben erfüllen. Dabei begegnen
ihnen alle elementaren Programmierbausteine
wie Bedingte
Anweisung oder Wiederholung in
etwas anderer Form, als sie es im
herkömmlichen Unterricht gelernt
haben.
Dieses Angebot der TUM haben wir gerne wahrgenommen und sind mit 26 Schülerinnen
und Schülern nach München gefahren. Während am Vormittag die Mädchen die Roboter
programmierten, besuchten die Buben die Physik- und Informatik-Abteilungen des Deutschen
Museums, am Nachmittag wurde dann getauscht.
Nach dem Besuch des TUMLabs hatten die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe, als PowerPoint-Präsentation
und mittels html-Seiten – beides Lerninhalte des Natur- und Technik-
/ Informatik-Unterrichts – darzustellen, wie der Tag am TUMLab und im Deutschen Museum
verlaufen ist und was sie dabei gelernt haben.
L5 TUMLab
Gymnasium Penzberg (Referenzgymnasium)
22
TUM: Mike Kramler
Lehrkraft: Alexander Ruf
Schüler: Paulina Helgerten, Elfriede Pestislia
www.tumlab.de

Formel 1 in der Schule
Formel 1 in der Schule ist Teil des
multidisziplinären, internationalen
Technologie-Wettbewerbs „F1 in
Schools“, bei dem Schüler ein
Rennteam bilden, einen ca. 20 Zentimeter
großen Formel-1-Flitzer am
Computer konstruieren, mit einer
CNC-Fräse fertigen und dann gegen
andere Teams auf die Rennstrecke
schicken. Den Antrieb für
den Mini-Rennwagen bildet eine
Gaspatrone, womit sie eine Durchschnittsgeschwindigkeit
von 80
km/h auf der 20-Meter-Bahn schaffen.
Es geht aber nicht nur um das schnellste Auto, sondern auch darum, ein Marketing-
und Finanzkonzept zu erstellen und sich als Team vor einer Fachjury zu präsentieren. Entscheidend
ist die Teamleistung aus Konstruktion, Fertigung, Reaktionszeit, Fahrzeuggeschwindigkeit,
Businessplan und Präsentation.
In Regionalwettkämpfen und einer Deutschen Meisterschaft treten die Teams gegeneinander
an. Das Siegerteam vertritt Deutschland bei der F1-in-Schools-Weltmeisterschaft, die
jährlich im Vorfeld eines Formel 1 Grand Prix stattfindet.
L6
23
TUMLab und F1 in Schools
Heinrich-Heine Gymnasium München
TUM: Andreas Kratzer
Lehrkraft: Alexander WIngler
Schüler: Daisuke Spielvogel, Adrian Candussio, Markus Müller,
Stefan Matl, Nicolas Benes, Maximilian Gawlik
www.f1inschools.de
Die von der „großen“ Formel 1 ausgehende
Faszination und weltweite
Präsenz wird genutzt, um ein aufregendes,
spannendes Lernerlebnis
zu schaffen und das Verständnis
und den Einblick in die Bereiche
Produktentwicklung, Technologie
und Wissenschaft zu verbessern.
Die Deutsche Meisterschaft findet
am 7. / 8. Mai 2010 im Verkehrszentrum
des Deutschen Museums in
Zusammenarbeit mit der TUM statt.

TUMScienceLabs
� Authentische Lernumgebung
� Nutzung vorhandener Ressourcen
Grundlage hierfür sind die
guten Erfahrungen, die speziell
an den Fakultäten Chemie
und Physik mit forschungsnahen
Angeboten in
Kooperation mit Schulen gemacht
wurden. Höhere Jahrgänge,
speziell die gymnasiale
Oberstufe, gehen nicht in
ein speziell für sie angelegtes
Schullabor, sondern nutzen
die vorhandenen Einrichtungen
innerhalb der Universität,
die sonst Studenten und Wissenschaftlern
zur Verfügung
stehen. Die aktuellen Aktivitäten
reichen von Praktika bis zu Facharbeiten. Es konnte gezeigt werden, wie unsere Möglichkeiten
den Schulen zur Verfügung gestellt und welche Lernziele dabei verfolgt werden
können. Zudem erfüllen wir hierdurch die im G8 geforderten Kooperationen zwischen Schule
und Universität in hervorragender Weise.
Vision
Ein Verbund von Schüler- und Lehrerlaboren,
die an den verschiedenen Fakultäten
der TUM eingerichtet sind und vorhandene
Ressourcen nutzen. Damit wird
die authentische Lernumgebung garantiert
und Schüler- und Demoexperimente
werden mit Bezug zur aktuellen Forschung
durchgeführt. Die Kurse zeichnen
sich aus durch:
� Einsatz modernster experimenteller Ausstattung
� Bezug zur aktuellen Forschung
� Interdisziplinäre Inhalte
� Zusätzliches schülergerechtes Arbeitsmaterial
S1 TUMScienceLabs
24
TUM: Andreas Kratzer

TUMScienceLabs: Biologie
Angewandtes Ökosystemmanagement als Baustein der Waldpädagogik
Das lifeSCIENCElab bietet mit einem Kursmodul,
basierend auf Elementen zur Waldpädagogik, eine
Kooperationsmöglichkeit für die gymnasiale Oberstufe,
wie sie für die neuen Seminarfächer gefordert
wird. Anknüpfungspunkte des Themas zum Lehrplan
finden sich nicht nur dort, sondern auch zum
entsprechenden Lehrplan für berufliche Schulen.
Das Modul wurde von der TUM School of Education
in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Waldwachstumskunde
der TUM und der Bayerischen
Forstverwaltung konzipiert und wird bereits erfolgreich als Lehrerfortbildung sowie als fachdidaktisches
Seminar in der Lehrerausbildung an der TUM angeboten. An mehreren Schulen
wird die Thematik und der Einsatz des Simulationsprogramms SILVA bereits in waldpädagogischen
Projekten umgesetzt.
Der Kurs „Ökosystemmanagement – Modellierung des Waldwachstums“ untergliedert sich
in zwei Teilbereiche:
Im ersten Teil dürfen die Teilnehmer selbst Hand anlegen und unter fachgerechter Anleitung
den Baumbestand eines Waldstücks vermessen. Im zweiten Kursteil werden die erhobenen
Daten aufbereitet und in das Simulationsprogramm SILVA eingespeist. Dort lassen sich unterschiedliche
Entwicklungen der erhobenen Waldbestände unter verschiedenen externen
Einflüssen im Zeitrafferverfahren simulieren und diskutieren sowie in dreidimensionalen Bildern
darstellen.
Am Beispiel von SILVA lernen die Kursteilnehmer
ein Instrument modernen Ökosystemmanagements
kennen und erhalten die Möglichkeit, die Auswirkungen
menschlicher Eingriffe auf ein bekanntes
Ökosystem abzuschätzen (LWF aktuell 75 / 2010)
und im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung unter
ökologischen und sozioökonomischen Aspekten zu
reflektieren.
S2 TUMScienceLabs
25
TUM: Eva Sandmann, Manuela Festl, Hans Pretzsch

Informatik-Unterricht einer 10. Klasse
(Ein Beispiel der TUMScienceLabs)
Die Nutzung vorhandener Ressourcen im Rahmen der TUMScienceLabs und die damit verbundene
Forschungsnähe erfuhren Schülerinnen und Schüler des Referenzgymnasiums
Penzberg. Die Klasse 10b des Gymnasiums absolvierte ein einführendes Programmierpraktikum
beim Fachgebiet Didaktik der Informatik der TUM School of Education.
Dieses Praktikum war ursprünglich
für Studienanfänger gedacht, die
noch keine oder kaum Informatikkenntnisse
haben. Dabei sollten sie
es innerhalb eines bestimmten
Zeitraums (2 Tage) schaffen, ohne
„richtigen“ Unterricht, sondern mit
umfangreichem Material und Betreuung
durch Tutoren eine gegebene
Programmieraufgabe zu lösen.
Diese Praktikumsaufgaben wurden
für die 10. Jahrgangsstufe des 8jährigen
Gymnasiums etwas gekürzt und angepasst, denn im Gegensatz zu den Studienanfängern
konnten die Schülerinnen und Schüler im neuen Informatik-Pflichtunterricht bereits
Programmiererfahrungen sammeln. So konnte das Programmierpraktikum beim Fachgebiet
Didaktik der Informatik in Garching an nur einem Tag durchgeführt werden. Betreut wurden
die Schülerinnen und Schüler dabei von ihrem Informatiklehrer und von einem an die TU
abgeordneten Informatiklehrer.
Die Lösungen der Programmieraufgaben werden danach wissenschaftlich analysiert und mit
den Resultaten der Studienanfänger verglichen. Von diesem Projekt profitieren somit beide
Seiten – das Gymnasium Penzberg, dessen Klasse 10b einen Tag an der TU verbringen
konnte, und die TUM School of Education, die mit den Ergebnissen Forschung betreiben
kann.
S3 TUMScienceLabs
Gymnasium Penzberg (Referenzgymnasium)
Fachdidaktik Informatik
26
TUM: Alexander Ruf
Lehrkraft: Karl Steiner
Schüler: Veronika Grupp, Stefanie Wegele,
Maximilian Egner, Markus Wagner

TUM Schülerforschungszentren
27
Provide the tools and the training and
you will be amazed at what young minds can do.
Das erste Schülerforschungszentrum der
TUM wird derzeit in Berchtesgaden (Altes
Gymnasium) aufgebaut. Das SFZ-BGD ist
ein außerschulischer Lernort, der erstmals
im Freistaat Bayern den pädagogischen
Auftrag der Schulen mit dem Forschungsauftrag
einer Universität verbindet, außeruniversitäre
Bildungseinrichtungen integriert
(u.a. Deutsches Museum, Nationalpark
Berchtesgaden, Akademie für Naturschutz
und Landschaftspflege), über die
Landesgrenzen hinaus wirksam ist (u.a. Fachhochschule Salzburg, Universität Salzburg),
Wirtschaftsunternehmen beteiligt und mit seiner Programmatik eine bundesweite Alleinstellung
erreicht. Schülerinnen und Schüler sollen durch außerschulisches Engagement frühzeitig
in ihrem Interesse an wissenschaftlichen Fragestellungen aktiv motiviert werden und finden
einen ersten Zugang zur Forschung.
Die Hinführung zur Forschung erfolgt gemäß dem Konzept der TUM bereits im Grundschullabor
des SFZ-BGD. Daran schließt das Schullabor des SFZ-BGD an (TUMClusterLab), das
die Vorteile eines Schullabors erstmals an einen ländlichen Standort bringt. Speziell diese
Bereiche werden gemeinsam mit der
fabricationCommunity und der Agentur
Mädchen in Wissenschaft und
Technik weiter entwickelt. Ein weiteres
Highlight ist ein Kompetenzzentrum
Geoinformationssysteme. Das
Konzept nimmt auch in spezifischer
Weise die einzigartigen Vorteile der
Touristikregion Berchtesgadener
Land auf, indem es sich bewusst für
Schüler öffnet, die ihre Ferien in der
Region verbringen. Auf diese Weise erhält das SFZ-BGD auch eine bundesweite Attraktivität.
Das zweite Schülerforschungszentrum der TUM wurde im Kloster Benediktbeuern am
16.03.2010 in enger Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Umwelt und Kultur gegründet.
F1 TUM-SFZ
TUM: Andreas Kratzer

Schülerforschung: Neutronen-Radiographie und -Autoradiographie
Mehrere Facharbeiten beschäftigten sich mit
Themen, die Naturwissenschaft und Kunst
bzw. Kunsttechnologien verbinden. Sie sind
Beispiele für aufwändige Projekte, die an
Großforschungseinrichtungen durchgeführt
werden. Alle Schülerinnen und Schüler hatten
Zugangsberechtigungen zum FRM2. Die Aufgabenstellung
ist Schülern zugänglich und
bietet einen besonders intensiven Einblick in
den Forschungsalltag und interdisziplinären
Charakter moderner Forschung. Und natürlich sind es keine Reproduktionen bekannter Experimente,
sondern neue Problemstellungen.
Bei der Autoradiographie werden z.B. die Schichten eines Gemäldes mit Neutronen aktiviert.
Anschließend beobachtet man das Abklingen der Radioaktivität, um aus den Halbwertszeiten
Rückschlüsse auf die Elemente und damit auf die Pigmente zu ziehen. Auch
Vorzeichnungen können so gefunden werden. Das rechte Bild wurde 92 Stunden nach der
Aktivierung aufgenommen und wird bestimmt durch den Phosphor im verwendeten Beinschwarz.
F2 TUM-SFZ
Ruperti-Gymnasium Mühldorf (Referenzgymnasium)
28
TUM: Andreas Kratzer
Lehrkraft: Reinhard Neumeyer
Schüler: Daniel Begovic (jetzt TUM-Student)
Bei der Neutronenradiographie nutzt man die
materialabhängige Absorption der Neutronen.
Metall ist für Neutronen durchsichtig. Damit
konnte das „Innenleben“ historischer Objektive
sichtbar gemacht werden. Diese Aufnahmen
werden jetzt in der Dauerausstellung im Deutschen
Museum in München gezeigt.

Schülerforschung: Astroteilchenphysik
Der Borexino-Detektor wurde von der Borexino-Kollaboration, bestehend aus über 15 Institutionen
aus 7 Ländern, entwickelt und gebaut. Der Detektor befindet sich im Gran Sasso
National Laboratory (LNGS) in Italien und ist mit 300 Tonnen eines organischen
Flüssigszintillators gefüllt. Das Auftreffen von Neutrinos auf Elektronen dieses Szintillators
löst Prozesse aus, die zur Emission von Licht führen. Dieses Licht wird von Photomultipliern
(Lichtmessern) aufgefangen und zur Datenerfassung weitergeleitet. Die Kollaboration verfolgt
mit Borexino als Hauptziel die Bestimmung der Rate solarer Neutrinos. Präzise Messungen
dieser Rate sind zur Überprüfung physikalischer Theorien und für die Astronomie
von großer Bedeutung.
Um die Neutrinorate möglichst exakt zu bestimmen, sind genaue Kenntnisse über die im
Experiment auftretenden Untergrundereignisse wichtig. Solche Ereignisse sind in
Flüssigszintillatoren hauptsächlich Zerfälle von durch Myonen (Elementarteilchen, die unter
anderem in der Höhenstrahlung vorkommen) erzeugten Radionukliden.
Die Bestimmung von Obergrenzen der Entstehungsrate der durch Myonen erzeugten Radionuklide
war das Thema der Facharbeit von Benedikt Brandt. Er hat dabei mit Wissenschaftlern
des Lehrstuhls für Astroteilchenphysik (Lothar Oberauer, Lehrstuhlinhaber ist
Franz von Feiitzsch) zusammengearbeitet.
F3 TUM-SFZ
Gymnasium Penzberg (Referenzgymnasium)
29
TUM: Lothar Oberauer, Andreas Kratzer
Lehrkraft: Michael Schefcsik
Schüler: Benedikt Brandt

Schülerforschungszentrum BGD - Geoinformationssysteme (GIS)
Der Nationalpark Berchtesgaden nutzt Geoinformationssysteme
(GIS) seit 1984 zur Unterstützung
seiner Forschungsaufgaben. In einer Datenbank
werden alle Informationen mit Raumbezug wie
Wege, Gewässer, Schutzgebiete, Artenvorkommen
usw. gespeichert. Mit diesen Daten können
Auswertungen und Analysen – wie beispielsweise
die Ausbreitung des Borkenkäfers oder eine
Waldinventur - gemacht und aus den Ergebnissen
Maßnahmen abgeleiteten werden.
An unserem Stand zeigen wir Beispieldaten und Anwendungen des Nationalparks Berchtesgaden,
der als Partner des Schülerforschungszentrums einen Teil seiner Daten für
Schulprojekte zur Verfügung stellen wird.
GIS wird in unterschiedlichen
Berufsfeldern als Werkzeug eingesetzt.
Die Anwendungsgebiete
durchziehen Fachbereiche
wie Geographie, Biologie, Agrar-
und Forstwissenschaften sowie
das Vermessungswesen, aber
auch Medizin und Sozialwissenschaften.
Auch Schulfächer wie
Sozialkunde, Wirtschaft und
Geschichte haben einen räumlichen
Bezug. Im Rahmen des
Schülerforschungszentrums in
Berchtesgaden sollen sich
Schülerinnen und Schüler frühzeitig mit diesem viel eingesetzten Werkzeug vertraut machen.
Als Beispiel zeigen wir die Vorbereitung für ein geplantes P-Seminar des Christophorus-
Gymnasiums in Berchtesgaden. Die Schüler werden hier einen Snowpark am Jenner Hausberg
planen. GIS kann bei der Planung der Lage des Snowparks und der Anfahrtswege, bei
der Analyse von Nutzungskonflikten mit benachbarten Flächen ober bei der Erfassung und
Kartierung der vorhandenen Vegetation die Schülerinnen und Schüler in ihrer Projektarbeit
unterstützen.
Auch die enge Verbindung der Geoinformatik mit der Informatik sowie das didaktische Konzept
für das Schülerforschungszentrum zum Thema Biodiversität stellen wir vor.
F4
30
TUM-SFZ Berchtesgaden
CJD-Christophorus-Gymnasium Berchtesgaden
TUM: Matthäus Schilcher, Julia Stahl
Lehrkraft: Herr Schober

ZUK – Programm Energie- und Geowerkstatt
Die Wellenjäger -The E-Power Sound Discovery
Wir „jagen und fischen“ in den verborgenen Energien unserer Umwelt. Wir finden natürliche
und künstliche Energien und Töne. Wir machen sie hörbar, erkennbar, unterscheidbar, indem
wir von den unbekannten Quellen einen akustischen Fingerabdruck nehmen und Unterscheidungshilfen
benutzen.
Dabei kommt unser Hörsinn groß heraus – womit
die Menschen ohne Hilfsmittel die meisten Frequenzen
unterscheiden können. Mit weiteren
Hilfsmitteln bringen wir auch unsere Augen ins
Spiel und erleben, wie beide zusammenhelfen,
um eine Wahrnehmung zu bekommen, die sonst
nicht möglich wäre. Wir dringen ein in die Welt
der Felder, Töne und Wellen.
Wir gestalten das Entdeckungsspiel als Wettbewerb
zwischen Gruppen in verschiedenen
Varianten. Die Varianten können mit jüngeren
oder älteren Jugendlichen gespielt werden.
Kombinierbar ist auch eine Bastelaktion, mit
der die Wellenjäger den Spürsinn ihrer Geräte
verstärken und dabei etwas über die Natur der
Wellen erfahren.
TUM-SFZ
TUM: Andreas Kratzer
ZUK: Martin Schöbinger, Dieter Kugler,
Pater Karl Geissinger
www.zuk-bb.de
31
Was uns dabei hilft ist zum Beispiel unser Zubehör:
Fledermaus-Detektor, Richtmikrofon für Jäger und
Schützen, E-Smog- / Lichtsmog-Spion, WaveLab
Software, GPS-Gerät für Touristen, elektronisches
Diktiergerät mit USB-Anschluss.

ZUK – Programm Energie- und Geowerkstatt
Brennstoff Zellen, Wasserstoff Kreislauf
Ziele:
� Im Bereich zwischen Chemie und Physik, auf den seit ca. 20 Jahren große Hoffnungen
unserer Industrie gerichtet sind, ein praktisches Experiment machen.
� Direkt spüren, wie die Gewinnung von erneuerbarer Energie aus der Umwelt stattfinden
könnte. Die Rolle der Solarenergie.
� Die umkehrbaren Vorgänge zwischen Wasser und Strom, zwischen Chemie und Physik
sichtbar und erfahrbar machen am Kleinmodell. Als Variante sind auch Brennstoffzellen
mit Methanol vorhanden.
� Eine Vielzahl von Instrumenten und Stromquellen können zur Beobachtung herangezogen
werden. Vorgehensweisen von Idee, Vermutung und Messung können ausprobiert
werden.
� Die Konsequenzen aus Methanol- oder Wasserstoff-Erzeugung abschätzen.
� Zur Recherche über Erzeugung von Solarzellen und Wasserstoff arbeiten.
� Für eine Präsentation in der GeoWerkstatt arbeiten.
Das grundlegende Prinzip „in Echt-
Vorgängen“ durchspielen am Fahrzeug-Modell:
Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen
und auffangen.
In das Modell einleiten, Strom erzeugen
aus Wasser.
Kleines Modellfahrzeug betreiben
mit Wasserstoff.
Das Modellauto zum Fahren bringen.
Die flammen- und geräuschlose Verbrennung erleben und bestaunen. Messungen zum
Energieaufwand anstellen. Mögliche Energiebilanzen ausrechnen.
Die Chancen einer solarbetriebenen Wasserstoff-Energiewirtschaft ausmalen, recherchieren,
und diskutieren. Die Folgen für Umwelt- und Lebensqualität, für Mobilität ausmalen, recherchieren
und abschätzen.
TUM-SFZ
TUM: Andreas Kratzer
ZUK: Martin Schöbinger, Lukas Grundling, Bernhard
Güde, Martin Blösl, Pater Karl Geissinger
www.zuk-bb.de
32

TUM Hall of Science and Technology
Das Modul-Angebot der Lehramtsstudiengänge wird sich künftig stärker auf die Kernfächer
beschränken, bezogen auf die KMK-Standards, und im Gegenzug eine Intensivierung der
Ausbildung in Richtung Vermittlungskompetenz sicherstellen. Zu jeder Vorlesung gibt es
hierfür als Modulbestandteil ein entsprechendes, eng mit dieser abgestimmtes Seminar, bei
dem Studierende ihren Kommilitoninnen und Kommilitonen die Vorlesung ergänzende Inhalte
vermitteln. Wesentlicher Bestandteil ist die am Ende jeder Sitzung geführte Diskussion
der Seminargruppe zur Reflexion des Vermittlungsversuchs. Darüber hinaus sollen künftig in
viel größerem Rahmen als bisher spezielle Veranstaltungen für Lehramtsstudierende angeboten
werden. Bei diesen Maßnahmen wird die nötige fachliche Tiefe nicht vernachlässigt.
Schließlich stellt fundiertes Fachwissen eine notwendige Voraussetzung für erfolgreiches
fachdidaktisches Handeln dar.
Die TUM Hall of Science and Technology ist eine Entwicklungswerkstatt für Unterrichtskonzepte
und -materialien, Schülerexperimente und Materialien für Museen, Science Center
und Schullabore. Im Vordergrund steht dabei die Vermittlung modernster natur- und ingenieurwissenschaftlicher
Forschungsergebnisse. Die Kompetenzen der TUM gehen somit direkt
in den Schul- und Bildungsbereich ein.
Die Hall wird in diese Arbeiten auch Schülerinnen und Schüler einbeziehen und integriert
deshalb das Projekt TheoPrax in ihr Angebot.
33

Die TUM Hall of Science and Technology
Die TUM Hall of Science and Technology ist eine Entwicklungswerkstatt
für Unterrichtskonzepte und -materialien,
Schülerexperimente und Materialien für Museen, Science
Center und Schullabore. Im Vordergrund stehen die Motivation
für naturwissenschaftlich-technologische Inhalte und
die Vermittlung modernster natur- und ingenieurswissenschaftlicher
Forschungsergebnisse. Die Kompetenzen der
TUM finden somit direkten Zugang in den Schul- und Bildungsbereich.
Die Erprobung auf verschiedenen Ebenen
findet in den TUM-Schulclustern, im Deutschen Museum
und in eigenen Schullaboren statt.
In Zusammenarbeit mit den Fachdidaktiken wird langfristig ein Entwicklungszentrum für
Curricula entstehen und schließlich eine Zertifizierungsstelle für natur- und ingenieurswissenschaftliche
Projekte im gesamten Bildungsbereich. Die hier zentrierte Kompetenz steht
unmittelbar der gesamten Lehrerbildung zur Verfügung. Die TUM Hall kooperiert zudem mit
dem Projekt applied-knowing/fab.com insbesondere bei der Entwicklung von case-kits und
den zugehörigen Fortbildungsangeboten sowie mit der Agentur Mädchen in Wissenschaft
und Technik. Lehrkräfte und vor allem Schülerinnen und Schüler werden im Rahmen des
Projektes TheoPrax an der Entwicklungsarbeit beteiligt. Ziele sind:
34
� Entwicklung von Produkten zur Hinführung an naturwissenschaftliche und technologische
Fragestellungen.
� Die didaktische Reduktion komplexer Inhalte aus der aktuellen Forschung, die Entwicklung
von Analogien und die Identifikation von Beispielen aus der Alltagswelt.
� Ein Fortbildungsprogramm (TUM Science and Technology Coach) mit Zertifizierung
in Kooperation mit applied-knowing/fab.com.
Modellprojekte:
H1
� Neutronenphysik – Neutronenstreuung (eventuell magn. WW); Bezug zur Bragg-
Gleichung (FRM2, Prof. Petry)
� Maschinenwesen, Produktentwicklung – Komplexitätsbeherrschung (MW, Prof. Lindemann)
� Hochauflösende Mikroskopie (N.N.)
� Frequenzkamm (N.N.)
� Weiterentwicklung der case-kits und gemeinsames Fortbildungsangebot mit Grundlagen-
und Spezialisierungsteil zusammen mit der Agentur Mädchen in Wissenschaft
und Technik und TheoPrax.
TUM Hall of Science and Technology
TUM: Andreas Kratzer

fabricationCommunity
fabCom oder fabricationCommunity sieht sich als Gemeinschaft von Jugendlichen, Jugendorganisationen,
Unternehmen und Schulen. Mit Lust und ohne Frust wird Lernen in der
Community neu erfunden. Selbermachen ist das Prinzip. Die eigene Idee steht im Mittelpunkt
– bei der praktischen Umsetzung unterstützt fabCom mit Equipment, Expertenrat und
Räumlichkeiten. Da diese Ziele auch den Schulaktivitäten der TUM zugrunde liegen, ist eine
gemeinsame Weiterentwicklung naheliegend.
Ein wichtiger Bestandteil sind dabei die case kits. Case kits sind derzeit für die Bereiche
„Energie“ und „Messen und Regeln“ vorhanden. Weitere (z.B. Optik) sollen entwickelt werden.
Mit den case kits verbunden sind immer ausgearbeitete Unterrichtseinheiten und ein
Konzept zur Ausbildung der Betreuer (Lernbegleiter Technik). Letzteres soll zukünftig kombiniert
werden mit Methoden der Agentur Mädchen in Wissenschaft und Technik und des
Projektes TheoPrax.
Das fabCom Portal könnte Grundlage für ein zukünftiges Portal Schülerforschung der TUM
werden. Hier sind bereits wesentliche Werkzeuge zum erfolgreichen Austausch zwischen
„Aktiven“ enthalten.
H2
35
TUM Hall of Science and Technology
TUM: Andreas Kratzer
Festo: Alexander Benz, Hermann Klinger
www.applied-knowing.org

Der Umgang mit Komplexität
Komplexität prägt zunehmend unseren
Alltag. Einerseits erleben wir im beruflichen
Umfeld oder hören wir in der
Presse, dass die Bewältigung von Projekten
und die Entwicklung von Produkten
immer komplexere Anforderungen
an die Menschen stellen. Andererseits
erweist sich auch unsere private
Umgebung aufgrund vielfältiger Möglichkeiten
moderner Medien als immer
komplexeres Unterfangen. Diverse Informationsquellen
und -kanäle oder
soziale Netzwerke stehen exemplarisch
für diese Entwicklung. Kern der steigenden
Komplexität ist die Zunahme von Zusammenhängen, also Vernetzungen in unserem
Umfeld. Soziale Netzwerke tragen diese Tatsache bereits im Namen. Aber auch in der heutigen
beruflichen und privaten Umgebung hängen unsere Aktivitäten in vielfacher Weise mit
möglichen Konsequenzen zusammen.
H3
36
TUM Hall of Science and Technology
TUM: Udo Lindemann, Andreas Kratzer
Um den komplexen Anforderungen
modernen Lebens gerecht zu
werden, müssen wir lernen, mit
Vernetzungen effizient umzugehen
und uns in ihnen zu bewegen.
Hierfür zeigen wir, wie man
Strukturen begreifen, darstellen
und verstehen kann – und mit
vernetztem Denken Komplexität
meistert.
Zusammen mit dem Lehrstuhl für
Produktentwicklung soll in der
TUM Hall of Science and Technology
ein neues Modul zum Thema
Komplexität für die TheoPrax-
Ausbildung (P-Seminare) entstehen.

Technikzugang, Technikhaltung und Berufsorientierung
bei Schülerinnen und Schülern: Ein Berufsinformationsprojekt
Vom Lehrstuhl für Pädagogik (Prof. Andreas
Schelten) werden Untersuchungsergebnisse
der wissenschaftlichen Begleitung eines Berufsinformationsprojektes
präsentiert. Sie könnten
die Basis bilden, um in der TUM Hall of
Science and Technology ein neues Konzept zu
entwickeln, zu implementieren und zu evaluieren,
welches die Berufsorientierung junger
Gymnasiasten fokussiert. Den Hintergrund stellt
dabei eine Kooperation von Universität, Gymnasium
und technischen Unternehmen der Arbeitswelt dar.
Gegenstand der hier vorgestellten
Untersuchung bildet das Berufsinformationsprojekt
MeetME-Truck,
welches für Haupt- und Realschulen
konzipiert ist. Es ist initiiert von
einem Kooperationspartner der
Schule aus der Arbeitswelt. Die
Metall- und Elektroindustrie informiert
über ausgewählte MINT-
Berufe. Einen Zugang zu Technik
und zu den Berufen erfahren die
Schülerinnen und Schüler über
selbständiges Arbeiten an Experimenten
mit technisch-naturwissenschaftlichem Inhalt, über das Beobachten einer realitätsnahen
Arbeitssituation an einer Maschine (CNC-Fräse), über selbständiges Arbeiten an Multimediaterminals
und über im Gespräch ausgetauschte Informationen.
Die Untersuchung deckt unterschiedliche Technikhaltungen und verschiedene Zugänge zu
Technik von Mädchen und Jungen, Haupt- und Realschülern sowie von niedrigen und höheren
Jahrgangsstufen auf. Ansichten der Lehrkräfte werden denen der Schülerinnen und
Schüler gegenübergestellt und auf Deckungsgleichheit untersucht. Während der Präsentation
im Rahmen der MINT-Kick-off-Veranstaltung werden ausgewählte Ergebnisse der deskriptiven,
analytischen Studie, deren Daten auf der schriftlichen Befragung von 906 Schülerinnen
und Schülern und 36 Lehrkräften basieren, dargestellt.
H4
37
TUM Hall of Science and Technology
Lehrstuhl für Pädagogik
TUM: Edda Fiebig

Robotino ® für den Technikzugang in MINT-Berufen
Robotino ® ist ein autonomer, selbstfahrender mobiler Roboter.
Dieses System repräsentiert, didaktisch aufbereitet, den aktuellen
Entwicklungsstand in der industriellen Automatisierungstechnik.
Beispiele für die Anwendung solcher Systeme reichen vom automatisierten
Waren- und Materialtransport bei der Lagerhaltung bis
zu Dienstleistungen z.B. im Haushalt oder für behinderte Menschen.
Der Lehrstuhl für Pädagogik an der TU München untersucht derzeit,
wie Robotino ® in der beruflichen Bildung in unterschiedlichen
technischen Berufen eingesetzt werden kann. Hier zeigt sich insbesondere,
dass dieses professionelle technische System ein
adressatengerechtes, didaktisch reflektiertes und unterrichtsspezifisches
Vermittlungskonzept erfordert, um seine Stärken ausspielen
zu können.
Die Erfahrungen zum Einsatz von Robotino ® im Unterricht an beruflichen Schulen zeigen
verschiedene positive Aspekte: Robotino ® birgt einen sehr hohen Aufforderungscharakter
und ermöglicht auch einen
spielerischen Erstzugang.
Lernende arbeiten insgesamt
sehr motiviert mit
Robotino ® . Das System
bietet ein sehr breites und
tiefgehendes Lernpotenzial
für den Unterricht. Es
lässt sich je nach Zielgruppe
äußerst variabel
gestalten. Durch seine
kompakte Baugröße ist
das System leicht handhabbar
und somit sehr
flexibel einsetzbar (Hardware
kann in jedem Klassenzimmer auch auf einem Tisch betrieben werden, Programmierung
durch eigene Software mittels PC).
Das Lernpotenzial von Robotino ® lässt für den Unterricht an Gymnasien ähnliches erwarten.
Bei einem zielgruppenadäquaten Vermittlungskonzept ist der Einsatz im Unterricht sowohl
fächerübergreifend (Physik, Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) als
auch auf einzelne Fächer bezogen denkbar. Hierbei kann Robotino ® den regulären Unterricht
bereichern oder im Wahl- und Ergänzungsunterricht zum Einsatz kommen.
H5
38
TUM Hall of Science and Technology
Lehrstuhl für Pädagogik
TUM: Frank Motz, Alfred Riedl

Biologie: Aufbau lifeSCIENCELab
Im Zentrum der Lehreraus- und Weiterbildung steht eine engere Verzahnung mit der Schulpraxis.
Eine der institutionellen Brücken zwischen der Universität und den Schulen ist das
lifeSCIENCElab.
Das Labor für Schülerinnen und Schüler sowie für Studierende identifiziert aktuelle Forschungsprojekte
aus dem Life-Science-Bereich der TUM und bereitet diese zielgruppengerecht
auf. So entstehen neue Materialien und geeignete Experimente für die Schulen. Das
breite Themenspektrum im lifeSCIENCElab reicht von Bionik bis zum Umweltschutz und von
Gesundheit bis zur Bioethik.
Die Aktivitäten des lifeSCIENCElab konzentrieren sich derzeit auf die neue bayerische gymnasiale
Oberstufe. Speziell durch die Unabhängigkeit vom Lehrplan bieten sowohl das WissenschaftspropädeutischeSeminar
als auch das Projekt-
Seminar zur Studien- und Berufsorientierung
günstige Anknüpfungsmöglichkeiten
für die
Biologiedidaktik.
Das lifeSCIENCElab fokussiert
auf die für das Schulfach Biologie
wichtigsten Kompetenzbereiche
der Bildungsstandards. Neben
dem Fachwissen und der
Erkenntnisgewinnung liegt der
Schwerpunkt auf der Kommunikation und der Bewertung. Diese Kompetenzbereiche erfordern
nicht nur eine entsprechende umfassende Methodik als Handwerkszeug, sondern auch
geeignete Themen zur Darstellung. Themengebiete wie die funktionelle aquatische Ökologie
oder die Renaturierung der Isar in München erfüllen genau die Voraussetzung für ein solches
Rahmenthema.
Die Kurse werden für Lehramtsstudierende, Lehrkräfte und Schülerinnen und Schüler entwickelt
und Studierende anderer Studiengänge sind als Tutoren eingebunden.
H6
39
TUM Hall of Science and Technology
Didaktik life science
TUM: Manuela Festl, Eva Sandmann

Mathematik: TUM Hall of Science and Technology
Lehren und Lernen in der Schule geschieht in der Regel in Fächern. In der Vorbereitung
geht es entsprechend vor allem darum, geeignete fachliche Inhalte auszuwählen,
Methoden der altersgemäßen Vermittlung zu identifizieren und zu prüfen sowie
Vernetzungen im jeweiligen Fach und mit anderem Fächern oder Domänen aufzuzeigen.
Alle diese Aspekte können als primäre Aufgaben der Fachdidaktik angesehen werden.
Fraglos ist die gute Kooperation mit den Fächern bzw. den Fachvertreterinnen
und -vertretern hier ein wichtiger Baustein.
In der TUM Hall of Science and Technology soll es nun genau um diese Kooperation
und ihre Ergebnisse gehen. Im Dialog zwischen Fach und Fachdidaktik, aber selbstverständlich
auch im Einklang mit Ergebnissen der einschlägigen erziehungswissenschaftlichen
Forschung entsteht ein Zentrum für die Erarbeitung, Diskussion und
Implementation von beispielhaften Unterrichtskonzeptionen.
Die Einbeziehung in die laufenden Aktivitäten rund um die Ausbildung von Doktorandinnen
und Doktoranden in der TUM School of Education soll dabei Grundlage
für eine Vernetzung zwischen Wissenschaft und Schulpraxis sein. Darüber hinaus
wird sie es ermöglichen, die Begleitforschung zu initiieren und in den Kontext der
TUM School of Education zu stellen.
H7
40
TUM Hall of Science and Technology
Didaktik der Mathematik
TUM: Kristina Reiss

Ausgewählte Projekte aus dem Informatikunterricht der Oberstufe
Im Schuljahr 2009/10 findet im G8 erstmalig regulärer Informatikunterricht in der
Oberstufe statt. Am Hans-Leinberger-Gymnasium, Landshut, wurden deshalb ein
Informatikkurs mit 19 Teilnehmerinnen und Teilnehmern sowie ein P-Seminar mit 15
Teilnehmerinnen und Teilnehmern eingerichtet.
Aus diesem Unterricht gibt es bereits einige Ergebnisse, die von den Schülerinnen
und Schülern entwickelt wurden. Präsentiert werden eine Adressverwaltung mit sehr
schneller Suche, eine grafische Umsetzung einer einfach verketteten Liste mit einer
Girlande, eine grafische Umsetzung des Spiels „Die Türme von Hanoi“ und eine einfache
Variante eines Routenplaners. Die Ideen bzw. Problemstellungen stammen
aus dem an der TU München entwickelten Schulbuch „Informatik 4 –
Rekursive Datenstrukturen, Softwaretechnik“ und wurden von den Schülerinnen und
Schülern zusammen mit der Lehrkraft weiterentwickelt. In den meisten Fällen wurde
eine grafische Benutzeroberfläche ergänzt und die Funktionalität sinnvoll erweitert.
Um die zum Teil recht umfangreichen Anwendungen erfolgreich fertigstellen zu können,
mussten die Schülerinnen und Schüler die im Unterricht erworbenen Kompetenzen
auf neue Aufgaben anwenden und die dabei auftretenden Probleme lösen.
Dabei erwies sich die Zusammenarbeit der Teammitglieder als sehr effizient und ermöglichte
erst die präsentierten Ergebnisse.
H8
41
TUM Hall of Science and Technology
Didaktik der Informatik
TUM: Christoph Steer
Als Grundlage verwendet der
Unterricht an der TU München
entwickelte didaktische Konzepte
und Arbeitsformen. Erfahrungen
mit dem Schulbuch und den
didaktischen Konzepten bzw.
Arbeitsformen fließen direkt in
die Forschung der Didaktik der
Informatik und die Lehre an der
TU München ein. Die Kooperation
von Universität und Schule
nimmt am Hans-Leinberger-
Gymnasium als einem Referenzgymnasium
der TU München
einen besonderen Platz ein.

Die Methodik TheoPrax – das Münchner TheoPrax-Modell
Junge Menschen treffen heute auf eine Gesellschaft, die
sich schneller verändert als je zuvor. Der technische und
arbeitsorganisatorische Wandel stellt neue berufliche Herausforderungen
an die Jugendlichen. Notwendig ist dabei
einerseits das Wissen über Strukturen der Arbeitswelt. Andererseits müssen Jugendliche in
ihrer beruflichen Orientierung unterstützt und mit Methoden vertraut gemacht werden, die
praxisbezogenes und selbstgesteuertes Lernen sowie vernetztes und problemlösendes
Handeln ermöglichen.
An diesem Punkt setzt auch die Methodik TheoPrax an,
die bereits 1996 im Fraunhofer Institut für chemische
Technologie (Fraunhofer ICT) entwickelt wurde und seitdem
erfolgreich in verschiedenen Bundesländern umgesetzt
wird. In München ist es die Technische Universität München (TUM), die ein TheoPrax-
Kommunikationszentrum eingerichtet hat. Die TUM ist auch Träger des Münchner
TheoPrax-Modells, gefördert durch die Landeshauptstadt München.
Charakteristisch für die TheoPrax-Methodik sind Projektarbeiten, die von Schülerinnen und
Schülern im Rahmen eines Angebots-Auftrags-Verhältnisses durchgeführt werden. Die Projektarbeit
erfolgt also auf der
Grundlage realer Aufträge von
Unternehmen.
Fragestellungen aus Industrie,
Wirtschaft und Kommunen werden
als Auftrag an Schulen gegeben
und in Abhängigkeit von
Schulart und Klassenstufe durch
Schülerinnen und Schüler bearbeitet.
Kernpunkte dabei sind das
verstärkte, selbstgesteuerte Handeln
beim Lernen, praxisorientierte Einblicke in Arbeitsabläufe und Berufsfelder und die aktive
eigenmotivierte Wissensbeschaffung. TheoPrax-Projektarbeit ist immer Arbeit im Team
und immer mit Ernstcharakter. Bislang wurden bundesweit in über 500 erfolgreichen Projektarbeiten
Kooperationen zwischen Schulen und Betrieben umgesetzt.
Die TUM Hall of Science and Technology tritt als Auftraggeber für die Schülerinnen und
Schüler auf und entwickelt gleichzeitig, in Kooperation mit dem bundesweiten TheoPrax-
Netzwerk, die TheoPrax-Methodik weiter.
T1
42
TUM Hall of Science and Technology
Münchner TheoPrax Modell
TUM: Ulrike Schulz, Joachim Noethen,
Andreas Kratzer

Entwicklung eines TUMLab-Kurses zu GIS und Satellitenfernerkundung
Aus den Wetterdaten der letzten Jahrzehnte sind unbestreitbar Veränderungen abzulesen,
die zu einem globalen Klimawandel führen werden. Unwetterkatastrophen durch Aufheizung
der Erdatmosphäre, Bergstürze verursacht durch Rückgang des Permafrostbodens und
Überschwemmungen der Küsten durch den Anstieg des Meeresspiegels stellen für viele
Millionen Menschen eine existenzielle Bedrohung dar. Satellitenbeobachtungen ermöglichen
eine globale Betrachtung der Entwicklungen und stellen daher eine wichtige wissenschaftlich
fundierte Grundlage für weltweit notwendiges politisches Handeln dar. Es wird immer
wichtiger, dass Menschen die Hintergründe verstehen und aus diesem Verständnis heraus
ihr alltägliches Verhalten verändern und notwendige politische Entscheidungen in einer Demokratie
mittragen.
In diesem P-Seminar sollen die Oberstufenschülerinnen und -schüler deshalb für das
TUMLab einen Kurs für die Mittelstufe entwickeln, der anschaulich die Möglichkeiten der
Satellitenbeobachtung verdeutlicht.
T2
43
TUM Hall of Science and Technology
St. Anna Gymansium München (Referenzgymnasium
TUM: Mike Kramler, Andreas Kratzer
Lehrkräfte: Verena Schroll, Margarethe Braun

Zeitgemäße MINT-Curricula: Mathematik für das Lehramt
Der Unterricht gerade in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern fordert von
Lehrkräften mehr als nur die Vermittlung von Fachwissen in einem eng abgegrenzten Bereich.
Fachliche und überfachliche Bezüge herstellen, Inhalte in einen historischen Kontext
einordnen, aktuelle Entwicklungen berücksichtigen oder Interesse für eine wissenschaftliche
Domäne wecken und individuell fördern sind Beispiele für die vielen weiteren Aspekte, die
mit dem Lehren und Lernen in der Schule verbunden sind.
Leider bereitet die Universität die zukünftigen Lehrkräfte nicht optimal auf diese Aufgaben
vor. Die Curricula der Studienfächer sind vor allem daraufhin ausgelegt, Fachwissen im Hinblick
auf die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses effizient zu vermitteln, sie
sind kaum geeignet, Lehramtsstudierenden das nötige umfassende Rüstzeug für ihren späteren
Beruf mitzugeben. Der Projektbaustein „Zeitgemäße MINT-Curricula“ will deswegen
ein Curriculum der Mathematik gestalten, das die vielfältigen spezifischen Anforderungen
des Lehramts besser berücksichtigt. Aus fachlicher Sicht kann man „weniger ist mehr“ als
einen Leitgedanken ansehen. Es wird hier darum gehen, grundlegende Ideen der Mathematik
und ihre historische Entwicklung genauso wie die aktuelle Bedeutung des Fachs in
disziplinärer und interdisziplinärer Hinsicht exemplarisch an geeigneten Teilgebieten aufzuzeigen
und die Kommunikation von Mathematik stärker zu betonen.
Dabei wird es wichtig sein, den Beitrag der Mathematik zur schulischen Bildung explizit zu
machen, wobei der Verzahnung von Wissenschaft und Schulfach Mathematik im Rahmen
des Curriculums eine wesentliche Bedeutung zukommt. Neben der inhaltlichen Konzeption
wird auch die methodische Vorgehensweise den Bedürfnissen von Lehramtsstudierenden
angepasst. Effektives und zielorientiertes Lernen in kleinen und engagierten Gruppen wird
realisiert und soll Vorbildcharakter für das Handeln der zukünftigen Lehrkräfte haben.
M1
44
MINT Curricula
Didaktik der Mathematik
TUM: Kristina Reiss

Zeitgemäße MINT-Curricula: Informatik in der Schule
Didaktik der Informatik an der TUM: Moderne Lehrerausbildung für ein neues Unterrichtsfach
Im Jahre 2003 wurde an den bayerischen Gymnasien Informatik als verpflichtendes Unterrichtsfach
eingeführt. Damit schlug Bayern einen mutigen und radikalen Weg ein, auf den
sich bisher nur Sachsen vorgewagt hatte. Das neue Fach entstand auf Initiative zweier Professoren
der TU München: Peter Hubwieser (Didaktik der Informatik) und Manfred Broy
(Softwaretechnik). Auch die inhaltliche und methodische Konzeption des neuen Unterrichtsfaches
wurde von Peter Hubwieser an der TU München entwickelt und in den Lehrplankommissionen
konsequent durchgesetzt, u.a. auch durch das Verfassen einer erfolgreichen
Schulbuchreihe für das Fach Informatik in Bayern.
Informatik an der Schule ist ohne intensive aktive Beteiligung der Schülerinnen und Schüler
nicht denkbar. Daher muss auch die Lehreraus- und -fortbildung für dieses neue Fach radikal
neue Wege beschreiten. In allen Lehrveranstaltungen der Fachdidaktik werden deshalb
auch die zukünftigen Lehrerinnen und Lehrer zu möglichst aktiver Beteiligung angeregt. Auf
der Grundlage empirischer Ergebnisse entstehen Erkenntnisse und Kompetenzen vor allem
in den Hausaufgaben oder während der Selbstlernphasen in Gruppen- oder Partnerarbeit.
Vorträge kommen soweit möglich von den Studierenden selbst. Kompetenzen werden sofort
durch Anwendung der erlernten Konzepte
aufgebaut. Auch in den Abschlussprüfungen sollen
die Studierenden eher Kompetenzen nachweisen,
anstatt bloß ihr Wissen wiederzugeben.
Den zentralen Teil der Prüfung bildet daher die
Erarbeitung eines Unterrichtsentwurfs, in dem
möglichst viele der in der Vorlesung gelernten
Begriffe, Methoden und Konzepte auf den Informatikunterricht
bezogen bzw. angewandt werden.
Die innovative Leistung des Fachgebietes Didaktik
der Informatik an der TUM wurde u.a. von der
KMK durch den Auftrag zur Entwicklung des
Kerncurriculums Informatik für die Lehrerausbildung
und von der Bayerischen Staatsregierung
durch die Verleihung des Staatspreises für Unterricht
und Kultus gewürdigt.
M2
45
TUM Hall of Science and Technology
Didaktik der Informatik
TUM: Peter Hubwieser

Student Assessment & Admission Center / Qualitätsmanagement
Auswahlverfahren
Sollte jeder, der gerne Lehrerin oder Lehrer
werden möchte, zum Lehramtsstudium zugelassen
werden? Oder gibt es spezifische
Anforderungen an zukünftige Lehrerinnen
und Lehrer, die unbedingt erfüllt sein müssen,
um einen Studienplatz zu bekommen?
Ist ein umfassender Selektionsprozess, in
dessen Verlauf akribisch nach den geeignetsten
Lehramtsstudierenden gesucht
wird, zu empfehlen, oder sollte der Notendurchschnitt
ausschlaggebend für die Zulassung
zum Lehramtsstudium sein? Fragen
dieser Art sind sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus praktischer Sicht von großem
Interesse für die Lehrerbildung. Langfristig hat deren Beantwortung entscheidende Konsequenzen
für die Qualität unseres Bildungssystems. Bei dem Bestreben der TUM School of
Education, geeignete, kompetente und motivierte Lehrerinnen und Lehrer der Biologie,
Chemie, Informatik, Mathematik und Physik auszubilden, steht die Feststellung von Eignung
und Neigung der Lehramtsbewerberinnen und -bewerber im Zentrum.
An der TU München durchlaufen Lehramtsbewerberinnen und -bewerber ein zweistufiges
Eignungsfeststellungsverfahren. In der ersten Stufe der Eignungsfeststellung sind die
Durchschnittsnote der Hochschulzugangsberechtigung (HZB), fachspezifische Einzelnoten
und ggf. eine bereits abgeschlossene einschlägige Berufsausbildung oder andere berufspraktische
Tätigkeiten ausschlaggebend. Die zweite Stufe beinhaltet ein 20-minütiges Einzelgespräch,
bei dem u.a. die Gründe der Bewerberinnen und Bewerber, ein Lehramtsstudium
aufnehmen zu wollen, sowie ihre sozial-kommunikativen Fähigkeiten geprüft werden.
Im Rahmen einer Posterpräsentation stellt die Expertengruppe für Eignungsfeststellung
wichtige studien- und berufsrelevante Kompetenzen bzw. Qualifikationen sowie die methodische
Konzeption des Auswahlverfahrens für den Bachelorstudiengang Naturwissenschaftliche
Bildung (Lehramt Gymnasien) vor. In Form eines simulierten Gesprächs mit einer Lehramtsbewerberin
wird konkret gezeigt, wie z.B. die berufliche Motivation thematisiert werden
kann.
A1 Auswahlverfahren
Empirische Bildungsforschung
46
TUM: Johanna Ray