Hartmut Jatzke-Wigand, Peter Jäger
Photovoltaik online
Projektunterricht zu regenerativen Energien
1 Projektidee – der kreative Aufbruch
Zentraler Ausgangspunkt für die Konzeption und anschließende Realisierung des Projekts »Photovoltaik online« war unsere Unzufriedenheit mit tradierten Lehr- und Lernformen. Was störte uns?
Die oft aufgesetzte Fächersplittung.
Die mangelnde Berücksichtigung selbst gesteuerter Lern- und Arbeitsformen und die nicht vorhandene Kooperation auf europäischer Ebene.
Die Nichtbeachtung moderner Methoden der Visualisierung und Präsentation und das Ausblenden neuer Kommunikationsmöglichkeiten über weltweite Netze.
Die unzureichende Beschäftigung mit regenerativen Energien.
Nach unserer Auffassung sollten handlungsorientierter Unterricht, projektorientiertes Arbeiten mit und über innovative Technologien, neue Formen der Kommunikation und Recherche erweitert und gestärkt werden. Aber: Utopien lassen sich nur in der Pra xis überprüfen! Es entstand deshalb die Idee für das Projekt »Photovoltaik online «: Unter Nutzung moderner Technologien (Internet) soll über moderne Technologien (Photovoltaik) kommuniziert werden. Schulische Rahmenrichtlinien existi ert en bei Projektbeginn nicht – dieses Projekt sprengte schon im Ansatz alles Gewohnte!
Günstige Rahmenbedingungen - der Hamburger Klimaschutzfond finanzierte eine 1,7 kW Solaranlage, und eine dem Neuen aufgeschlossene Schulleitung ermöglichte die Einrichtung eines Projektraums – gaben den Schub, das Projekt zu konzipieren und unsere Auffassungen in täglicher Praxis zu überprüfen.
2 Zielsetzung – das hohe Anspruchsniveau
Prinzipielles Ziel bei der Durchführung des Projekts »Photovoltaik online« war, dass die Lernenden sich möglichst eine umfassende Selbstlernkompetenz aneignen sollten. Wir planten weiterhin, die täglichen Daten unserer Photovoltaik-Anlage mit denen in zwei verschiedenen europäischen Standorten (Italien und Großbritannien) zu vergleichen. Einerseits brauchten wir für den Förderantrag im Rahmen des Leonardo-da-Vinci-Programms einen Partner im Ausland. Andererseits bot sich für das Projekt eine Schule im Süden an. Italienische Sprachkenntnisse und lose Kontakte mit der Schule in Viterbo ließen die Wahl auf Italien fallen. Die Schule in Viterbo verfügte ihrerseits über sehr gute Kontakte zum People's College in Nottingham.
Den wichtigen Zusammenhang zwischen den fachbezogenen Zielsetzungen des Projekts und die im Projekt möglichst zu erreichenden Schlüsselqualifikationen zeigen die nachfolgenden kurzen Aufstellungen in Tabelle I und Tabelle 2 (siehe nächste Seite).
3 Durchführung – der tägliche Kampf mit den Projektzielen
3.1 Rahmenbedingungen
Das Projekt »Photovoltaik online« startete am 1. Februar 1996 in der BAS Klasse (eine Klasse der Berufsaufbauschule) der Fachrichtung Technik/Sozialpädagogik, und zwar an zwei Wochentagen mit insgesamt 16 Unterrichtsstunden. Integriert wurden die Fächer Technologie, Physik, Politik, Kommunikation und Englisch. Mit Projektbeginn versuchten wir eine Kooperation
mit dem Instituto professionale di stato per l'industria e l'artigianato (IPSIA) in Viterbo/ltalien, dem People's College in Nottingham/UK und dem Ausbildungszentrum der Hamburgischen Elektricitäts-Werke AG (HEW) aufzubauen.
Den Projektraum (Bild 1) statteten wir mit drei Windows-NT-4.0-vernetzten, multimediatauglichen Computern und einem Drucker aus. Zwei Rechner finanzierte der Verein »Schulen ans Netz«. Die zusätzlich benötigte Software für die Vernetzung lieferte kostenfrei die Firma Microsoft. Der Internetzugang wurde zunächst über den Provider T-Online, später über WinShuttle (DFN) realisiert.
2. Grundprinzipien der Projektdurchführung
Im Folgenden seien aufgrund der erforderlichen Kürze nur unsere Grundprinzipien für die Projektdurchführung aufgezeigt.
Visualisierung von Zusammenhängen: Die Lehrenden konnten anhand von
Wandzeitungen u.a. die jeweiligen Projektphasen und -probleme aufzeigen (Was haben wir erarbeitet? Wohin wollen wir? Welche Probleme existieren?).
Präsentation der Ergebnisse: Folienherstellung für den OH-Projektor bzw.
PowerPoint-Darstellungen der Arbeitsergebnisse.
Projektmangment für die Durchführung: Beispielsweise das Aufstellen von Meilensteinen, lst -/Soll-Vergleich bei Teilzielen, Visualisierung von zu erledigenden Arbeiten anhand von Zeitleisten.
Arbeitsteiliges Vorgehen und Binnendifferenzierung: Stützung der schwächeren Schülerinnen und Schüler durch Hervorhebung ihres Anteils am Projekt und Verdeutlichen des »roten Fadens« des Projekts.
Eingehen auf Gruppenprozesse: Aufgreifen von Störungen zwischen den
Schülerinnen und Schülern durch Lehrende, Anbieten verschiedener Lösungsmöglichkeiten, aber auch Setzen von klaren Begrenzungen.
Kommunikation zwischen den Lehrenden: Zentral für die Projektdurchführung ist eine ständige Kommunikation über den Projektstand und die zu erledigenden Aufgaben. Regelmäßige Treffen und ein hoher Zeitaufwand sind dafür einzuplanen.
3. Recherche und Gestaltung von HTML-Seiten für die Homepage unserer Gewerbeschule 20 (G 20)
Zur Darstellung der Projektergebnisse wurden folgende Themen für HTML Seiten bearbeitet:
Wie wird Licht in Strom umgewandelt?
Was ist Licht? (Versuche, Gesetzmäßigkeiten, Energieausbeute)
Messdatenanalyse im Vergleich verschiedener PV-Anlagen.
Beschreibung der Photovoltaik-Anlage der G 20.
Analyse der von Greenpeace erstellten Materialien zur Energie.
Erarbeitung der Grundlagen der Halbleiterphysik.
Wir versuchten in unserem Unterrichtsprozess bei der Erstellung von HTML-Seiten möglichst viele Dimensionen der Selbstlernkompetenz und des Projektmanagements mit einzubeziehen. Was war dabei für uns zentral?
Jede Gruppe führte ein Projekttagebuch. In ihm wurden Rechercheergebnisse mit Quellenangaben, bei der Recherche auftretende Schwierigkeiten, ein zeitlicher Ablaufplan und Internetadressen aufgelistet. Besonderen Wert legten wir auf das präzise Formulieren von Informationsdefiziten. Der Rechercheprozess wurde so nachvollziehbar. Möglichkeiten des Controllings - d.h. ein lst/Soll-Vergleich (Ist: Arbeitsstand der Gruppe, Soll: gestecktes Gruppenziel) nach den Methoden des Projektmanagements wurden genutzt.
Jede Gruppe dokumentierte im Projekttagebuch inhaltlich ihre Themenbearbeitung. Dazu gehörten die Systematisierung des jeweiligen Themas anhand von Leitfragen (wichtig war auch die Darstellung des Weges zur Systematisierung) und das möglichst genaue Aufführen von Schwachstellen (Was fehlt noch an Informationsmaterial für mein Thema? Wo könnte ich weiter recherchieren?).
Das Projekttagebuch dokumentierte auch die Merkmale des Gruppenprozesses. Wichtige Fragestellungen dazu lauteten: Wo traten Schwierigkeiten bei der Zusammenarbeit auf, welche waren es und wie haben wir versucht sie zu lösen?
4. Ergebnisse - die Freude über das Erreichte
Zuallererst: Das Lernen machte den Schülerinnen und Schülern Spaß, sie waren stolz auf ihr Projekt, sie konnten ihre Interessen optimal einsetzen, sie verloren vorhandene Berührungsängste hinsichtlich der neuen Medien und konnten sich so eine eigene Position zu diesen Medien erarbeiten.
1. Einweihung der Photovoltaik-Anlage
Bei der Einweihung vor großem Publikum und mit Pressebeteiligung verwendeten wir drei Computer. Mit einem hatten wir ständigen Zugriff auf die Homepage der G 20 (http://www.hh.schule.de/g20/) und konnten die gewünschten Seiten bei den einzelnen Redebeiträgen einblenden. Mit dem zweiten Computer besaßen wir Zugriff auf die Daten der Photovoltaik-Anlage. Mit dem dritten Computer unterstützten wir die Rednerbeiträge durch eine PowerPoint-Präsentation. Die Bildschirme der Computer wurden je nach Bedarf mit Hilfe eines Beamers auf eine Leinwand projiziert.
Für uns besonders erfreulich waren die Schülerinterviews mit den anwesenden Medienvertretern, in denen deutlich eigenständige Positionen zur Internetarbeit, zur Photovoltaik, zu den regenerativen Energien und den Lernformen innerhalb der Klasse geäußert wurden.
4.2 Präsentation des Projekts auf verschiedenen Veranstaltungen
Als Projektaufgabe betrieb die BAS 6.3 auf der Veranstaltung "Hamburger Schulen ans Netz" einen multimedialen Informationsstand. Sie stellten ihre Internetaktivitäten der interessierten Öffentlichkeit vor. Die Schülerinnen und Schüler informierten anhand von Wandzeitungen, Informationsblättern, unserer Homepage und intensiv geführten Gesprächen mit den Besuchern über unser Projekt du ihre subjektiven Lernerfahrungen mit dem Internet.
Außerdem führten sie eine aktive Berichterstattung über die Veranstaltung durch, indem sie mit einer Digitalkamera die anderen Stände und die Atmosphäre der Veranstaltung bildnerisch dokumentierten. Sie konnten die ausgedruckten Bilder Interessierten sofort zur Verfügung stellen.
4.3 Präsentation über die Möglichkeiten des Internet für das Kollegium der G 20
1997 besaß unser Lehrerkollegium nur geringe Kenntnisse über das Internet und die Möglichkeiten der didaktischen Einbindung in das Unterrichtsgeschehen. Es entstand für die Klasse die Aufgabe, dem Kollegium mit mehreren Vorträgen und anschließender von Schülerinnen und Schülern betreuten Übungsphase für Lehrkräfte eine Interneteinführung zu geben.
Die inhaltlichen Themenbereiche wurden von den einzelnen Gruppen vorbereitet (u.a.: Was ist das Internet? Wie ist es geschichtlich entstanden? Was wird unter dem World Wide Web verstanden? Wie arbeiten wir in der Schule innerhalb des Projekts mit dem Internet? Wie schreibe und empfange ich E-Mails?
4.4. Präsentation unserer Arbeitsergebnisse für die Sendung Tagesthemen der ARD
Bei einem Besuch des Fernsehteams der »Tagesthemen« konnten wir unsere
Internetarbeit darstellen und die Schüler sich besonders zu dem Thema der Energieeinsparung - ein weiteres wichtiges Thema unseres Projekts - äußern.
4.5. Erste Fachtagung des Vereins »Schulen ans Netz« in Bonn
Ein Lehrer des Projekts fuhr mit zwei Schülern zur 1. Fachtagung des Vereins
»Schulen ans Netz« vom 30. bis 31. Oktober 1996 nach Bonn. Es war sehr interessant die unterrichtlichen und schulischen Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Internetprojekte kennenzulernen und den Arbeitsstand anderer Schüler - und Lehrergruppen mit den auftretenden Schwierigkeiten zu erfahren. Wir konnten so die Ergebnisse und Fortschritte des eigenen Projekts besser einordnen, ihre didaktische Verortung präzisieren.
Die Schüler erhielten als Multiplikatoren wichtige Anregungen (z.B. über den Einsatz von Digitalkameras zur schnellen bildnerischen Dokumentation und deren Veröffentlichung im Netz), arbeiteten danach hoch motiviert in unserem Projekt weiter und besaßen den Ehrgeiz, ihre Arbeit an der G 20 durch besonders gut gestaltete HTML-Seiten zu dokumentiere n.
2. Begrenzungen - die Frustration über die Unzulänglichkeit
Probleme unterschiedlicher Reichweite begrenzten unsere Zielvorstellungen - sie erforderten während des Projektverlaufs Neudefinitionen der Teilziele. Hier erwies sich die grundsätzliche Bereitschaft der Lehrenden flexibel zu handeln - gekoppelt mit den Methoden des Projektmanagements - als besonders hilfreich. Welche Begrenzungen traten auf?
Internetrecherche
Die Schülerinnen und Schüler benötigten bei ihrer Recherche außer den Wartezeiten beim Laden der Web-Seiten eine zu lange Lesezeit, um die für ihre Fragestellung relevanten Informationen zu finden. Es war für sie nicht einfach, möglichst schnell Wichtiges von Unwichtigem zu unterscheiden. Es fehlte die Fähigkeit quer zu lesen, mehr spielerisch und intuitiv mit Texten und Informationen umzugehen. Außerdem grenzten wir die Aufgabenstellungen nicht deutlich genug ein, sie waren deshalb für einzelne Schülerinnen und Schüler schwer zu recherchieren.
Weiterhin beschränkten mangelnde Englischkenntnisse der Schülerinnen und Schüler die Recherche. Für sie eine wichtige, motivierende Erfahrung für das Erlernen von Fremdsprachen.
Erstellen von HTML-Seiten
Die Schülerinnen und Schüler besaßen beim Projektanfang nur geringe Computererfahrungen. Trotz durchgeführter EDV-Grundbildung traten Probleme mit dem Programmhandling, dem gleichzeitigen Arbeiten mit mehreren Programmen auf (u.a. HT M L-Editor,»GNN«-Press, die Scanner Software, das Bildbearbeitungsprogramm »PSP«). Die Erstellung von HTML-Seiten war daher mit einem hohen Zeitaufwand - bei leider unzureichender Betreuungszeit der Lehrenden - verbunden. Diese Probleme konnten einige Schülerinnen und Schüler durch Fortführung der Arbeiten am eigenen Computer auffangen. Die richtige Verknüpfung zwischen den einzelnen HTML-Dateien erwies sich für die Schülerinnen und Schüler als kompliziert. Hier half die Visualisierung der Verknüpfungen anhand von Baumdiagrammen auf Wandzeitungen. Die hierarchische Ordnung ließ sich so eindeutig festlegen und visualisieren.
Gravierende Unterschiede zwischen leistungsstarken und leistungsschwachen Schülern
Binnendifferenziertes Arbeiten, durch Projektarbeit zusätzlich motivierte Schülerinnen und Schüler verstärkten vorhandene Leistungsunterschiede. Es war besonders in Prüfungszeiten anstrengend, ein Klassenklima zu schaffen, bei dem jeder der Beteiligten das Gefühl besaß, mit seiner Arbeit einen Beitrag für das gemeinsame Projekt zu leisten.
Rollenverhalten der Lehrenden
Projektorientiertes Arbeiten - besonders mit innovativen Technologien - stellt für die Lehrenden ihr herkömmliches Rollenverhalten in Frage und zwingt sie ihr Methodenrepertoire zu erweitern, zugleich aber mit den Schülerinnen und Schülern neue Lernfelder zu erarbeiten. Viele Kolleginnen und Kollegen wurden durch diese Arbeitsformen verunsic hert. Wir haben bei der Projektdurchführung auf diese verständlichen Ängste nicht genügend Rücksicht genommen - das führte zu unnötigen
Störungen des Projektablaufs.
Kooperation mit Partnern
Mit dem IPSIA in Viterbo/ltalien fand ein intensiver Gesprächsaustausch über die gemeinsame Durchführung des Projekts im Rahmen des Programms »Leonardo da Vinci« der Europäischen Gemeinschaft statt. Wir entwickelten auf einem gemeinsamen Treffen im April 1996 die Projektidee mit einem Arbeitsplan und beantragten die Förderung im Rahmen des Leonardo -Programms. Dem schlossen sich die HEW und das People's College an. Die zuständige Kommission lehnte 1997 den Antrag ab. Ohne finanzielle Unterstützung sah sich das IPSIA nicht in der Lage, mit uns zusammen das Projekt weiter zu verfolgen.
Einstellung der BAS-Beschulung aufgrund von Sparmaßnahmen
Trotz gemeinsamer Arbeitsprogramme und großem Kooperationsinteresse konnte ab Mai 1997 die Kooperation mit der HEW und dem People's College nicht fortgeführt werden, weil die Hamburger Schulbehörde aufgrund von Sparmaßnahmen die BAS-Beschulung einstellen ließ.
3. Ausblick - die kreative Fortführung
Seit dem 1. Februar 1998 arbeiten in dem Projekt »Photovoltaik online« mit der Klasse VJM 7.3 (Migranten, hauptsächlich aus Afghanistan und Afrika; Ziel: mittlere Reife). Eine Projektgrundlage bildet die Vermittlung von Deutschkenntnissen in sämtlichen Fächern, die Erweiterung und Stärkung der individuellen Selbstlernkompetenz, die Einführung in die EDV und natürlich die Arbeit mit den weltweiten Netzen. Im ersten Teilprojekt bauen die Lernenden ein drehbares Objekt mit Motor und Solarzelle. Integriert dazu sind die Fächer Deutsch (u.a. Erstellen von Listen der Fachbegriffe), Elektrotechnik (u. a. einfacher elektrischer Stromkreis, Strom, Spannung), technisches Zeichnen (u a. fachgerechte Zeichnungen, Bemaßungen), Elektropraxis und Internetarbeit (u.a. Recherche zur Funktion von Solarzellen und deren Aufbau).
Hartmut Jatzke-Wigand
Peter Jäger
Gewerbeschule 20
Billwerder Billdeich 620
21033 Hamburg
E-Mail: g20hh@aol.com
Quelle:
Jatzke-Wigand, H.; Jäger, P.: Photovoltaik online. In: Drabe, M.; Garbe, D. (Hrsg.): Schulen ans Netz, Berlin 2000, 2. Auflage, 191-200