AUSBAU NATURWISSENSCHAFTEN FREIE SCHULE WINTERTHUR

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1 AUSBAU NATURWISSENSCHAFTEN FREIE SCHULE WINTERTHUR STAND FEBRUAR 2013

2 Allgemeine Ausgangslage Handy, Computer, Spielkonsolen und andere elektronische Geräte prägen den Alltag unserer Jugendlichen. Trotzdem wählen im Vergleich wenige Jugendliche technische Berufe oder Studienrichtungen. Daran ändern offenbar auch die guten Aussichten auf dem Arbeitsmarkt und die positive Lohnentwicklung in diesen Berufen wenig. In der Schweiz fehlen derzeit rund 3000 qualifizierte Ingenieure. Eine Studie des Berner Sozialforschungsbüros Bass aus dem Jahr 2008 spricht sogar von einer Ingenieurlücke im Umfang von 6000 qualifizierten Berufsleuten. Laut der Studie kostet der Fachkräftemangel die Schweizer Wirtschaft 2008 etwa zwei Milliarden Franken. Genaue Zahlen sind schwierig zu ermitteln. Für die schweizerischen Industrieunternehmen ist aber klar: Es fehlt an Fachkräften in technischen und naturwissenschaftlichen Berufen. Der Mangel an qualifiziertem technischen Personal liegt unter Anderem auch an der geringen Verankerung des naturwissenschaftlichen Unterrichtes auf der Stufe Volksschule. Eine Expertise der Bildungsplanung aus dem Jahr 2009 zu Naturwissenschaft und Technik in der Allgemeinbildung im Kanton Zürich kam zu ernüchternden Einschätzungen: Die Beschäftigung mit naturwissenschaftlichen und technischen Themen setzt im Bildungswesen des Kantons Zürich zu spät ein. Dies betrifft vor allem die Fächer Chemie und Physik. Die Lehrerinnen und Lehrer fühlen sich in den Naturwissenschaften unsicher. Die Lehr- und Unterrichtsmittel sind veraltet. Dadurch fehlen bei vielen Jugendlichen am Ende der obligatorischen Schulzeit sowohl die Basis für eine ausreichende Allgemeinbildung wie auch die Motivation für eine Ausbildung oder ein Studium im technisch-naturwissenschaftlichen Bereich. Aufgrund dieser Expertise beschloss der Bildungsrat des Kantons Zürich 2010, Grundlagen für die Aufwertung des naturwissenschaftlichen Unterrichtes an der Volksschule auszuarbeiten. Quellen ZLV-Magazin 07/10 Beobachter 24/10 R. Frei, SL / Seite 2 von 12

3 Ausgangslage Freie Schule Winterthur An der Freien Schule Winterthur unterrichten Lehrpersonen mit Engagement und Interesse die naturwissenschaftlichen Fächer. Mit ihrem Unterricht möchten sie folgende Ziele erreichen: Interesse an Technik und Natur wecken Freude am Erforschen und Entdecken gewinnen Basiswissen in Technik und Naturwissenschaft erarbeiten und festigen Bezüge zur Alltagswelt der Jugendlichen schaffen auf Berufsbildungen und Studiengänge in technisch-naturwissenschaftlicher Richtung aufmerksam machen Diese Ziele lassen sich aufgrund der veralteten und eingeschränkten Ausrüstung an der Freien Schule Winterthur nur zum Teil erreichen. Ein moderner naturwissenschaftlicher Unterricht, bei dem das selbständige Entdecken, Erforschen, Beschreiben und Erklären der Schülerinnen und Schüler einen wichtigen Platz einnehmen, lässt sich nur mit Abstrichen oder mit grossem Aufwand umsetzen. Ein Ausbau ist vor allem beim Experimentiermaterial zum selbsttätigen Arbeiten der Schülerinnen und Schüler und beim Demomaterial nötig. Zudem ist die Einrichtung des Naturkundezimmers den neuen Gegebenheiten anzupassen. Die Finanzierung eines Ausbaus des naturwissenschaftlichen Bereichs ist für die Freie Schule Winterthur aus den knappen Eigenmitteln kaum möglich. Daher sind wir auf externe Unterstützung angewiesen. R. Frei, SL / Seite 3 von 12

4 Projektziel Per Ende Schuljahr 2012 / 2013 wird die Ausrüstung und Einrichtung für die naturwissenschaftlichen Fächer angepasst, ergänzt und ausgebaut: Materialien für Schülerversuche Demomaterialien Einrichtung Naturkundezimmer, Infrastruktur Lehrmittel: Schülerbücher, Fachliteratur, weitere Medien (DVD etc.) Das Projekt hat folgende Absichten: Unterricht / Pädagogik Die Lehr- und Unterrichtsmittel ermöglichen einen schülergemässen, aktiven und interessanten Unterricht. Die Infrastruktur zum selbsttätiges Entdecken, Erleben und Erforschen durch die Jugendlichen ist vorhanden. Die Freude an Natur und Technik wird durch attraktive und zum Nachdenken anregende Lehr- und Unterrichtsmittel geweckt. Positionierung der Freien Schule Winterthur Vision: Die Freie Schule übernimmt in der Stadt Winterthur beim naturwissenschaftlichen Unterricht auf der Sekundarstufe eine Vorreiterrolle. Die Umsetzung des Projektes erfolgt über Teilziele: Lehrplan & Lernziele Der Lehrplan der Sekundarstufe A im Bereich Naturwissenschaften ist analysiert und inhaltliche Schwerpunkte sind gesetzt. Es sind spezifische Lernziele für den Bereich Technik & Umwelt formuliert. Die fachliche Verknüpfung zwischen den Unterrichtsinhalten der Primarschule, des Übergangsjahres und der Sekundarstufe ist vorhanden. Lehrmittel Es ist festgelegt, auf welchen Lehrmitteln der Unterricht in Naturwissenschaften abstützt. Analyse vorhandene Unterrichts- & Lehrmittel Die vorhandenen Unterrichts- und Lehrmittel sind erfasst. Es ist geklärt, ob und wie diese für den Unterricht eingesetzt werden können. R. Frei, SL / Seite 4 von 12

5 Ausbau Sammlung Unterrichts- & Lehrmittel Der Bedarf an zusätzlichen Unterrichts- & Lehrmittel ist ermittelt. Er orientiert sich an den Lernzielen. Die Kosten für den Ausbau der Sammlung sind erhoben. Infrastruktur Der Bedarf an (zusätzlicher) Infrastruktur ist geklärt (Einrichtung Schulzimmer, Beamer, Aufbewahrung, etc.). Ein Ausbau orientiert sich an den Lernzielen. Die Kosten sind ermittelt. Finanzierung Die Finanzierung ist gesichert: Die zum Ausbau nötigen Mittel sind vorhanden. Umsetzung Die Unterrichts- und Lehrmittel sind zur Benützung bereit. Das Schulzimmer ist fertig eingerichtet. Auftraggeber Fachschaft Naturwissenschaften Schulleiter R. Frei, SL / Seite 5 von 12

6 Sponsoren Projektidee Vorstand Verein Freie Schule Winterthur Finanzen Sponsoren aus Wirtschaft & Stiftungen Projektteam Fachschaft Naturwissenschaft Sek Jules Schwarzenbach (Sek, Projektleitung) Silvana Neuer (Sek) Eva Trüb (Übi) Marco Spirig (Übi) Roger Frei (Sek, Schulleitung) ev. Vertretung Vorstand Verein Freie Schule Winterthur Ressourcen personelle Ressourcen Projektleitung Projektteam Schulleitung: Abklärungen, Aufbereitung Unterlagen Sekretariat: administrative Arbeiten, Versand, etc. finanzielle Ressourcen Projektleitung: (teilweise) Entlastung vom Unterricht Umsetzung Projekt (Schätzungen): Investitionen Unterrichtsmittel Schülerversuche (siehe Seiten 10 & 11) Fr. 40'000.- davon bereits finanziert (Stand Februar 2013) Demomaterialien (siehe Seite 12) Fr. 9'000.- Infrastruktur (Schülertische, Transportrollis etc.) Fr. 9'000.- Lehrmittel & Medien Fr. 2'000.- Fr. 60'000.- ca. Fr. 38'000.- laufende Kosten jährlich Fr. 1'500.- R. Frei, SL / Seite 6 von 12

7 Infrastruktur für Projektteam Sitzungszimmer, EDV, Arbeitsmaterialien, etc. sind vorhanden Schnittstellen Sekundarklassen Unterricht Biologie / Physik / Chemie Übergangsjahr / 6. Klasse Naturkundeunterricht Sponsoren regelmässige Informationen zum Stand der Umsetzung Hinweise auf Sponsoring Homepage / weitere Publikationen (falls gewünscht) Besichtigung / Sponsorenanlass nach Umsetzung Team regelmässige Info Vorstand Verein Freie Schule Winterthur regelmässige Info Volksschule Lehrplan Naturwissenschaften Lehrmittel Qualitätssicherung Ziele werden verifiziert regelmässige Information von Vorstand und Team Evaluation 4 Mt. / 9 Mt. nach Umsetzung des Projektes das Projekt wird auf Fachliteratur abgestützt R. Frei, SL / Seite 7 von 12

8 Kontaktperson Roger Frei Schulleiter Heiligbergstrasse Winterthur R. Frei, SL / Seite 8 von 12

9 Phasenplan Inhalt / Aktivität Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Sitzungen Projektteam Ziele & Absichten Lernziele Lehrplan Lehrmittel Meilenstein 1: Ziele & Absichten sind geklärt Bedarfsanalyse Analyse vorhandene Sammlung Analyse vorhandene Infrastruktur Ermittlung Ausbaubedarf Meilenstein 2: Bedarf Ausbau ist geklärt Evaluation Anschaffungen Unterrichtsmittel Infrastruktur Medien Meilenstein 3: Möglichkeiten Ausbau sind evaluiert Finanzierung Sponsorensuche Meilenstein 4: Das Startkapital von rund Fr. 20'000.- ist vorhanden. Meilenstein 5: Die vollständige Finanzierung ist gesichert. Umsetzung Anschaffungen Unterrichtsmaterialien Meilenstein 6: Die Unterrichtsmaterialien für die Bereiche Optik / Chemie / allg. Stativmaterial sind vorhanden. Meilenstein 7: Alle Unterrichtsmaterialien für die Bereiche sind vorhanden. Ausbau Infrastruktur Labor Meilenstein 8: Ausbau Labor ist umgesetzt. Evaluation 4 & 6 Monate nach Abschluss des Projektes R. Frei, SL / Seite 9 von 12

10 Unterrichtsmaterialien KISAM Versuchsboxen; je eine Box für 8 Schülergruppen à 2 3 SchülerInnen Grundausrüstung 1 allg. Material / Stativmaterial feuerfeste Eternitplatte Stativ Schutzbrillen Verbrennungslöffel Neopren-Schlauch Drahtgewebe mit Keramikeinlage (für Brenner) Reinigungsbürsten Grundausrüstung 2 Glaswaren Bechergläser Messbecher Erlenmeyerkolben Tauchsieder Reagenzgläser Pipette Grundausrüstung 3 Chemie I Reagenzglashalter Spatellöffel Reagenzglashalter Trichter Tiegelzange Messzylinder Vierkantmuffe Stativklemme Grundausrüstung 4 Chemie II Mörser Abdampfschale Pistill Gummistopfen Indikatorpapier Uhrglas Glasrohre Grundausrüstung 5 Mikrokosmos Lupe Lupenstativ Pinzetten Messer Pipette mit Gummiballon Petrischalen Objektträger Deckgläser R. Frei, SL / Seite 10 von 12

11 Grundausrüstung 6 Mechanik I Räder Massenstücke Flaschenzug Drehlager Federn Krokodilklemmen Stecker Grundausrüstung 7 Mechanik II Kraftmesser Saug-Druckpumpe Hebelschiene Thermometer Stahlmassstab Plexiglas-Rohr PVC-Rohr Grundausrüstung 8 - Optik Linsen Lampe Blenden Spiegelmodelle Farbfilter Linsenmodelle Grundausrüstung 9 Elektrik I & Magnetismus Widerstände Lampe Konstantandraht Messingdraht Drehwiderstand Rundmagnete Kohlestab Kabel Grundausrüstung 10 Elektrik II & Elektronik Leuchtdioden Diode Fotowiderstand Widerstand Spule Kompass Transistor Messinstrument Zusatzmaterial Stativlochplatte Optische Bank / U-Schiene Netzgerät 12V/10A Dreibein Bunsenbrenner R. Frei, SL / Seite 11 von 12

12 Demomaterialien / Zusatzmaterialien Artikel Anzahl Skelett Vogel 1 Modell Auge 1 Binokular N. P Mikroskop Euromex 8-10 Destillierapparat 1 Destillierkolben Erdöl 1 Erdöl 1 Gaswaschflasche 4 Magneteisenstein 2 Arbeitsmaterial Elektrostatik 1 Würfel 1 cm3; div. Materialien 2 Messkörper 2 Raketenbausatz (Druckluftrakete) 1 Fallröhre 1 Wasserenergie-Modell 1 Gerätesatz Energieerhaltung 1 Gerätesatz Energieumwandlung 1 Radiometer 1 Dampfmaschine 1 Vakuumglocke 1 Schallpegel-Messgerät 1 Projektionsmodell Teilchenbewegung 1 R. Frei, SL / Seite 12 von 12