Gelungene Experimente erweitern den Horizont

Die Physikerin PD Dr. Christin David von der Friedrich-Schiller-Universität Jena erhält in diesem Jahr ein Fellowship im Rahmen des Programms „Fellowships für Innovationen in der digitalen Hochschullehre“. Vergeben werden diese Stipendien vom Thüringer Wissenschaftsministerium gemeinsam mit dem Stifterverband. In den 15 Monaten Laufzeit möchte Christin David illustrative numerische Experimente entwickeln. Ihre Adressaten sind Studienanfänger in den MINT-Fächern, insbesondere Lehramts-Studierende.

Mathematik durchdringt alle Teildisziplinen  

Gemeinsam mit ihren Mitstreitern erstellt Christin David virtuelle Versuchsaufbauten, die reale Phänomene abbilden. Die Studierenden sollen den Aufbau in eine Formel mit veränderlichen Parametern übersetzen und lernen, aktiv Programme zu entwickeln, die solche Formeln in einen Computercode übersetzen. „Unser Ziel ist es, neue Lehrmethoden zu entwickeln und generell neue Impulse in der Lehre zu setzen“, sagt Christin David. Dabei sei stets klar: „Wir erfinden das Rad nicht neu, suchen eher nach geeigneten Beispielen, um das Wissen anschaulich zu vermitteln.“ Haben neue Zugänge in die Naturwissenschaften doch das Potenzial, den Horizont zu erweitern, ein tieferes Verständnis für Zusammenhänge zu ermöglichen. Dabei kreist vieles um die Mathematik. Denn egal welches Fach, die Mathematik durchdringt alle Disziplinen in den Naturwissenschaften und viele darüber hinaus. In der Medizin lasse sich beispielsweise berechnen, wie schnell der Körper Alkohol abbaut, in der Chemie gehe es etwa um Gleichgewichte bei Reaktionen, sagt Christin David. In der Physik gebe es sowieso die „volle Breitseite“ der Mathematik. Letztlich werde den Studierenden vermittelt, wie Mathematik und Realität zusammenhängen. Diese Sicht auf die Naturwissenschaften sollen die Lehrerinnen und Lehrer später in der Schule weitergeben.    

Das kritische Denken befördern

Das Fellowship von Christin David beginnt im Wintersemester. Zunächst werden die numerischen Experimente entwickelt, die im folgenden Sommersemester in der Praxis erprobt werden sollen. Entstehen soll eine Reihe von Lektionen, die aufeinander aufbauen. Christin David sucht noch Mitstreiter für ihr Team, neugierige Lehramtsstudierende seien ihre Wunschkandidaten, sagt sie. „Da bieten sich Chancen für eine Abschlussarbeit in der Fachdidaktik.“ Die numerischen Experimente sind ergänzende Angebote für Selbststudium, Vorlesung oder Seminare, die Studierende befähigen sollen, die fundamentalen Aspekte einer Beobachtung zu hinterfragen und passende Analysemethoden anzuwenden. Das fördert im besten Sinne das kritische Denken der angehenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und stärkt Kompetenzen, die später im Berufsleben entscheidend sind.