Steinmühle – Schule und Internat
Kurzprofil : Steinmühle – Schule und Internat
35043 Marburg
Die Schülerinnen und Schüler der Jahrgangstufen 8 und 9 haben die Möglichkeit, mithilfe von Arduino Mikrocontrollern eigenständige Elektronik -Projekte zu realisieren. Arduino ist eine Open-Source-Elektronik-Prototyping-Plattform für flexible, einfach zu bedienende Hardware und Software. Sie wird vor allem von Künstlern, Designern, Tüftlern und Bastlern verwendet, um kreative Ideen zu verwirklichen. An den Mikrocontroller können verschiedene Sensoren (z.B. Temperatur, Bewegung, Helligkeit etc.) und LEDs, Motoren, Taster und Displays angeschlossen werden. Die einzelnen Komponenten werden durch eine einfache Programmierung gesteuert. Auf diese Weise entstehen in kurzer Zeit kleine interaktive Objekte.
Analytisches Denken wird trainiert
Dabei geht es neben der Programmierung der Mikrocontroller auch um den praktischen Aufbau der elektronischen Schaltungen. Insbesondere können Fähigkeiten im technischen Bereich entwickelt und Kompetenzen in Informatik/Programmierung erworben werden. Logisches und analytisches Denken werden trainiert und in Anwendungssituationen umgesetzt. Das Angebot schließt sich an den Physik- und den Projektunterricht an und stellt eine sinnvolle Ergänzung dar.
Kleine Roboter gebaut
Die Schülerinnen und Schüler haben so schon unter anderem einen kleinen Roboter gebaut, der dem Licht einer Taschenlampe folgt, ein per Bluetooth und Smartphone gesteuertes Auto oder ein digitales Thermometer. Weiterhin wurde von einer Schülergruppe in Eigenregie eine Motorensteuerung für ein ferngesteuertes Modellflugzeug entwickelt.
Das Projekt wurde mit einem Besuch im so genannten Robotikum der Philipps Universität Marburg abgeschlossen. Die Schülerinnen und Schüler bekamen die Gelegenheit, im Laufe des dreitägigen Workshops humanoide Roboter vom Typ NAO auszuprobieren. Die Roboter können laufen, sprechen und mit ihrem Gegenüber interagieren. Eine künstliche Intelligenz macht die vielfältigen Interaktionen möglich.
Die Schülerinnen und Schüler hatten dabei die Möglichkeit, mit den Robotern Dialoge, Bewegungen und Gesichtserkennung zu entwickeln und auszuprobieren. Ziel war es dabei, die Roboter nicht nur kennenzulernen und ihre Funktionsweise zu verstehen, sondern das eigene algorithmische Denken, das in der heutigen digitalen Welt besondere Bedeutung hat, zu verbessern.
„Macht weiter, schöpft das Potenzial dieses Projektes aus und beteiligt euch wieder an dem Wettbewerb.“ So lautete vor einem Jahr der Rat der Jury, als die Steinmühlerinnen ihre Hypothese erstmals dem Expertenkreis bekanntmachten. Sie stellten in den Raum, dass das Plastik-Umweltproblem möglicherweise durch die Große Wachsmotte gelöst werden könnte. Für das Experiment waren von Wachsmottenlarven befallene Bienenwaben in Plastiktüten verstaut worden. Schon wenige Zeit später war das Plastik durchlöchert und zerkrümelt. Es konnte im Labor nachgewiesen werden, dass die Larven tatsächlich Polyethylen (PE) abbauen.
- Auf der Suche nach passendem Enzym
Um dem Thema weiter auf den Grund zu gehen, erforschten Lena und Janina nun die Frage, ob die Larven der Großen Wachsmotte im Darm so genannte Symbionten tragen, also Mikroorganismen, die den Plastikabbau mit fördern. Die Arbeiten am frisch verstorbenen Tier, die Übernahme der Bakterien in ein Nährmedium, das Anwachsen der Bakterien, die Bakterienklone und die Durchführung der Polymerasekettenreaktion (PCR) erbrachten die Erkenntnis, dass sich ein bestimmtes Gen aus den Bakterien vermehrt – und warfen die Frage auf, ob dieses Gen als Bestandteil eines vielleicht schon bekannten ähnlichen Enzyms in der Natur vorliegt und dieses durch die Fähigkeit, Kohlenstoffverbindungen zu zersetzen, entscheidend zum Plastikabbau beitragen kann.
„Wir sind dem Ergebnis ein entscheidendes Stück nähergekommen“, berichtet Biologielehrer Dr. Dietmar von der Ahe. „Es ist nicht nur ein Bakterium allein. Auf rund zwei Dutzend mögliche Bakterien haben wir den Kreis der Bakterienkandidaten verringert“, sagt der Fachmann.
- Misserfolge entmutigten nicht
Bis November sah es so aus, als würden die Forschungsarbeiten nicht funktionieren. Über 200 PCR-Reaktionen hätten die Zwölftklässlerinnen durchgeführt und sich trotzdem nicht entmutigen lassen. Dank vieler motivierender Worte, der Koordination und der schlüssigen Strategie des Projekts fiel der Steinmühle auch der Betreuerpreis zu. Das aktuelle Thema „Plastik“ war für den Umweltpreis ein geeignetes Feld. Den Projektpreis gab es für beharrliches, genaues, zielstrebiges Arbeiten.
- Voraussetzungen durch Schülerlabor
Für die Arbeiten der jungen Steinmühlen-Forscherinnen ist das vom Förderverein ausgestattete Schülerlabor der Steinmühle eine wichtige Voraussetzung. Die offizielle Eröffnung des Labors fand 2015 statt.
Gleich mehrfach konnte die Marburger Steinmühle mit Schule & Internat bei Mathe-Wettbewerben Erfolg vermelden: Bei der Bundesrunde der Mathematikolympiade 2018 in Würzburg belegte Steinmühlenschüler Jan Audretsch (Kl. 9) den zweiten Platz. „In diesem mathematisch anspruchsvollen Wettbewerb hast du unter Beweis gestellt, dass du über ein hohes Maß an abstraktem Denkvermögen und eine große Vielfalt an mathematischen Methoden verfügst“, heißt es im persönlichen Glückwunschschreiben des Hessischen Kultusministers Prof. Dr. Alexander Lorz.
Bei der Mathematik-Olympiade können Schülerinnen und Schüler ihre mathematischen Fähigkeiten unter Beweis stellen. „Anspruchsvolle Aufgaben fördern logisches Denken, Kombinationsfähigkeit und den kreativen Umgang mit mathematischen Methoden“, ist auf den Seiten zu lesen. Der Wettbewerb erstreckt sich über mehrere Runden.
Hessenbeste beim Bolyai-Wettbewerb
Auch beim Bolyai- Mathematikwettbewerb hatte ein Team aus Schülerinnen und Schülern der Marburger Gymnasien „Steinmühle – Schule & Internat“ und „Philippinum“ die Nase vorn: In der Jahrgangsstufe 5 schlossen die Steinmühlenschülerinnen Sophia Rogosch und Teresa Katharina Dinges zusammen mit Jonathan Hundt und Leo Yu’an (beide Philippinum) als Hessenbeste ab.
Der Internationale Mathematik-Teamwettbewerb „Bolyai” wurde 2004 in Ungarn ins Leben gerufen und 2014 das erste Mal auch in Deutschland durchgeführt. Ziel ist, Schülerinnen und Schüler anzuregen, Denkaufgaben gemeinsam zu lösen. Der Leitspruch des Wettbewerbs lautet dementsprechend: “Die Fähigkeit zur Zusammenarbeit ist ein ganz zentraler Wert unseres Lebens.” Die Schülerinnen und Schüler diskutieren in Vierer-Teams im vorgegebenen Zeitrahmen von 60 Minuten sowohl Aufgaben als auch vorgegebene Lösungen und können die Arbeit geschickt aufteilen. Der Wettbewerb ist nach dem 1802 geborenen ungarischen Mathematiker János Bolyai benannt, der als einer der ersten Mathematiker auf dem Gebiet der nichteuklidischen Geometrie arbeitete.
