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Inhalt:

• Zielsetzung
• Der Labortag – Ein Angebot für Schüler und Lehrer
• Ausstattung
• Zielgruppen

Zielsetzung

Mit ihrem Schülerlabor möchte das GSI Helmholtzzentrum eine Brücke schlagen zwischen der naturwissenschaftlichen Ausbildung an Schulen und aktueller Forschung, wie sie auch bei GSI betrieben wird. Ausgehend von dem Lehrplan für hessische Schulen stehen neun Experimentierplätze zu den Themen Radioaktivität und Strahlung zur Verfügung. Sie führen in moderne Experimentiermethoden der Kern- und Elementarteilchenphysik ein. Schülerinnen und Schüler arbeiten selbstständig an Experimenten, die in ihrer Art und Zusammenstellung über das hinausgehen, was an Schulen in der Regel möglich ist. In unmittelbarer Nachbarschaft zu den Experimentiereinrichtungen der GSI lernen die Schülerinnen und Schüler die faszinierende Welt der Physik kennen. Daher ist das Schülerlabor auch ein Ort der Begegnung von Schülern, Forschern und Lehrern.

Der Labortag – Ein Angebot für Schüler und Lehrer

Die Lerngruppe sollte bereits etwa 2 Wochen vor ihrem Besuch des Schülerlabors im Fachunterricht in bis zu neun Gruppen mit je zwei bis drei (maximal vier) Schülerinnen und Schüler aufgeteilt werden. Der Fachlehrer teilt diesen Gruppen ihr Experiment zu und hilft ihnen bei der Vorbereitung im Rahmen des normalen Unterrichts. Hierzu stehen umfangreiche Experimentieranleitungen und Handreichungen für Schüler und Lehrer auf der Homepage des Schülerlabors zur Verfügung. Viele Kontrollfragen und Aufgaben erleichtern dabei den Gruppen die Vorbereitung auf ihr Experiment. Bei der Konzeption wurde Wert darauf gelegt, den Vorbereitungsaufwand für den unterrichtenden Lehrer möglichst gering zu halten.

Der Labortag bei GSI beginnt mit einer dreistündigen Arbeitsphase, in der jede Gruppe das von ihr vorbereitete Experiment bearbeitet. An den Experimentierstationen arbeiten die Schülerinnen und Schüler weitestgehend selbstständig. Die Experimente sind fest installiert und am Labortag ohne Umbauten sofort funktionsfähig. GSI-Mitarbeiter und der begleitende Lehrer betreuen die Gruppen während der Arbeitsphase. Nach dem gemeinsamen Mittagessen stellen die Schülerinnen und Schüler, z.B. in einem „Expertenpuzzle“, ihre Ergebnisse vor. Es schließt sich eine einstündige Besichtigung der Experimentieranlagen des GSI Helmholtzzentrums an. Die während des Labortags gewonnenen Daten können der Lerngruppe auf Wunsch für die weitere Auswertung und Bearbeitung in der Schule zur Verfügung gestellt werden (ein USB-Speicher-Stick ist mitzubringen).

Ausstattung

Die Experimente sind, abhängig von Strahlungsart und Fragestellung, mit verschiedenen Detektortypen ausgestattet, die in ähnlicher Form bei vielen Experimenten bei GSI verwendet werden: Ionisationskammer, Geiger-Müller-Zählrohr, Oberflächen-Sperrschicht-Zähler sowie NaI- und Ge-Detektoren. Eine großformatige, kontinuierlich arbeitende Nebelkammer zeigt die faszinierenden Nebelspuren der allgegenwärtigen Teilchenstrahlung. In einer Elektrophoresekammer wird der Nachweis von Strahlenschäden bei bestrahlten DNA-Proben durchgeführt. Je nach Aufgabenstellung stehen moderne Digitaloszilloskope, professionelle Koinzidenzelektronik, Vielkanalanalysatoren und Messwerterfassungssysteme zur Verfügung. Jeder Experimentierplatz ist zusätzlich mit einem PC für die Aufnahme und Analyse der Daten sowie für Recherchen ausgestattet.

Zielgruppen

Das GSI-Helmholtzzentrum bietet das Schülerlabor "Radioaktivität und Strahlung" seit Sommer 2010 in zwei Varianten an:

Das BASIC-Labor richtet sich vorrangig an Schülerinnen und Schüler der 9. Jahrgangsstufe des Gymnasiums bzw. der 10. Jahrgangsstufe der Real- bzw. Gesamtschule. Alle Gruppen arbeiten dabei zunächst an identischen Experimentiersets nach der gleichen Experimentieranleitung, wobei fakultative Experimentiervorschläge eine Differenzierung nach Arbeitstempo, Interesse und Leistungsfähigkeit vorsehen.

Das EXPERT-Labor richtet sich an naturwissenschaftliche Grund- und Leistungskurse der gymnasialen Oberstufe (vorzugsweise Q4) sowie an besonders interessierte und gut vorbereitete Lerngruppen der 9. Jahrgangsstufe des Gymnasiums bzw. der 10. Jahrgangsstufe der Real- bzw. Gesamtschule. Anders als im BASIC-Labor experimentieren die Gruppen hier an 9 unterschiedlichen Experimentierstationen.

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