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Schüler der Naturwissenschaftlichen Schwerpunktklasse 10a experimentieren im XLAB Göttingen

Jedes Jahr experimentieren die Zehntklässler der Naturwissenschaftlichen Schwerpunktklasse drei Tage lang im XLAB in Göttingen - so auch in diesem Jahr. Dabei werden sie - auch das schon eine gute Tradition - von Schülern des Johann-Schöner-Gymnasiums in Karlstadt begleitet. Das JSG ist wie das FKG auch eine MINT-EC-Schule.

Das XLAB, das "Göttinger Experimentallabor für junge Leute e.V." ist das größte Experimentallabor für Schüler in Deutschland und in einem eigenen Gebäude auf dem Nordcampus der Universität Göttingen untergebracht. Auf vier Etagen sind vier naturwissenschaftliche Fachbereiche untergebracht, denen jeweils eine eigene Stockwerkfarbe zugeordnet ist: Physik (orange), Chemie (gelb), Biologie (grün) und Neurobiologie (blau).

Wie in unserem FKG-Schülerlabor steht auch dort das selbsttätige Experimentieren ganz oben. Dort stehen allerdings zahlreiche hauptamtliche Dozenten bereit, um mit Schülergruppen aus dem ganzen Bundesgebiet – und darüber hinaus – zu arbeiten. Ein Teil der Dozenten sind Lehrer, der andere kommt direkt aus der experimentellen Wissenschaft. So wird eine große Wissenschaftsnähe und Aktualität der angebotenen Themen gewährleistet. Zudem wird so eine gute Verzahnung zwischen Theorie und Praxis erreicht.

Am 22.2.2017 um 6:30 Uhr wurden die FKG-Schüler vom aus Karlstadt kommenden Bus abgeholt. In Göttingen angekommen, wurde das Gepäck in der Unterkunft abgestellt und es ging sofort weiter ins XLAB, so dass keine wertvolle Experimentierzeit verloren ging.

Die 28 Schüler des FKG wurden in zwei Gruppen aufgeteilt, während die 17 Schüler des JSG eine eigene Gruppe bildeten. Die drei Gruppen durchliefen dann an den drei Tagen jeweils Experimente aus den Themenkomplexen Wellenphysik, Reaktionskinetik und Neurophysiologie (FKG) bzw. Molekularbiologie (JSG).

Die Wellenphysik wurde mit Hilfe von Mikrowellen erschlossen. Mikrowellen sind, genauso wie das sichtbare Licht, elektromagnetische Wellen. Allerdings ist ihre Wellenlänge so groß, dass die Messungen bei den Experimenten mit dem Lineal durchgeführt werden können, während die Wellenlänge von Licht im Bereich von einigen hundert Nanometern (1 nm = 0,000001 mm) liegt und so für Messungen schwer zugänglich sind. Die Experimente umfassten unter anderem die Beugung am Doppelspalt, die Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit und die Interferometrie.

Die Reaktionskinetik ist ein Teilbereich der Chemie, der sich mit dem zeitlichen Ablauf chemischer Reaktionen beschäftigt. Was sich zunächst sehr abstrakt anhört, hat doch große Bedeutung im Alltag. So verläuft z.B. die Oxidation von Kohle (also das Verbrennen) sehr schnell, während die von Eisen (also das Rosten) sehr langsam verläuft. Die Kunst eines Chemikers besteht dann z.B. darin, langsame Reaktionen so zu beschleunigen, dass sie technisch nutzbar angewendet werden können. Im XLAB wurde dieses spannende Gebiet anhand von Farbreaktionen behandelt, so dass der zeitliche Ablauf der Reaktionen gut nachvollziehbar war.

Die Neurophysiologie ist eine biologische Teildisziplin, die sich mit der Funktionsweise von Nervensystemen beschäftigt. In der Schule kann dieses spannende Thema leider nur theoretische (oder durch Filme veranschaulicht) behandelt werden. Das XLAB besitzt nun einmalig eine ausreichende Anzahl an speziellen Messplätzen, an denen die Schüler selbsttätig neurophysiologische Experimente durchführen können. Als Versuchsbeispiel wurde das visuelle System von Säugetieren (in unserem Fall die Schüler selbst) und Insekten (hier von Heuschrecken) gewählt. In beiden Fällen wurde die Flickerfusionsgrenze untersucht, also die Frequenz von Lichtblitzen, bei der diese nur noch als kontinuierliches Licht wahrgenommen werden. Die Schüler konnten ihre eigene Wahrnehmungsgrenze beim Betrachten von Lichtblitzen selbst bestimmen. Da dies bei Heuschrecken nicht natürlich nicht möglich ist, wurde deren Flickerfusionsgrenze durch direkte Ableitung elektrische Nervenimpulse aus ihren Sehnerven ermittelt.

Nach sieben bis acht Stunden im Labor, wobei das Mittagessen in der nahen gelegenen Universitätsmensa eingenommen wurde, standen die Abende zur freien Verfügung. So konnten unsere Schüler auch etwas in das studentische Leben der Universitätsstadt Göttingen hineinschnuppern.

Christian Lorey und Martin Feige, Foto: Peter Schweitzer
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