Die Diskrepanz könnte nicht grösser sein: Die meisten Jugendlichen finden Handys und Computer äusserst wichtige technische Hilfsmittel, futieren sich jedoch komplett über deren physikalische Grundlagen. Die Universität Oslo ist dieser Zeiterscheinung auf den Grund gegangen und hat äusserst beunruhigende Tatsachen ans Licht gefördert. Im ROSE-Projekt (ROSE = Relevance Of Scientific Education) wurden Jugendliche aus über 30 Ländern nach deren Interessen für naturwissenschaftliche Themen befragt. Das brisante Resultat: Je reicher die Länder, desto tiefer das naturwissenschaftliche Interesse. Den wohlhabenden Industrieländern gehen die wichtigsten aller Ressourcen aus: Interessierter und motivierter Nachwuchs, der fähig ist, den heutigen Entwicklungsstand der Gesellschaft aufrecht zu erhalten und durch ständige Innovationen weiterzuentwickeln. Die rohstoffarme Schweiz ist in dieser Beziehung ganz besonders verletzlich. Jedoch scheint weder die Politik noch die Wirtschaft die Brisanz der Lage zu erkennen, und im Bildungssektor gehört die antinaturwissenschaftliche Einstellung fast zur Tradition.
Das PSI leistet Pionierarbeit in der Schweiz
Das iLab ist das erste physikalische Schülerlabor in der Schweiz, und die dafür entwickelten Experimente mit kurzen Schallpulsen sind weltweit einmalig. Die angebotenen Experimente haben einen direkten Bezug zu den Forschungsanlagen des PSI. Darüber hinaus wird den Jugendlichen gezeigt, wie ein Forscher denkt und wie die Forschung abläuft, indem anhand der Experimente alle wichtigen Phasen der Forschung durchgespielt werden: Die Bildung von Hypothesen, die Optimierung einer Messapparatur, die Auswertung von Messergebnissen und deren Übertragung auf andere Problemstellungen oder Anwendungen. Seit der Eröffnung 2008 haben über 10'000 Jugendliche das iLab besucht. Heute sind dies rund 200 Schulklassen pro Jahr.
Naturwissenschaft und Technik aktiv erleben
Das iLab bietet für Schulklassen ein Tagesprogramm an. Der Vormittag steht ganz im Zeichen des aktiven Erprobens und Forschens. Die Jugendlichen entdecken im iLab durch eigenes Experimentieren physikalische Zusammenhänge. In Zweiergruppen führen sie selbständig unter Anleitung verschiedene Experimente mit Schallwellen oder mit einer Vakuum-Apparatur durch. Die dazu ausgewählten Experimente sind so ausgelegt, dass sie einen Bezug zum Alltag herstellen und wertvolle Lernerfahrungen bieten. Die Jugendlichen verstehen durch die Experimente mit Wellenphänomenen, wie Fledermäuse und Delfine ihre Beute orten können und wie die Parkhilfe eines Autos oder ein Distanzmesser funktionieren. Mit Hilfe der Vakuum-Versuche erfahren sie die wichtige Rolle des Luftdrucks, die wir im Alltagsleben meist unterschätzen. Dabei entdecken sie auch falsche Präkonzepte in ihren Köpfen und werden mit der Denk- und Arbeitsweise in den Naturwissenschaften vertraut gemacht.
Am Nachmittag besichtigen die Jugendlichen das Besucherzentrum psi forum, wo sie zahlreiche Exponate entdecken können, die einen Querschnitt durch die Forschunsgsschwerpunkte des PSI darstellen. Ausserdem wird den Jugendlichen in 3D-Filmen der Kohlenstoffkreislauf oder der sich im Bau befindliche Röntgenlaser SwissFEL auf spannende Weise erklärt. Danach besuchen die Klassen Labors und Grossforschungsanlagen des PSI, wobei sie einen realen Eindruck in die Arbeitswelt einer Wissenschaftlerin oder eines Wissenschaftlers erhalten.
Das iLab kommt bei den Jugendlichen gut an
Alle Jugendlichen werden nach dem Besuch des iLab über deren Interesse an den Experimenten und insbesondere an der Physik befragt. Aus über 10'000 Fragebogen ergibt sich folgendes Bild:
- über 80% beurteilen die Experimente als interessant und verständlich.
- etwa 50% sind von Physik fasziniert. Dieser Prozentsatz ist sehr hoch und kontrastiert mit dem in der PISA-Studie erhobenen allgemeinen Desinteresse an Naturwissenschaften. Dies bedeutet, dass wir den Jugendlichen mit dem iLab ein wesentlich ansprechenderes Bild der Naturwissenschaften vermitteln, als es die Schule seit Jahrzehnten tut.
Das iLab hat andere Projekte inspiriert
Das iLab hat Auswirkungen auf die Bildungspolitik des Kantons Aargau: Das kantonale Bildungsdepartement unterstützt das iLab und fordert die Schulen zu einem Besuch auf. An der pädagogischen Abteilung der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) hat das iLab verschiedene Projekte ausgelöst: Die Studentinnen und Studenten schreiben Projektarbeiten über die iLab-Experimente und helfen so, diese weiterzuentwickeln. Die Dozenten und Dozentinnen der FHNW besuchen mit ihren Studenten das iLab und behandeln dabei den pädagogischen Aufbau von Lektionen in den Naturwissenschaften. Weiter wurde an der FHNW eine Broschüre für Lehrpersonen ausgearbeitet, in der mit vielen Beispielen gezeigt wird, welche Unterrichtsthemen an die iLab-Experimente angeknüpft werden können. Das iLab hat auch das an der ETH Zürich ansässige MINT-Zentrum inspiriert: Es wurde dort eine Unterrichtseinheit Schall entwickelt, die der Vorbereitung eines Besuches im iLab dienen soll. 2011 wurde in Aarau der Verein MobiLab: Mobiles Lernlabor Natur und Technik gegründet mit dem Ziel, Jugendliche der oberen Primarschulklassen mit Hilfe von an die Schulen gebrachten Experimenten für Naturwissenschaften zu begeistern. Ein wichtiger Anstoss zu diesem Projekt war eine Präsentation des iLab anlässlich einer Konferenz zur Beurteilung und Umsetzung der PISA-Erhebung.
Weitere Schülerlabore wären dringend nötig
Um im gesamtschweizerischen Rahmen deutlich spürbare Auswirkungen zu erzeugen, wären in kleineren Kantonen je eines, in grösseren zwei bis drei Schülerlabore notwendig, d.h. es müssten gut 30 Schülerlabore eingerichtet werden. Diese Anzahl ergäbe in der Schweiz eine vergleichbare Dichte wie sie Deutschland mit derzeit 304 Schülerlaboren hat. Institutionen, die sich für eine Aufnahme von Schülerlaboren eignen würden, wären Forschungseinrichtungen des Bundes, die beiden ETHs, die kantonalen Universitäten und Fachhochschulen sowie die forschende Industrie.
Finanzierung der Schülerlabore
Um den erwähnten Institutionen die Einrichtung von Schülerlaboren zu ermöglichen, wäre eine finanzielle Unterstützung durch Bund und Kantone sowie durch Gönner oder Sponsoren notwendig. Je nach Ausgestaltung handelt es sich gesamtschweizerisch um jährlich 15-30 Mio. Franken, also 2-4 Franken pro Einwohner – ein bescheidener Preis für die Aufrechterhaltung der bisherigen Innovationskraft der Schweiz.