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Forschen-Erkennen-Präsentieren: Ein (EU-)Projekt in der Schule

Infektionen mit multiresistenten Bakterien im Krankenhaus. Ein aktuelles Thema. Welche Präventivmaßnahmen können hier getroffen werden und welche Rolle spielt dabei die Nanotechnologie?

Mit diesem Fragekomplex beschäftigten sich die Schülerinnen und Schüler der 9. Jahrgangstufe der Nordseeschule St. Peter-Ording im Rahmen des EU-Projektes IRRESISTIBLE, an dem neben Deutschland neun weitere Partnerländer teilnehmen. Koordiniert wird die Teilnahme der Schulen in Deutschland durch das Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) in Kiel. Das Ziel des EU-Projekts IRRESISTIBLE ist es Aktivitäten zu entwickeln, die sowohl Schülerinnen und Schülern, als auch die Öffentlichkeit für den verantwortungsvollen Umgang mit Forschung und Innovation sensibilisieren. Hierfür wurden von jedem Partnerland Themenmodule in einer Gruppe aus Lehrerinnen und Lehrern, Bildungsexperten von Universitäten, Ausstellungsexperten aus Museen sowie Forscherinnen und Forschern, entwickelt, die nun an den teilnehmenden Schulen erprobt und durch das IPN evaluiert werden. Die Themenmodule sind so ausgearbeitet, dass aktuelle Themen aus dem Alltag mit Ergebnissen aus der Spitzenforschung zu einer handlungsorientierten und forschend-entwickelnden Unterrichtseinheit zusammengesetzt sind. Zentrales Thema im vorliegenden Modul war die Wirkung von Silbernanopartikeln gegen mikrobielle Keime und deren Einsatz zur Prävention gegen Infektionen im Krankenhaus. Was aber sind Silbernanopartikel? Um das zu verstehen, begaben sich die Schülerinnen und Schüler auf eine Reise in den Nanokosmos bei der sie sich mit Hilfe von Größenvergleichen und entsprechenden Gedankenexperimenten mit der Dimension und Faszination eines millionstel Millimeters auseinandersetzten. Hierbei gingen sie unter anderem der Frage nach, was sich für sie und ihre Umwelt ändern würde, wäre man 1000-mal kleiner bzw. 100-mal größer. Mit Hilfe eines Modellexperimentes bestehend aus einem Schuhkarton mit seitlicher Öffnung und einer Stricknadel mit und ohne aufgesetztem Styroporball ertasteten sie im Karton befindliche Gegenstände und machten sich dadurch mit der Rasterkraftmikroskopie vertraut, einer Verfahrensweise mit der Nanostrukturen sichtbar gemacht werden können. Warum ist es gefährlich Medikamententabletten vor der Einnahme zu pulverisieren damit sie besser geschluckt werden können? Dies war die Einstiegsfrage mit der sich die Schülerinnen und Schüler experimentell mit Hilfe von gefärbten Gelatineblöcken erarbeiteten, wie sich das Oberflächen-/Volumenverhältnis ändert, würde man eine bestimmte Menge an vorliegenden Nanopartikeln zu einem Körper zusammensetzen. Am Ende dieses Experimentes war klar, dass mit zunehmenden Zerteilungsgrad die Oberfläche massiv zunimmt und dadurch, im Kontext der Einstiegsfrage, die Wirkstofffreisetzung im Körper viel schneller erfolgt. Nun konnte forschend-entwickelnd mit der Herstellung von echten Silbernanopartikeln und den Untersuchungen zu deren wachstumshemmender Wirkung auf Keime begonnen werden. Als Modellorganismus wurde die Bäckerhefe verwendet, die auf Nährstoffplatten in Gegenwart und Abwesenheit der Nanopartikel wachsen durfte. Tatsächlich konnte bei einigen Ansätzen eine wachstumshemmende Wirkung der selbst hergestellten Nanopartikel beobachtet werden. Mit Hilfe weiterführender Informationen konnten diese Beobachtung auf die Freisetzung von Silberionen aus den Silbernanopartikeln zurückgeführt werden, die für das Wachstum notwendige Proteine auf der Hefezelle in deren Funktion hemmen. Wie können diese tollen Ergebnisse anderen Schülerinnen und Schüler sowie deren Eltern zugänglich gemacht werden?

Hierfür bauten die Schülerinnen und Schüler mit Hilfe von Herrn Dr. Lorenz Kampschulte (IPN) und seinen Mitarbeitern Maria Weisermann, Bianca Blank und Karsten Eilert, ein Ausstellungsregal auf, auf dem die wesentlichen Ergebnisse zur desinfizierenden Wirkung von Silbernanopartikeln in Form von Text, Bildern und Modellen, zum Nachlesen und zur Ansicht der Schule und deren Besuchern zur Verfügung stehen. Mit sichtlicher Freude waren alle am Aufbau der Ausstellung beteiligt, spiegelt sie doch in ihrer Wertigkeit die hohe Wertschätzung der vorliegenden Schülerarbeiten wider.

Nm