600-jährige Tradition trifft auf JuniorIngenieure
Erstmals urkundlich erwähnt wurde der Rektor einer Klosterschule im niedersächsischen
Buxtehude im Jahr 1390: Mit ihrer mehr als 600-jährigen Tradition gehört sie zu den älteren spätmittelalterlichen Schulen in Deutschland. Vom alten Gemäuer steht nichts mehr. Präsent geblieben ist jedoch der philanthropische Geist des Namensgebers – des bekanntesten Buxtehuder Bürgers Gherhardt Halepaghe.
Dirk Schulze, Mitglied des Schulleitungsteams der Halepaghen-Schule
Räume schaffen, die Forschergeist wecken
Zurück in die Gegenwart. 19. September 2025: Feierliche Einweihung des neuen Schulgebäudes. Ziel war es, Räume insbesondere für den naturwissenschaftlichen Unterricht zu schaffen, die Lernende inspirieren und den Forschergeist wecken. Die Freude und der Stolz darüber sind Dirk Schulze ins Gesicht geschrieben. Zu seinen Aufgaben im Rahmen des Schulleitungsteams zählen die Koordination der Qualifikationsphase für das Abitur, das Exzellenznetzwerk MINT EC und das Schülerforschungszentrum.
Gemäß des niedersächsischen Schulgesetzes ist das Halepaghen-Gymnasium eine eigenverantwortliche Schule. Dieser Status bietet Gestaltungsmöglichkeiten beim schulinternen Curriculum. Ein zentrales Element des MINT-Profils der Schule: der gezielte Einsatz der Messwerterfassung. Ausgewählte Schwerpunkte: Messwerterfassung im Bereich der Siedekurve von Wasser sowie Leitfähigkeitsmessungen und pH-Titrationen.
Top-Platzierungen bundesweit
Das Ergebnis dieses geschärften MINT-Profils der Halepaghen-Schule kann sich sehen lassen: drei Teilnahmen an der Endrunde des Bundeswettbewerbs Jugend forscht. Hinzu kommen drei Regionalsieger. Beste Facharbeiten vier Jahre in Folge. 2023 schafften es die Buxtehuder sogar zum ersten Mal nach über 10 Jahren unter die Top-Jugend-forscht-Schulen Deutschlands. Respekt für Platz 2!
Selbstverständlich hält das herausragende MINT-Profil der Schule jedem Audit stand. Erst kürzlich wurde die Halepaghen-Schule für das nationale Excellence-Netzwerk rezertifiziert (Gymnasium Halepaghen-Schule Buxtehude - MINT-EC).
Nur der Vollständigkeit halber: Das vielfältige Angebot an Wettbewerben beschränkt sich nicht allein auf MINT. In den sogenannten Bili-Klassen werden die Fächer Geschichte, Biologie und Erdkunde von der 7. bis zur 10. Klasse in englischer Sprache unterrichtet. Lohn der Mühe ist das Exzellenzlabel CertiLingua.
Chemisch-physikalische Gewässeranalyse – digitale Experimente in freier Natur
Die Erfolge bei den Wettbewerben kommen nicht von ungefähr. Ohne Herzblut geht es nicht. Und das bringen die Lehrkräfte auch außerhalb der Unterrichtszeit reichlich ein. So wird im Rahmen des Lehrernetzwerks T³ an Unterrichtsmaterial gearbeitet. Es wird getüftelt, verworfen, probiert und verbessert. Das kostet Zeit, aber es macht auch Spaß unter Gleichgesinnten. Ein ausgezeichnetes Beispiel ist das Material zur Gewässeranalyse. Entwickelt wurde dieses Themenheft unter Federführung von MINT-EC in enger Zusammenarbeit mit den beteiligten T³-Arbeitsgruppen Biologie und Chemie und dem Zukunftsschulnetzwerk „Digital Science“. Einige der Versuche mit TI-Nspire™ CX CAS wurden im Vorfeld bereits von dem Kooperationspartner „BioCity“ im Allwetterzoo Münster seit einigen Jahren durchgeführt, getestet und auf diesem Weg stetig kooperativ in der Netzwerkstruktur verbessert.
Warum TI?
Was waren die Gründe, weshalb sich die Halepaghen-Schule bereits vor Jahren für TI-Nspire™ CAS entschieden hat? Dirk Schulze: „Für unser Kollegium war ausschlaggebend zum einen die Kombination aus überzeugendem Mathematikwerkzeug und der wunderbaren Möglichkeit, zugleich damit Messwerterfassung zu betreiben. Die Kompatibilität mit den leistungsstarken Sensoren von Vernier ist eine willkommene Zugabe. Zweiter Grund: TI-Nspire™ CAS kann in den verschiedenen Applikationen auf die gleichen Daten zugreifen. Wir arbeiten nicht losgelöst in separaten Apps. Erst deren Verlinkung ermöglicht verschiedene Darstellungswechsel. Das hilft, naturwissenschaftliche Phänomene zu veranschaulichen und damit besser zu verstehen.“
Tafelbilder dynamisch dokumentiert – mehr als ein Heftersatz
Mit der Entwicklung der TI-Nspire™ CAS App für das iPad kam ein weiteres wesentliches Argument hinzu: die App Notes mit dem einzigartigen Feature MathBox. Dirk Schulze schätzt die Möglichkeit, damit digitale Tafelbilder mit explorativen Komponenten zu erstellen. Die Lernenden erhalten die Gelegenheit, Unterrichtsergebnisse zu sichern. Und das ist mehr als ein statischer digitaler Hefteintrag in Goodnotes. Sie werden angeregt, Inhalte nicht einfach nur wieder aufzurufen, sondern sich aktiv damit auseinanderzusetzen. Was bewirkt die gezielte Variation von Parametern bei Potenzfunktionen? Was passiert bei einer Stauchung an der X-Achse oder einer Streckung an der Y-Achse? Der Wert des Werkzeugs liegt darin, Lernsequenzen komplett didaktisch mit Technologie zu unterstützen und Zusammenhänge zu illustrieren.
Vom Taschenrechner zum Computer und zurück
TI-Nspire™ CAS hat es dank Elias Freund 2021 in die Siegerliste des Regionalwettbewerbs Jugend forscht geschafft. Verkürzt gesagt ging es um einen automatischen Translator, der Inhalte der Blockprogrammierung automatisch in Python überträgt. Dabei wurde ein Python-Modul entwickelt, das es erlaubt, alle Funktionalitäten des TI-Nspire™-Moduls auf dem Computer zu programmieren und anschließend wieder auf das Handheld zu übertragen. Hier geht es zur kompletten Projektbeschreibung von Elias Freund
Schülerexperimente: Aus Erfahrung lernen
Was für Dirk Schulze den besonderen Mehrwert der TI-Nspire™ -Plattform ausmacht: die Kompatibilität des Handhelds mit den schulerprobten Sensoren von Vernier Science Education. „Die Sensoren sind robust genug, um auch mal Fehler zu verzeihen. Gemeinsam mit dem Datenanalysewerkzeug sind sie für Schüler konzipiert, das Richtige zu finden und einzusetzen. Schüler merken beispielsweise bei einer Titration, dass die Werte nicht auf einer Geraden liegen. Ursache sind die zugegebenen Tropfen, die offenbar unterschiedlich groß waren. Der Wert einer solchen Beobachtung liegt in der direkten kognitiven Beschäftigung mit den aufgenommenen Messwerten und der Erkenntnis, den Experimentierablauf anzupassen.”
Schülerexperimente sind eine reichhaltige Quelle für weiterführende Fragen. Einige dieser Fragen delegiert Dirk Schulze an Jugend forscht. Dieses Format bietet den Raum, Phänomene gründlicher und auf anderen Ebenen zu erforschen. Beispiel Vernier
Differentialspannungssensor: Inwieweit beeinflussen verschiedene Oberflächen von Kohleelektroden die Überspannung bei der Elektrolyse? Eine solche Frage kann nicht einfach mal so nebenbei im Unterricht thematisiert werden.
Andere Fragen dagegen schon: Welches Ion liefert den größten Beitrag zur Leitfähigkeit? Lass uns mehrere Salze probieren: Chloridionen, Nitrationen usw.
Kognitive Konflikte als Motivationschance
Durch den Einsatz der Sensoren beobachten Dirk Schulze und sein Kollegium eine höhere Beteiligung und eine größere Mitverantwortung der Schülerinnen und Schüler am Unterricht. Didaktisch wertvoll ist der kognitive Konflikt, wenn Dinge anders laufen als erwartet: Was ist passiert? Woran kann es liegen? Diese kognitiven Konflikte gilt es zur Motivation der Schüler zu nutzen und gegebenenfalls durch längere Messungen wieder zu entschärfen.
Und ein weiterer Punkt ist nicht zu unterschätzen: Je häufiger Schüler selbst experimentieren, desto deutlicher werden Professionalisierungseffekte. Nicht so sehr mit Blick auf das einzelne Experiment, sondern bezogen auf das Experimentieren allgemein. Was kann es leisten? Und was leistet es nicht, wenn man nicht präzise genug arbeitet? Kollegen beobachten bei den Schülerinnen und Schülern einen unglaublich professionellen Umgang mit den Experimenten und bereits bei der Hypothesenbildung, um einer Sache auf den Grund zu gehen.
Das Schöne an dieser Form der Messwerterfassung: Sie ermutigt zum freieren und zum professionelleren Experimentieren.