Festvortrag Nachhaltigkeit

Prof. Dr. Ute Stoltenberg

Leuphana Universität Lüneburg

Ute Stoltenberg ist Sozialwissenschaftlerin mit Studienschwerpunkten in der Bildungswissenschaft und Empirischen Kulturwissenschaft. Interdisziplinäres Arbeiten und den Wert der Einbeziehung auch nicht wissenschaftlichen Wissens zum Verständnis und zur Lösung zentraler gesellschaftlicher Fragen lernte sie insbesondere als Forschungsreferentin eines Ministeriums mit der Aufgabe, Wissenschaft und gesellschaftliche Praxis näher zusammenzubringen. Gesellschaftliches Wissen und Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit vielfältigen Kompetenzen zur Führung eines Unternehmens konnte sie aus der Tätigkeit als Vorstandsvorsitzende eines großen pädagogischen Unternehmens mitnehmen.

Seit gut 20 Jahren ist sie Professorin an der Leuphana Universität Lüneburg, zunächst in der LehrerInnenbildung, heute als Seniorprofessorin für Nachhaltigkeitsforschung. Sie ist seit vielen Jahren daran beteiligt, das Konzept Bildung für eine nachhaltige Entwicklung in Theorie und Praxis auszugestalten, für unterschiedliche Bildungsbereiche aber auch in seiner Bedeutung für kommunale und regionale Entwicklung – auch durch internationale Zusammenarbeit und Gastprofessuren.

Sie ist Mitglied des Deutschen Nationalkomitees für das UNESCO-Programm „Der Mensch und die Biosphäre“ (MAB) und Mitglied des Stiftungsrats der Hamburger Klimaschutzstiftung. Seit 2016 ist sie Mitglied und Vorsitzende des Advisory Boards für das Forschungsprogramm „Earth System Science“ der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.
Sie beteiligt sich an Arbeitszusammenhängen zur strukturellen Verankerung von Bildung für eine nachhaltige Entwicklung: in verschiedenen Arbeitzusammenhängen der UNESCO, als Mitglied des Fachforums Schule beim deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung zur Umsetzung des Weltaktionsprogramms und nicht zuletzt als Koordinatorin des „Deutschsprachigen Netzwerks LehrerInnenbildung für eine nachhaltige Entwicklung – LeNa“.

 

Zahlen, Formeln und Modelle – Beiträge zu einer nachhaltigen Entwicklung?

Nachhaltige Entwicklung ist eine gesellschaftliche Aufgabe, eine Herausforderung. Hier soll „nachhaltig“ also nicht als ein modernistisches Füllwort, abgenutzt und vielfältig einsetzbar, im Sinne von dauerhaft oder lange wirksam eingesetzt werden. Vielmehr soll die Rede sein von der Aufgabe, nicht nachhaltige Entwicklung verstehen und sich an der Gestaltung einer verantwortlichen Zukunft beteiligen zu können – durch Anstrengungen auf vielen Ebenen gleichzeitig und durch intelligente innovative Lösungen für Mensch-Natur-Verhältnisse. Dazu muss man umdenken, querdenken, neu denken. Ohne dafür organisierte Bildungsprozesse, ohne Reflexion über die eigene Rolle als WissenschaftlerIn und LehrerIn wird es nicht gelingen. Mit dem Weltaktionsprogramm Bildung für nachhaltige Entwicklung liegt eine Orientierung für die Entwicklung unseres Bildungssystems und für die Gestaltung konkreter Bildungsprozesse vor, die „LehrerIn Sein“ ebenso wie „SchülerIn sein“ in Zukunft verändern wird. Das gilt auch und gerade für die MINT-Fächer – sie sind schließlich diejenigen, die darüber entscheiden, ob, wie und unter welcher Wertentscheidung naturwissenschaftlich-technisches Wissen und zugrunde liegende Denkweisen tradiert, neu generiert und für Zukunftsgestaltung fruchtbar gemacht werden können. Das Konzept Bildung für eine nachhaltige Entwicklung bietet hier Hilfestellung. Es zeigt auf, was von den Disziplinen erwartet wird, wie Bildungsprozesse gestaltet werden können – aber auch, warum Disziplinen sich vor dem Hintergrund dieser Herausforderung neu erfinden können, wie mathematisch-naturwissenschaftlich-technische Bildung besondere Wertschätzungen und Sinnhaftigkeit finden. Eine auf allen Ebenen des Bildungssystems künftig geforderte Orientierung an dem Konzept „Bildung für eine nachhaltige Entwicklung“ ist demnach keine zusätzliche Aufgabe. Es ist vielmehr eine Chance, Bildungsprozesse und Bildungsinstitutionen innovativ im Sinne eines Wertesystems zu überdenken und die Potentiale der jeweiligen Disziplin dafür sichtbar zu machen.

Zahlen, Formeln und Modelle – Beiträge zu einer nachhaltigen Entwicklung!!

Hauptvortrag Biologie

Prof. Dr. Kerstin Kremer

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN), Universität Kiel

Prof. Dr. rer. nat. Kerstin Kremer ist Professorin für das Fach Didaktik der Biologie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und gleichzeitig stellvertretende Direktorin der Abteilung Didaktik der Biologie am Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN). Am IPN beschäftigt sie sich mit Fragen der Vermittlung aktueller Forschungsthemen der Naturwissenschaften mit Schwerpunkt in den Bereichen Nachhaltigkeit und Gesundheit.

 

Interdisziplinarität als Herausforderung bei der Vermittlung von Nachhaltigkeit – Das Beispiel Wasser

Die Produktion von Konsumgütern wie Lebensmittel oder Kleidung benötigt enorme Mengen an Wasser. Für diese Wassermenge wurde das Konzept des Wasserfußabdrucks eingeführt. Häufig wird Wasser dabei in Regionen verwendet, die ohnehin unter Wassermangel leiden. Es kommt zur Absenkung des Wasserspiegels mit erheblichen ökologischen, ökonomischen und sozialen Auswirkungen. Konkrete Beispiele, die die Folgen der Absenkung des Grundwasserspiegels verdeutlichen (wie bspw. die Austrocknung ganzer Seen) zeigen auch die Vernetzung regionaler und globaler Aspekte auf. Der Vortrag führt in die interdisziplinäre DBU-Wanderausstellung ein, die sich unter dem Titel „Ich sehe Was(ser) was du nicht siehst – Virtuelles Wasser begreifen“ der Thematik widmet und kooperativ von Mitarbeitern am IPN Kiel, der Universität Hamburg und dem Mathematikum in Gießen entwickelt wurde. Ausgehend hiervon reflektiert der Vortrag die Notwendigkeit einer interdisziplinären Vermittlung komplexer Herausforderungen nachhaltiger Entwicklung für den schulische Fachunterricht an geeigneten Beispielen.

Hauptvortrag Technik

Prof. Dr. Marc de Vries

TU Delft (NL)

Professor für Wissenschafts- und Technikdidaktik und Außenordentlicher Professor für Christliche Technikphilosophie an der Technischen Universität Delft 
seit 2013 Adjungierter Professor an der KTH Royal Institute of Technology, Stockholm
Chefredakteur von International Journal for Design and Technology Education und International Technology Education Studies
Vorstand PATT-Foundation (internationale Plattform für Technikbildung)
Mitbegründer des niederländischen Techniklehrer-Verbandes

 

I in MINT: Fragezeichen oder Ausrufezeichen?

The German term MINT is an equivalent of the international term STEM. There is, though, an interesting matter of interpretation in the I. In German it is mostly taken to be Informatik. In the international equivalent, however, it means Engineering (Ingenieurswissenschaften). In the lecture I will argue that this interpretation is of great importance for the role of the T in MINT. The broader interpretation does not conflict with the narrower interpretation (Informatik is part of engineering) and offers unique chances for bringing together the MINT components. In order to realise integrated MINT education, it is necessary first to know the differences between the components. The philosophy of science and the philosophy of technology/engineering has shed light on the nature of (natural) sciences and of engineering (sciences) and has made clear that there are important differences between them. These need to be taken into account when integrating M, I, N, and T in classroom activities. In such activities it is necessary that pupils experience the combination as a natural and not an artificial one. If a MINT project consists of a design challenge and an investigation, but the outcomes of the investigation have no meaning for the design, then the pupils will recognise that the investigation is there for its own sake and not to support the design work. Our challenge is to find projects in which the integration is real.

(Der Vortrag wird auf Deutsch gehalten.)

Hauptvortrag Physik

Prof. Dr. Christoph Stampfer

II. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University

2008 ETH Medaille für seine Doktorarbeit auf dem Gebiet der Mikro- und Nanosystemtechnik
2011 ERC Starting Grant für seine Arbeit an Graphen-basierten Quanten Elektromechanischen Systemen
2012-2013 Mitglied des “Jungen Kolleg” der NRW Akademie der Wissenschaft und der Künste
seit 2014 Mitglied der "Young Scientist Community" des World Economic Forum (WEF)

 

Physikexperimente mit dem Smartphone

Die meisten Smartphone-Nutzer verwenden ihr mobiles Endgerät, um Kurznachrichten zu schreiben, im Internet zu surfen oder E-Mails abzurufen. Doch die Mini-Computer können wesentlich mehr: mithilfe der standardmäßig integrierten Sensoren und der kostenlosen App „phyphox“ (Abkürzung für physical phone experiments) können Schüler, Studierende, Lehrer und Interessierte Physikexperimente selbständig durchführen und weiterentwickeln. Beispielsweise kann die App mithilfe des Beschleunigungssensors Pendelbewegungen aufzeichnen und die Rotationsbeschleunigung in einer Salatschleuder bestimmen oder mithilfe des Luftdrucksensor zeitaufgelöste Höhenunterschiede und somit die Geschwindigkeit eines Aufzugs ermitteln. Auch für die Bestimmung von Entfernungen von Objekten eignet sich die App: Der Lautsprecher des Handys sendet kurze Schallimpulse, über das Mikrofon werden die Entfernungen der Reflexionen ermittelt. Das didaktische Potential der umfangreichen App ist groß, da die Schülerinnen und Schüler auf für sie sehr bekanntem und attraktivem Terrain (Smartphone) abgeholt werden und mit einer äußerst geringen Barriere (null Kosten, sprich nur einen Click entfernt) an die experimentellen Naturwissenschaften spielerisch herangeführt werden. Die App hilft, Schülerinnen und Schüler bereits in einem frühen Stadium für naturwissenschaftliche und technische Fragen und Zusammenhänge zu begeistern. Die App ist kostenlos für Android und iOS verfügbar (weitere Informationen finden Sie auch auf www.phyphox.org). In meinem Vortrag werde ich auf das Konzept von phyphox eingehen, den Funktionsumfang vorstellen und eine Reihe von Anwendungsbeispiele zeigen.

Hauptvortrag Chemie

Prof. Dr. Ilka Parchmann

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN), Universität Kiel

Prof. Dr. Ilka Parchmann ist seit 2009 Professorin für Didaktik der Chemie am IPN Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik und an der Christian-Albrechts- Universität zu Kiel sowie Leiterin der Abteilung Didaktik der Chemie. Seit 2014 ist sie zudem Vizepräsidentin für Lehramt, Wissenstransfer und Weiterbildung an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel.
1996 erhielt sie den Manfred und Wolfgang Flad-Preisder Gesellschaft Deutscher Chemiker sowie 2011 den Hauptpreis des Polytechnik-Preises der Stiftung Polytechnische Gesellschaft.
Im Fokus Ihres Forschungsinteresses stehen insbesondere Konzeptionen für ein kontextbasierten Lernen, Maßnahmen der Wissenschaftskommunikation und Talentförderung sowie Konzeptionen und Untersuchungen zur Lehreraus- und fortbildung.

 

Wissenschaft für Schülerinnen und Schüler - Einblicke gewinnen und eigene Perspektiven entwickeln

Welche Vorstellungen haben Schülerinnen und Schüler von Wissenschaftler/-innen und deren Berufsfeldern? Inwieweit unterstützen diese Vorstellungen die Wahl eines entsprechenden Studiums oder Berufs? Der Vortrag stellt ausgewählte Untersuchungsergebnisse und Instrumente dar, die auch in Unterrichtssituationen einsetzbar sind. Darauf aufbauend werden Förderansätze für unterrichtliche und unterrichtsergänzende Angebote zu zwei Themenbereichen vorgestellt: der Nanotechnologie und der Plastikvermüllung und Versauerung der Ozeane. Ziel der vorgestellten Ansätze ist eine systematische Förderung von Interessen und Vorstellungen über die Breite heutiger naturwissenschaftlicher Tätigkeitsfelder, ausgehend von einer fachinhaltlichen Grundsteinlegung im Unterricht, bspw. bezogen auf das Basiskonzept Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, bis hin zu Citizen Science- oder Schülerforschungsprojekten.

 

Hauptvortrag Informatik

Prof. Dr. Leif Kobbelt

Lehrstuhl für Computergrafik und Multimedia (Informatik 8)
Profilbereich Computational Science & Engineering, RWTH Aachen University

2004 Eurographics Outstanding Technical Contribution Award
2013 ERC Advanced Grant 2014 Gottfried Wilhelm Leibniz - Preis
2015 Gründung des Visual Computing Instituts
seit 2015 Mitglied in der Academia Europaea
seit 2016 Mitglied der NRW Akademie der Wissenschaft und der Künste

 

Digitale Modelle von realen 3D Objekten und Räumen

Der Einsatz digitaler 3D Modelle ist zu einem festen Bestandteil einer immer schneller wachsenden Zahl von wissenschaftlichen und industriellen Anwendungsgebieten geworden. In Naturwissenschaft und Technik, aber auch in Architektur, Medizin und Unterhaltungsindustrie (Spiele und Filme) bilden 3D Modelle von realen oder virtuellen Objekten inzwischen eine essentielle Grundlage für die computergestützte Simulation, Visualisierung und sogar Produktion. Durch die Steigerung der Rechenleistung bei PCs und mobilen Geräten, aber auch durch die breite Verfügbarkeit von 3D Druckern, werden 3D Modelle außerdem zunehmend auch von privaten Anwendern genutzt. Bis heute müssen solche Modelle aber immer noch weitgehend "von Hand", d.h. mit interaktiven CAD-Systemen von hochspezialisierten Experten erstellt werden, was oft mit unwirtschaftlich hohen Kosten verbunden ist.

Das Forschungsgebiet der Geometrieverarbeitung liegt im Grenzbereich zwischen Informatik, Mathematik und den Ingenieurwissenschaften und befasst sich mit der Entwicklung effizienter und zuverlässiger Algorithmen zur weitgehend automatischen Erzeugung, Analyse, Optimierung und Konvertierung komplexer 3D Modelle. Das Ziel besteht darin, die Generierung und Verarbeitung von 3D Modellen so effektiv zu unterstützen, dass der breite Zugang zur "Resource 3D Geometrie" insgesamt verbessert und vereinfacht wird.
In meinem Vortrag werde ich einen Überblick über die typischen Anforderungen an digitale 3D Modelle geben, grundlegende Ansätze zu deren effizienter Erzeugung und Verarbeitung diskutieren und anhand von Anwendungsbeispielen illustrieren.

Hauptvortrag Mathematik

Prof. Dr. Wolfgang Dahmen

RWTH Aachen University

seit 2001 unter ISIHighly Cited gelistet
März 2002 Gottfried Wilhelm Leibniz - Preis
seit 2005 Adjungierter Professor der University of Columbia
seit 2009 Mitglied der Leopoldina, Nationale Akademie der Wissenschaften
Herausgeber von Constructive Approximation

 

Was hat das tapfere Schneiderlein mit Mathematik zu tun?

„Oh Gott, Mathematik“ so ungefähr klingt es regelmäßig aus den Medien, wohl in der Überzeugung, sich auf jeden Fall in „guter Gesellschaft“ zu befinden. Die Tapferkeit, dennoch ein öffentliches Bekenntnis zur Mathematik abzulegen, ist aber nicht der gefragte Zusammenhang mit dem tapferen Schneiderlein.
Der Vortrag macht den Versuch einer etwas treffenderen Antwort und skizziert dazu unter anderem einige Beispiele, die anzeigen, wie unverzichtbar moderne Mathematik in allen Wissenschafts- und Technologiebereichen geworden ist. Wieso das der Fall ist, hat nicht zuletzt mit dem innersten Wesen der Mathematik zu tun. Kann man daraus insbesondere folgern, wie Mathematik zu vermitteln ist? Es wird wohl nicht reichen, die Mediensprecher auszutauschen…

Hauptvortrag MINT interdisziplinär

Prof. Dr. Regina Palkovits

Lehrstuhl für Heterogene Katalyse und Technische Chemie, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, RWTH Aachen University

2009 Auszeichnung für “Verständliche Wissenschaft” des GKSS (Helmholtz)
2010 Innovationspreis NRW
2011 Auszeichnung „100 Frauen von Morgen“
seit 2014 Vorstandsmitglied der Fachgruppe „Nachhaltige Chemie“ der GDCh
seit 2015 Wissenschaftlicher Beirat des Intern. Sustainable ChemistryCollaborative Centre von BMUB und Umweltbundesamt

 

Biomasse als chemischer Rohstoff – eine Herausforderung für Wissenschaft und Technik

Erneuerbare Ressourcen werden aktuell intensiv diskutiert. So ermöglichen Technologien wie Wind- und Wasserkraft, Photovoltaik oder Solarthermie einen langfristigen Zugang zu Energie. Effizient genutzt, entsteht auf diesem Weg eine CO2-neutrale Energieversorgung, die nicht länger an fossile Ressourcen wie Rohöl, Kohle oder Erdgas gekoppelt ist. Als Rohstoffe für die chemische Industrie sind geeignete Kohlenstoffquellen allerdings unerlässlich, um eine Vielzahl von Produkten des täglichen Bedarfs wie Kunststoffe, Farb- und Klebstoffe oder Arzneimittel herzustellen. Insbesondere CO2 und Biomasse bieten sich als Rohstoffe, stellen aber zugleich große Herausforderungen an Wissenschaft und Technik, um sie in chemischen Prozessen effizient umzusetzen.
Der Vortrag schlägt eine Brücke von der kontroversen Diskussion zur Eignung von Biomasse als Rohstoffe über die wissenschaftlichen Herausforderungen auf dem Weg vom Holzstamm zur Kunststoffflasche bis zur Potentialanalyse einer zukünftigen Bioraffinerie.