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Günter Klarner

CREative TAtenUmweltbildung,

Kunst und Medien

Die Wasserwerkstatt ist ein didaktisches Konzept zur Erfahrung komplexer Systeme. Aufder Basis dieses Konzeptes wurde das Lernlaboratorium als Lernraum konzipiert. Ausge-hend von einer Gewässeruntersuchung, wird ein Fließgewässer einer interdisziplinärenUntersuchung unterzogen. Strömungsexperimente und ein bespielbarer Experimentier-brunnen gehören dazu. Ziel ist die Entwicklung konkreter Utopien zu Landschaften mitFließgewässern und letztlich die Entwicklung einer Partnerschaft von Mensch und Umwelt.Dabei kommen im Sinn der „Bildung für nachhaltige Entwicklung“ auch kulturelle, soziale,ästhetische und politische Momente zum Tragen.

Die Teilnehmer/innen an einer Wasserwerkstatt können die Komplexität des dynamischenSystems Wasser erfahren und sich in eigenen Experimenten damit auseinandersetzen.Wesentlich ist die Kombination multimedialer Ebenen mit klassischen gestalterischen An-sätzen. So können vielfältige Erfahrungen zwischen Naturwissenschaft und Ästhetik undPhilosophie gemacht werden.

Das Lernlaboratorium Wasser

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In die faszinierende Welt des Wassers führtdas Lernlaboratorium Wasser(http://www.creta.de/angebote/lernlab-wasser/index.htm) ein. Staunen, Wundern,Fragen stellen und Vieles auszuprobierenermöglicht dieser interaktive und multi-mediale Erfahrungsraum. Entstanden istes aus dem Entwicklungszusammenhang”Interdisziplinäre Systembildung”, in demPädagogen, Künstler und Wissenschaft-ler zusammenarbeiten.

Bei der Konstruktion dieser interaktivenAusstellung wurde davon ausgegangen,das die pädagogische Arbeit des Pädago-gen nicht darin bestehen kann, Inhalte zu vermitteln, sondern vielmehr darin, Situationenzu inszenieren, in denen die Lernenden ihren Bildungsprozess selbst betreiben. Dazu aberwar die Entwicklung einer neuen Lernumgebung notwendig. Reichhaltig ausgestattet miteiner Vielzahl von Gegenständen, Büchern, Experimentiergelegenheiten und Studien-objekten, soll für jeden ein eigener Zugang zum Thema möglich sein. Damit ist auch keine

zu absolvierende Reihenfolge der einzel-nen Stationen vorgesehen. Nach eineretwa halbstündigen Führung entscheidenalle Besucher selbst, wo sie beginnen,was sie interessiert und mit welchem Phä-nomen oder Problem sie beginnen wol-len.

Neben der Auseinandersetzung mit demWasser sollen aber noch weitere Erfah-rungen möglich sein: So begeben sichdie Lernenden in die Auseinandersetzungmit einem komplexen dynamischen Sy-stem, das sie durch eigene Tätigkeitenselbst erforschen können. Dabei machen

sie die Erfahrung, dass oft gar keine Eindeutigkeit gegeben ist. Ganz im Sinne des Kon-struktivismus erleben sie, dass die Deutung vieler Phänomene eine Interpretation desmenschlichen Gehirns ist. Das Wechselspiel von Subjektivität und Objektivität bedeutetviele Perspektivenwechsel, die in dieser Lernumgebung möglich werden.Eingesetzt wird das Lernlaboratorium in Workshops und auf Tagungen, aber auch in redu-

Das LernlaboratoriumWasserEin Lernraum zur Erfahrungkomplexer Systeme

Günter Klarner

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Kunst und Medien

3zierter Form während einer Klassenfahrt ”Botschaften vomBach” in die Jugendherberge Lindlar. Dabei wird es von denSchülerinnen und Schülern durch eigene, in der Umgebungder Jugendherberge gefundene Objekte erweitert.

Für die Jahre 2005/2006 und 2007/2008 wurde es von derUNESCO ausgezeichnet als ”offizielles Projekt zur UN-Welt-dekade Bildung für eine nachhaltige Entwicklung”. (http://www.bne-portal.de)

Ein Rundgang:

Stationen zur Gewässeruntersuchung

Nur da, wo kein Gewässer erreichbar ist,das untersucht werden kann, findet dieerste Berührung mit der Gewässerun-tersuchung an diesen Stationen statt.Ist das Laboratorium Bestandteil einerKlassenfahrt, so beginnen wir an einemBach. Dort werden Kleinlebewesen miteinem Küchensieb dem Wasser entnom-men, in flachen, wassergefüllten Scha-len gesammelt und durch die Teilneh-mer anhand einer Tafel mit Abbildungenbestimmt. Anschließend wird das Gewäs-ser einer Güteklasse zugeordnet, weildiese ”Bioindikatoren” Anzeiger für einebestimmte (ökologische) Qualität sind.

Das Saprobiensystem

Bestimmungshilfen im Internet:www.naturama.ch/bildung/dorfbach/pdf/Projektdossier.pdf

www.globe-swiss.ch/de/Globe/2&CH-Pro-jekte/2&Bioindikation/media/GLOBE_Bioindikation.pdf

www.conservation-development.net/Pro-jekte/ADayOfAdventure/de/4/Wasser/Wasser.pdf

www.friedrichonline.de/pdf_preview/d59025_4951.pdf

Literatur:Engelhardt W (2003): Was lebt in Tüm-pel, Bach und Weiher? Kosmos

Graw, M. & Berg, R. (2004): ÖkologischeBewertung von Fließgewässern. Schrif-tenreihe der Vereinigung Deutscher Ge-wässerschutz Band 64, Bonn.

Waßmann, R. & Xylander, W.E.R. (1986):Ein neuer praxisbezogener Gewässer-güteschlüssel für die Bildungsarbeit.Das Künanzhaus 11, S. 1-12.

Bauer, W. (1980): Gewässergüte bestim-men und beurteilen. Parey-Verlag, Ham-burg

4Im Lernlaboratorium befindetsich dazu ein Aquarium, indem unter Anderem Bachfloh-krebse zu sehen sind. Natür-lich werden sie dem Gewäs-ser nach Abschluss der Aus-stellung auch wieder zugege-ben. Ein Rechner enthält einePräsentation zum Bioindikato-rensystem (oder wie es fach-lich heißt: Saprobiensystem),ein zweiter ist mit einer digita-len Lupe ausgestattet.Damit ist es möglich, Fotosoder Filme von Gegenständenoder Tieren in 10-, 60-, oder

200-facher Vergrößerung aufzunehmen.Während der Klassenfahrt ”Botschaften vom Bach” werden die Schülerinnen und Schülermit Digitalkameras ausgerüstet. Diese dienen dazu, Fotos von jeder Unternehmung anzu-

fertigen. Diese Fotos werden verwendet, um ineinem parallelen Workshop eine Geschichte alsMultimediapräsentation anzufertigen, die mit demProgramm Mediator angefertigt und auch vertontwird. Beispiele sind im Lernlaboratorium an der Sta-tion ”Fotoausstellung - Klassenfahrten” zu sehen.

Stationen zur Strömungsuntersuchung

Besucht eine Schulklasse während der Klassen-fahrt ”Botschaften vom Bach” ein Gewässer, sowird in einem Gespräch nach der Bewertung desGewässers auch darüber nachgedacht, was eigent-

lich über die Bioindikatoren gemessen wird. Alle gefunde-nen Tiere sind auf einen bestimmten Sauerstoffgehalt desBachwassers angewiesen. Ein kompliziertes Wechselspielzwischen Nähr-stoffeintrag (z.B. durch hineinfallende Blätter,aber auch durch menschlichen Nährstoffeintrag in Form vonNitraten und Phosphaten) und Nährstoffabbau durch Bakte-rien und Algen bestimmt den Sauerstoffgehalt des Gewäs-sers. Aber wo kommt der Sauerstoff her? Eine Beobachtungdes fließenden Wassers kann vielleicht Aufschluss geben.Beobachtbar sind Stellen, an denen kleine Bläschen auf derWasseroberfläche zeigen, dass hier wohl Luft in das Wasserverwirbelt wird. Die Schülerinnen und Schüler erhalten Klemm-bretter, Papier und Bleistifte und die Aufgabe, eine solcheStelle abzuzeichnen. Einige Beispiele solcher Zeichnungen

5sind in der Ausstellung zu finden. Im Gespräch über die Zeichnungen berichten die jungenForscher, das es gar nicht so einfach sei, wenn nicht gar unmöglich, eine solche Stelleabzuzeichnen: Wasser ist durchsichtig und befindet sich in ständiger Bewegung und Ver-änderung.

Eine Momentaufnahme der Wasserbewegung lässt sich mit einem einfachen Mittel anfer-tigen: Spiegelkacheln (in jedem Baumarkt zu finden) werden in den Bach gelegt. Je nachBlickwinkel werden damit Strömungsmuster sichtbar. Diese werden fotografiert und kön-nen in der Präsentation Verwendung finden.

Was im fließenden Gewässer so schwierig zuerfassen ist, wird in einem ästhetischen Expe-riment simuliert und sichtbar gemacht. Dazuwird in eine Fotoschale Wasser gegeben unddie Viskosität mit etwas Kleister so verändert,dass der Strömungsverlauf gebremst wird. Dierichtige Mischung zu finden, ist Teil des Experi-mentes. Auf dieses Wasser wird aus Tropf-fläschchen (in jeder Apotheke erhältlich) etwasÖlfarbe geträufelt, die in Terpentin oder Ter-pentinbalsam gelöst wurde. Ein Stöckchen wirddurchgezogen. Sofort wird ein Blatt Papier auf-gelegt und direkt wieder abgehoben: Ein ”Foto”

der Strömung ist entstanden. Eine Vielzahl solcher Papiere offenbart, dass die Verläufeimmer ähnlich und doch sehr verschieden sind.Dieses Experiment öffnet einen interdisziplinä-ren Erfahrungsraum: Strömungsphysik und Äs-thetik sind hier untrennbar verwoben.

Auf der Vielzahl der Bilder lässt sich eine Formimmer wieder finden: der Wirbel. Der Station”Marmorieren” ist eine zweite Station zugeord-net.

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Hier finden sich viele Fotos von Wir-beln in der Natur. Formvergleiche füh-ren zu Analogiebildungen: Wasserwirbelsehen aus wie Wolkenwirbel oderSchneckenhäuser; Sonneblumenker-ne sind in ähnlicher Spiralform angeord-net; Holzmaserungen sehen aus wieFließbilder.

Einige kleine Animationen aus der Strö-mungsphysik lassen erkennen, dassich neben Wasserwirbeln auch immerMäander ausbilden: Jedes frei fließen-de Gewässer windet sich in Schlingen.Ein kleines Experiment ist dazu mög-lich: Über einen größeren, etwa 20 bis30 Grad geneigten Spiegel lässt maneinen dünnen Wasserstrahl laufen: Erwindet sich in Mäandern dem Boden zu.

Literatur:Bildbände zu Fliessformen

Karl Blossfeldt:Fotografien, ISBN 3-89322-638-9de.wikipedia.org/wiki/Karl_Blossfeldt

Theodor Schwenk: ISBN 3-7725-0571-6Das sensible Chaos, Verlag: Freies Geistes-leben; Auflage: 10. A. (Februar 2003)

Benoit Mandelbrot:Die fraktale Geometrie der Natur.ISBN 3-7643-2646-8.de.wikipedia.org/wiki/Benoit_Mandelbrot

John Briggs und F. David Peat:Die Entdeckung des Chaos. ISBN 3-446-15966-5.

Ernst Haeckel:Kunstformen der Natur, ISBN 3-7913-1978-7www.zum.de/stueber/haeckel/kunstformen/natur.html

Leonardo DaVinci:Das Wasserbuch, ISBN: 3888148073

Alfred Ehrhardt:Fotografien, ISBN: 3775710930

Literatur: TheorieWilhelm Walgenbach: InterdisziplinäreSystembildung, Peter Lang Verlag,ISBN 3-631-35138-0

Internetseiten:

www.systembildung.de (Theorie)

Recherche bei Google zu Wirbel, Schnecke,Vortex, Karman, Wirbelstrasse, Strudel

Wetterkarten bei www.wetter.com

http://de.wikipedia.org/wiki/Chaostheorie

Quelle Flickr.com, Autor Esdras Calderan

Quelle:Flickr.com, Autor: fireflies604

7Nicht nur dieses Experiment findet draußen statt: Im Einsatz des Lernlabors erhalten dieSchülerinnen und Schüler den Auftrag, im Umfeld der Jugendherberge nach vergleichba-ren Strukturen zu suchen und davon Fotos zu machen. Da alle Rechner des Labors auchmit dem Internet verbunden sind, besteht auch die Möglichkeit, Rechercheaufträge zuerteilen. (Beispiele: siehe grauer Kasten, Seite 6)In der Ausstellung finden sich viele Bildbände, in denen ebenfalls nach Fließformern ge-sucht werden kann – entweder an die verschiedenen Stationen verteilt, oder aber alsSchmökerecke. (Literatur: siehe grauer Kasten, Seite 6)

Nun eignet sich die Marmorwanne auch für einige Experimente. Eines besteht darin, zweigleiche Bilder zu erzeugen. Oder es wird versucht, ein bestimmtes Bild zu erzeugen, zum

Beispiel ein Wasserwirbel in der linken Ecke. Dieerzeugten Bilder sind jedes Mal ein Anlass, überAbläufe und Ergebnisse zu philosophieren. Sogelingt es nicht, das System zu steuern, waszu der Frage führt: Wer macht eigentlich dasBild? Eine der Erfahrungen, die hier möglich ist,ist die der Dialektik zwischen Bestimmen desErgebnisses durch meine zielgerichtete Tätig-keit und Bestimmt werden durch die Bewegun-gen des Wassers. Ebenso kann untersucht wer-den, wie sich die Ergebnisse ändern, wenndurch kontinuierliche Zugabe von Kleister dasSystem immer träger wird.

Mit den vielen Bildern, die während des Marmorie-rens entstehen, kann weitergearbeitet werden: Wirsuchen nach bekannten Formen. Da lassen sichTierfiguren entdecken, Geister steigen aus den Pa-pieren auf, Gesichter sind zu sehen und Vieles mehr.Etwas als etwas zu sehen führt zur nächsten Dis-kussion: Sind diese Formen und Figuren wirklich inden Bildern, oder sind es nicht viel mehr die Inter-pretationen des menschlichen Gehirns, die uns For-men sehen lassen? Auch eine Bearbeitung mit ei-

nem Grafikprogramm ist möglich. Aus einge-scannten oder abfotografierten Marmorbildern las-sen sich Bereiche ausschneiden und collagen-artig durch kopieren, klappen, drehen und spie-geln neue Formen und Ornamente erzeugen.

8Stationen zu Fraktalen:

Zwei Stationen ermöglichen es mit Fraktalen zu spielen und experimentieren. Eine enthältan einem Computer das Programm ”Chaos pro” (http://www.chaospro.de/), mit dem sich

mathematische Fraktale erzeugen lassen. Zoomt manin eine Apfelmännchengrafik, so erscheinen mathema-tische Wirbel. Das Prinzip der Selbstähnlich-keit, das rundum uns in der Natur (in den Wirbeln des Wassers eben-so wie in den Verzweigungen der Bäume) zu finden ist,kann hier entdeckt werden. (Bild: Apfelmännchen; De-tail). Benoit Mandelbrot (http://de.wikipedia.org/wiki/Beno%C3%AEt_Mandelbrot), der als Mitbegründer derChaostheorie gilt, hat

nicht zufällig eine seiner wichtigsten Arbeiten ”Die fraktaleGeometrie der Natur” genannt. Schon in der Marmor-wanne waren wir eigentlich auf die chaotischen Eigen-schaften eines komplexen Systems gestoßen, an die-ser Station lässt sich mit der Chaostheorie mathema-tisch experimentieren. (siehe dazu detaillierter:http://de.wikipedia.org/wiki/Chaosforschung).

Ein weiteres Programm ist auf dem nächsten Rechner installiert: Der LandschaftsgeneratorTerragen (http://www.planetside.co.uk/terragen/, Deutsche Terragen Seite: http://

www.terradreams.de/). Mit diesem einfach zubedienenden Programm lassen sich virtuelleLandschaften generieren, die fotorealistischeQualität erreichen. Fertige Bilder lassen sichals .bmp-Dateien speichern, so dass sie fürdie Bearbeitung mit einem Grafikprogramm(z.B. Artweaver http://www.artweaver.de/) zurVerfügung stehen. Mit einem Zusatzpro-gramm lassen sich darüber hinaus Satelliten-fotos (DEM – Files, die z.B. auf den Seitender NASA zu finden sind) in Grundrisse für

Terragen verwandeln, sodass es möglichwird, aus den Höhenpro-filen eigene Land-schaften zu erstellen, die jetzt ein virtuellesAbbild realer Landschaften sind. Als Grund-risse (”Terrains”) lassen sich aber auchScans von topographischen Karten verwen-den. Mit einem Grafikprogramm weiter be-arbeitet, entstehen als Collagen Entwürfefür Landschaften, die als visuelle Vorschlä-ge für Landschaftsgestaltungen dienen kön-nen.

9Station Google Earth und Google Sky

An dieser Station wenden wir uns realenLandschaften zu. Google Earth mit der Er-weiterung Sky (Download: http://earth.google.de/download-earth.html) bie-tet den Blick aus dem Orbit auf die Erde.Eine Aufgabe kann darin bestehen, großeFlusssysteme auf ihre Fließform hin zu un-tersuchen. Da lassen sich die vielen Mä-ander des Amazonas, ein gigantischerWasserwirbel hinter den Niagara – Fällen,aber auch Wirbelschleppen hinter Schiffenauf dem Rhein entdecken. In der Gegendzwischen Straßbourg und Mannheim sind

noch die Reste der alten Flussmäander zuerkennen, die der Rhein vor der Regulie-rung durch den Ingenieur Tulla im 19. Jahr-hundert bildete . Hier sind Überlegungen zuden Konsequenzen des Eingriffs des Men-schen in Flussläufe möglich: Die Erhöhungder Fließgeschwindigkeit und die Eindäm-mung des Verbreitungsraums eines Flus-ses ist unter Anderem die Ursache für gro-ße Hochwasser.

Einen anderen Blick offeriert Google Sky,das in Google Earth eingebaut ist: Tief inden Weltraum lässt sich damit blicken. In-teressante Objekte wie die Feuerrad-Gala-xie, die Whirlpool-Galaxie und das HubbleDeep Field zeigen – Galaktische Wirbel.

An dieser Station ist es möglich, in dieGeografie und die Landschaftsgeschichtevorzustoßen. Aber auch philosophische Be-trachtungen ergeben sich. Möglicherwei-se handelt es sich auch im Kosmos umein Fließen und Strömen, nur ist der

Mensch zu klein, um das mit seinen Augen zu sehen – er braucht technische Mittel, umdie Formen sichtbar zu machen. Und er lebt viel zu kurz, um die Bewegung zu erfassen.

Amazonas, Quelle: Google Earth

Rhein, Quelle: Google Earth

Whirlpool-Galaxie, Quelle: Google Earth

10Station 3 Forscher auf dem blauen Planeten

An dieser Station kann die CD ”Forschen und Erfinden - Werken und Experimentieren mitKindern ” ausprobiert werden. Produziert wurde sie von Roland Oesker (http://www.werkpaedagogik.de/), Akademie Remscheid (http://www.akademieremscheid.de)

Als modernes Bilder- und Bastelbuch enthält sie Geschich-ten, Spiele, Bauanleitungen und Anregungen zum Wer-ken, Malen und Zeichnen. In der „Suche nach dem blauenPlaneten“ erforschen drei Außerirdische die Geheimnissedes Wassers und des Wachsens auf der Erde. Kinder, dieden Forschern helfen, erfahren viel über das Fließen. Siewerden zu kleinen naturwissenschaftlichen Experimentenaufgefordert und erhalten Tipps für kreative Bastelarbei-ten. Man kann ein Hygrometer aus einem Tannenzapfenbauen, Wassergeister aus Marmorierpapier gestalten,Modellboote mit Segel und Solarantrieb basteln und IsaacNewton’s Gesetze mit einem Papp-Raketenauto kennenlernen, das durch einen Luftballon angetrieben wird.

Station Systembildung

An dieser Station ist ein Einstiegin das hinter der Ausstellung ste-hende theoretische Konzept ”In-terdisziplinäre Systembildung”(http://www.systembildung.de/)möglich.

Eine Präsentation ”Jeder ein For-scher” des Wissenschaftlers PD.Dr. Wilhelm Walgenbach (http://www.wilhelm-walgenbach.de/) zurErkenntnistätigkeit von Wissen-schaftlern zwischen Naturwissen-schaft und Ästhetik führt ein indie Frage: Wie entsteht Neues imBildungsprozess?

„Bilder vom Wasser“ - Ein Multimedia- Baustein zumUmweltlernen für Kinder(http://www.rz.uni-potsdam.de/u/grundschule/delfin/index.htm) entstand an der Universität Potsdam undwurde von Prof. Dr. Hartmut Giest gemeinsam mit ei-ner Grundschulklasse produziert.

11Station Fotoausstellung, Klassenfahrten

An dieser Station sindErgebnisse aus der Ar-beit mit Schulklassen zusehen. Hier finden sichsowohl Multimediapro-duktionen aus der Klas-senfahrt ”Botschaftenvom Bach” in die Ju-gendherberge Lindlar,aber auch eine Ausstel-lung von Fotos, die imVerlauf verschiedenerSeminare und Work-shops nicht nur mitSchülerinnen und Schü-lern entstanden sind.

Station Experimentierbrunnen

Gestaltend können alle Besucher des Lernlaboratoriumsin einem Spiel- und Experimentierbrunnnen (http://www.spielbrunnen.de/)weitere Erfahrungen mitfließendem Wasser ma-chen. Hier werden Was-serläufe konstruiert undSchalen modelliert indenen sich Wasserwir-bel ausbilden.

Zusätzlich zu den einzelnen Stationen befinden sich in derAusstellung verschiedene Gegenstände. Verteilt auf dieStationen finden sich Bildbände, gerahmte Marmorpaiere, Schachteln mit allerlei Objektenwie: Rindenstücke, Schneckenhäuser oder Versteinerungen. Dazwischen Artikel aus Zei-tungen, die – unsortiert – Anlass zum Nachdenken geben sollen. Kleine Experimentiergerätewie Flaschenteufel und Wirbelbecher runden das Angebot ab.

Links:Klassenfahrt „Botschaften vom Bach“ veranstaltet die Jugendherberge Lindlar(http://www.jugendherberge-lindlar.de)Fortbildungen können mit der Werkstatt CREative TAten vereinbart werden(http://www.creta.de)Theoretischer Bezugsrahmen: http://www.systembildung.de