Studientauglich in den Naturwissenschaften dank Orbitalmodell
14.11.2024 Schule&Bildung, RomanshornChemielehrer Samuel Staub bietet den Maturandinnen und Maturanden der Kanti Romanshorn am ersten von acht Uninachmittagen eine Grundlagenvorlesung über das Atom-Modell an, mit dem in der Chemie Phänomene überhaupt erst erklärt oder gar vorhergesagt werden können.
Wie stellen sich Chemikerinnen und Chemiker Atome vor? Sicherlich viel umfassender als im gängigen Schalenmodell, das schnell an seine Grenzen stösst. Wie Samuel Staub in der 90-minütigen Vorlesung erläutert, die einigen Schülerinnen und Schülern aus dem Schwerpunktfach Biologie/Chemie als prägnante Auffrischung dient, den anderen aber als erste Annäherung, haben die Naturwissenschaften ein weiterführendes Modell entwickelt, welches den Wellen-Teilchen-Dualismus nutzt, den das Elektron verkörpert. Mit stehenden Elektronenwellen setzt das Orbitalmodell eine stark mathebasierte Auffassung voraus, die in besagte Atomvorstellung einfliesst. Erst dieses Orbitalmodell ermöglicht plausible Begründungen dafür, dass beispielsweise Sauerstoff magnetisch ist oder Helium-Verbindungen existieren. Ausserdem lassen sich damit Voraussagen tätigen zum sechsbindenden Kohlenstoff, zu supraleitenden Materialien oder generell Bindungswinkeln sowie -stärken.
Indem Samuel Staub den grossen Einfluss der Physik und Mathematik auf die Naturwissenschaften demonstriert, verweist er auf die Interdisziplinarität, die im erweiterten Curriculum für das Abschlussjahr an der KSR gezielt gefördert werden sollte. Samuel Staub vermittelt den Anwesenden viel Fachwissen, das in allen naturwissenschaftlich orientierten Studiengängen – mitunter auch der Medizin – vorausgesetzt wird. Dadurch bereitet er sie auf ein Hochschulstudium vor und gestaltet die Wissensvermittlung analog zum Unibetrieb auf der Tertiärstufe, sodass die Schülerinnen und Schüler schon einmal Uniluft schnuppern können. Dies dürfen sie an weiteren sieben Nachmittagen – ihren Interessen und Neigungen gemäss, indem sie eigene thematische Schwerpunkte aus dem breiten Angebot auswählen.
Mélanie Deiss