Astronomische Schuldbildung ist in ihren vielen Facetten ein Alleinstellungsmerkmal am Haus der Astronomie (HdA) in Heidelberg. Im Folgenden sollen die Aktivitäten vorgestellt werden. Dabei ist das Projekt »Wissenschaft in die Schulen!« (WIS) eine besondere Kooperation mit »Sterne und Weltraum« (SuW), die nun ihr 20-jähriges Jubiläum feiert.

Schule und Astronomie

Allgemeinbildende Schulen sollen auf das Leben als Individuum und dessen Rolle in der Gesellschaft vorbereiten. Unser Nachwuchs muss befähigt werden, künftige Probleme zu meistern. Fest steht, dass die Bedeutung der Schule oft unterschätzt wird, und eine stiefmütterlich behandelte Schule führt unweigerlich zu einer nachhaltigen Schwächung der Gesellschaft auf allen Ebenen: wirtschaftlich, wissenschaftlich, kulturell, moralisch.

Schule soll Allgemeinbildung vermitteln, also eine Reihe von Kompetenzen, die im Idealfall allen auf ihrem weiteren Lebensweg zugutekommen. Dieses Bündel zu schnüren, also eine Auswahl an Inhalten, Fähigkeiten und Fertigkeiten zu treffen, die den Schülerinnen und Schülern die Welt im Großen und im Alltäglichen bestmöglich erschließt, sie motiviert und sie dazu bewegt, ihren Platz darin zu finden – dies ist eine zutiefst didaktische Aufgabe. Dass die Astronomie dabei nicht fehlen darf, kann durch eine Vielzahl schlagkräftiger Argumente untermauert werden.

Zur Astronomie in der Schule gehört es, geeignete Bildungsmaterialien zu entwickeln und zur Verfügung zu stellen, die Lehrerausbildung zu organisieren und durchzuführen sowie Lehrkräfte in Fortbildungen zum Unterrichten astronomischer Themen zu ermutigen und zu befähigen.

Didaktische Materialien für »Wissenschaft in die Schulen!«

Rund drei Jahre nach dem Erscheinen der ersten PISA-Studie zum Stand der allgemeinen Schulbildung ging ein lang gehegter Wunsch von Jakob Staude, dem damaligen Chefredakteur von SuW, in Erfüllung: Nach einem »Testballon« im Mai 2002 begannen im Dezember 2004 unter der Leitung von Olaf Fischer aus dem Projekt »Wissenschaft in die Schulen!«, kurz WIS genannt, monatlich Bildungsmaterialien zur Astronomie zu sprudeln, die sich thematisch an Neuigkeiten aus der Zeitschrift selbst orientieren. Dadurch wird das alte didaktische Prinzip, dass Bildungsangebote einen aktuellen Bezug haben sollten, in idealer Weise erfüllt. Mit WIS existiert seither eine stete Quelle astronomiedidaktischer Materialien, die den Lehrerinnen und Lehrern Informationen und Ideen bieten und kostenlos aus dem Netz heruntergeladen werden können.

Für die Vielgestaltigkeit der WIS-Materialien sorgt mittlerweile ein ganzes Team von WIS-Autorinnen und WIS-Autoren. Dies sind Didaktiker, Lehrkräfte und Wissenschaftlerinnen, die alle von der Idee erfüllt sind, Kinder und Jugendliche auf dem Weg über die Astronomie auch für die Welt des Schulwissens zu begeistern (siehe »WIS im Unterricht«).

Das Haus der Astronomie

Das WIS-Projekt wurde in seiner Anfangsphase von der Klaus Tschira Stiftung (KTS) finanziert. Im Jahr 2007 beantragte Jakob Staude bei der KTS auf der Grundlage jahrzehntelanger erfolgreicher Arbeit der SuW-Redaktion und der im Jahr 2003 dazugekommenen WIS-Initiative sowie der Aktivitäten des in der Landessternwarte Heidelberg ansässigen Vereins »Astronomieschule« die Errichtung eines Ortes, an dem sich alle Aspekte der astronomischen Bildung – Öffentlichkeitsarbeit, Astronomie für die Schule und Wissenschaftsaustausch – wiederfinden und gegenseitig fördern. Die KTS entschied schnell, weise und sehr großzügig: Dieser Ort wurde das Haus der Astronomie (HdA), dessen Bau schon 2009 begann und dessen Betrieb im November 2011 aufgenommen wurde.

Mit dem HdA bekam auch WIS eine feste Heimstatt. Das WIS-Autorenteam vernetzte sich mit Mitarbeitenden und Partnerlehrkräften des HdA. Das HdA-Partnerschulnetzwerk, das Cecilia Scorza im Kern schon 2009 im Rahmen einer Initiative des SOFIA-Instituts zur Unterstützung der astronomisch motivierten Schulphysik zur Infrarotstrahlung ins Leben gerufen hatte, wurde nun so ausgebaut, dass möglichst in jedem Bundesland mindestens ein Knotenpunkt existiert (siehe »Partnerschulen«).

Die Frage, wer eigentlich als Interessenvertreter für die Astronomie in der Schule wirksam werden soll, ist nicht einfach zu beantworten – die Bildungsbehörden können es nicht sein. Es müssen Institutionen sein, die den Wert der Astronomie für die Schule kennen und zu schätzen wissen. Als Institutionen kommen dafür die Fachdidaktiken, aber auch Einrichtungen wie das Haus der Astronomie oder die großen Planetarien in Frage. Astronomielehrkräfte könnten es im Rahmen eines übergeordneten Verbands, wie zum Beispiel des Verbands zur Förderung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts (MNU) oder der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG), natürlich auch sein.

Aus verschiedenen Gründen – Aufgabenspektrum im Haus, Sitz an einer Quelle astronomischer Forschungsergebnisse, Vernetzung in die Gesellschaft hinein mit bundesweit gespanntem Partnerschulnetzwerk – hat das Haus der Astronomie hier Verantwortung übernommen. Im föderal organisierten deutschen Bildungssystem bedarf es dazu der Hilfe der Partnerlehrkräfte des HdA als Aktivposten in den verschiedenen Bundesländern. Einige Lehrkräfte des Partnerschulnetzwerks haben es sich zur Aufgabe gemacht, ein einjähriges, ein- oder zweistündiges Schulfach Astronomie in der 9. oder 10. Klasse für alle Schülerinnen und Schüler auf den Weg zu bringen. Im ersten Schritt dieser langfristigen Aufgabe wurden Bildungsstandards entwickelt, die als Grundlage für die Erstellung von Lehrplänen benötigt werden.

Lehrerausbildung in Astronomie

Um Astronomie in der Schule zu verankern, hat das HdA es sich zur Aufgabe gemacht, sich auch beim Ausbilden von Lehrenden zu engagieren, die fähig und willens sind, Astronomie zu unterrichten. Physiklehramtsstudierende der Universität Heidelberg durchlaufen im Rahmen ihrer Ausbildung einen vierwöchigen Blockkurs Astronomie. Dieser P-ASTRO genannte Kurs, bei dem astronomische und astrophysikalische Inhalte mit Hilfe vieler am HdA vorhandener didaktischer Hilfsmittel vermittelt werden, wird seit dem Jahr 2013 am Ende des dritten Semesters der Lehramtskandidaten (heute im Bachelorstudium) im HdA durchgeführt. Seit 2020 bieten wir für Lehramtsstudierende mit dem Erweiterungsfach Astronomie auch den Kurs ADIDA an. Dabei geht es um eine Einführung in die Astronomiedidaktik mit anschließendem Einstieg in die Praxis des Astronomieunterrichts.

Auch die Studenten des Lehramts Grundschule, Werkreal-, Haupt- oder Realschule und Sonderpädagogik an der Pädagogischen Hochschule Heidelberg werden am HdA im Blockseminar »Physikalische und physikdidaktische Grundlagen der Astronomie für die Schule« auf eine mögliche astronomische Lehraufgabe vorbereitet.

Einen besonderen Wert für eine positive Fächerbindung haben die studentischen Abschlussarbeiten, deren Themenstellung und Betreuung seit Baubeginn des HdA im Jahr 2009 angeboten werden. Waren es anfangs Staatsexamensarbeiten, so sind es seit der Studienreform Bachelorarbeiten (am HdA seit 2019) und Masterarbeiten (am HdA seit 2022). Bis Mitte 2024 wurden am HdA 52 Abschlussarbeiten erstellt. Etliche Kandidaten für Abschlussarbeiten konnten den Einstieg in ihr Thema mittels eines WIS-Beitrags für SuW vollziehen. Nach einigen Jahren Schuldienst gehören mittlerweile vier unserer ehemaligen Studierenden zur WIS-Autorenschaft.

Während oder nach dem Erstellen ihrer Abschlussarbeit beteiligen sich viele Studierende auch an anderen HdA-Aktivitäten: als studentische Hilfskräfte bei der bundesweiten Lehrerfortbildung im HdA oder bei der mobilen Lehrerfortbildung.

Astronomische Lehrerfortbildungen

Mit dem HdA entstand ein Ort, an dem sich die Lehrkräfte des Partnerschulnetzwerks treffen können, um miteinander über gemeinsame Ziele zu sprechen. Dies geschieht einmal jährlich im Rahmen einer bundesweiten Lehrerfortbildung zur Astronomie. Sie fand erstmals im Jahr 2013 statt und wird seitdem durch die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung finanziert. Das Konzept dieser Fortbildung sieht an den Vormittagen Vorträge von Forschenden aus astronomischen Instituten aus ganz Deutschland vor. Die Nachmittage dienen der didaktischen Weiterbildung in Workshops, dem Erfahrungsaustausch in Ideenbörsen und Gesprächsrunden, wobei auch Studierende, Schülerinnen und Schüler zu Wort kommen.

Bereits im Jahr 2012 startete die von der Reiff-Stiftung finanzierte mobile Lehrerfortbildung, bei der die astronomischen Bildungsangebote »frei Haus« geliefert werden. Mit einem Transporter voller didaktischer Materialien (unter anderem Modelle, Experimente, Beobachtungsinstrumente, Informations- und Arbeitsmaterialien) tourt dabei ein HdA-Mitarbeiter meist in Begleitung eines Studierenden durch die Bundesländer und fährt mehrere Schulen an. Dort wird dann jeweils eine ganztägige Lehrerfortbildung durchgeführt.

Diese mobile Lehrerfortbildung, die zu den Lehrkräften und, wenn es möglich war, auch gleich zu den Schülerinnen und Schülern kam, fand von 2012 bis 2020 statt und steuerte dabei alle Bundesländer an, bis auf Baden-Württemberg und Bayern. Als Gemeinschaftsaktion des HdA und seines Partnerlehrernetzwerks hat sie die beteiligten Lehrenden gewiss noch stärker mit dem HdA verbunden. Nachdem alle Ziele angefahren worden waren, wurde die mobile Lehrerfortbildung auch aus finanziellen Gründen in den Ruhemodus versetzt.

Eine Kosmische Trilogie

Im Jahr 2005 haben wir eine enge Zusammenarbeit mit der baden-württembergischen Landesakademie für Fortbildung und Personalentwicklung an Schulen begonnen. Seit 2019 gehört diese Einrichtung zum Zentrum für Schulqualität und Lehrerbildung. Am Standort Bad Wildbad finden seither fast jährlich unter dem Motto »Wissenschaft in die Schulen!« vom Land organisierte und vom HdA sowie auch von fachberatenden Lehrkräften für Astronomie durchgeführte Lehrerfortbildungen statt. Diese zweieinhalbtägigen Fortbildungen waren zunächst thematisch ausgerichtet, aber im Jahr 2016 wurde daraus eine Lehrgangsserie für den Einstieg in den Astronomieunterricht. Die Lehrgangsserie mit dem Titel »Kosmische Trilogie« hat zum Ziel, Grundlagenwissen zur Astronomie zu vermitteln, Aktivitätsangebote für den Unterricht in Workshops erlebbar zu machen, Beobachtungserfahrungen zu ermöglichen und viele Verknüpfungen mit den Einbettungsfächern (»Naturwissenschaft und Technik«, NWT, sowie »Informatik, Mathematik, Physik«, IMP) und darüber hinaus zu verdeutlichen.

Inhaltlich deckt die »Kosmische Trilogie« drei Teile von nah nach fern ab: »Orientierung am Sternenhimmel und Himmelsbeobachtung«, »Die Sterne, ihr Umfeld und die Reise in den Weltraum« und »Von der Milchstraße bis zum Rand des Universums«. Jeder Teil beinhaltet acht Kurzvorträge, sechs Workshops, die auch technik- und informatikrelevante Inhalte haben, sowie Beobachtungen und Messungen am Tages- und am Nachthimmel. In dieser Trilogie kommen viele didaktische Materialien von WIS zum Einsatz.

Im Lauf der Lehrgänge in Bad Wildbad stellte sich heraus, dass der Himmel über dem Schwarzwald oft leider keine astronomischen Beobachtungen zulässt. Daher haben wir uns entschlossen, der Trilogie ein großes einwöchiges Beobachtungspraktikum anzuhängen, das wir in den baden-württembergischen Herbstferien veranstalten. Wir wählten die Astronomie-Insel La Palma als Austragungsort für das Praktikum, um größtmögliche Sicherheit für klaren Himmel zu haben (siehe »Beobachten auf den Kanaren«). Ein positiv beschiedener Förderantrag an die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung reduziert die Kosten für dieses Angebot erheblich und ermöglicht insbesondere auch den jüngeren Lehrkräften die Teilnahme.

Der Fernrohrführerschein

Kurz nach der Inbetriebnahme des HdA begannen wir im Jahr 2012 am Landesschulzentrum Adelsheim mit den Lehrerfortbildungen zum »Fernrohrführerschein«, einem zweieinhalbtägigen Lehrgang zur praktischen Astronomie mit dem Schulfernrohr. Dabei werden Grundlagenwissen und Techniken zum sachgerechten Nutzen eines modernen Schulfernrohrs vermittelt (siehe »Praxis am Fernrohr«). Nach erfolgreichem Abschluss des Praktikums können sich die Teilnehmenden ein Teleskop aus dem Haus der Astronomie zum Einsatz an ihrer eigenen Schule ausleihen.

Kooperation mit der Sternwarte Sonneberg

Die ideale Lehrerfortbildung sollte ihren Teilnehmenden mehr als nur einen Zuwachs an Wissen und Können bieten. Ein enger Kontakt zu den fortbildenden Personen, eine passende Umgebung und eine Wohlfühlatmosphäre gehören auch dazu. Unsere seit dem Jahr 2004 stattfindende Lehrerfortbildung an der traditionsreichen Sternwarte Sonneberg in Thüringen erfüllt diese Kriterien.

Die zweieinhalbtägige Fortbildung wendet sich jeweils einem Thema zu; im Jahr 2023 war es die Kosmologie. Dazu wird jeweils eine Person eingeladen, die aktiv forscht und in vier Minivorlesungen die Inhalte systematisch entwickelt. Der Vortragende bleibt in der Regel während der ganzen Zeit als Gesprächspartner vor Ort. In drei Workshops können zum Thema passende didaktische Aktivitäten für die Schule ausprobiert werden. Dabei kommen viele WIS-Materialien zum Einsatz.

Zwei Beobachtungsabende auf der SkyPole-Wiese und in den Kuppeln der Sternwarte runden das Fortbildungsangebot ab (siehe »Himmel über SkyPole«). Das Ambiente von Sternwarte und Astronomiemuseum, in dessen Hörsaal die Fortbildung stattfindet, bietet eine ansprechende Atmosphäre.

Aufbau eines Netzwerks in Chile

Schon vor seiner Fertigstellung wurde das HdA zum Partner im 2010 eröffneten deutsch-chilenischen Exzellenzzentrum für Forschung und Lehre in Santiago de Chile, das vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) bis Juni 2024 finanziert wurde. Diese Partnerschaft wurde möglich, weil das Exzellenzzentrum als Bestandteil der in Santiago befindlichen Universitätseinrichtung »Heidelberg Center Lateinamerika« nun auch die Astronomie beinhaltet.

An chilenischen Schulen nimmt die Astronomie infolge der Ansiedlung großer internationaler Observatorien im Land einen wichtigen Platz ein. So war es naheliegend, die akademische Zusammenarbeit auch astronomiedidaktisch auszufüllen. Kernziel der Aktivität des HdA für das Exzellenzzentrum war der Aufbau eines Netzwerks chilenischer Astronomielehrkräfte zusammen mit astronomischen Lehrerfortbildungen in Chile. Von 2014 bis 2024 wurden bei elf zweiwöchigen Besuchen im HdA auf dem Königstuhl 32 chilenische Lehrende zum Teil mehrmals fortgebildet. Die meisten dieser Lehrkräfte sind im Rahmen des Projekts zu Mitgliedern des Netzwerks chilenischer Astronomielehrkräfte geworden. Mittlerweile organisieren diese Netzwerklehrer selbst die Lehrerfortbildungen in Chile und bestimmen eigenständig ihre Inhalte. Auf diese Weise unterstützen sie aktiv die Schulastronomie in Chile und entwickeln sie stetig weiter.

Bisher fanden bei neun Aufenthalten von HdA-Mitarbeitern in Chile in den Jahren 2010 bis 2024 insgesamt 27 zweitägige Lehrerfortbildungen zur Astronomie an 14 verschiedenen Orten statt. Dabei wurden etwa 1400 chilenische Lehrerinnen und Lehrer astronomisch und astronomiedidaktisch fortgebildet. Zu Anfang wurden didaktische Materialien meist auf der Grundlage von WIS-Beiträgen auf Spanisch erstellt. Inzwischen entwickeln chilenische Lehrkräfte ihre Materialien teilweise schon selbst. Diese sind in einer Cloud frei zugänglich (siehe Weblinks). Außerdem wurden für die Fortbildungen und für den Verleih in Chile neun in ihren Inhalten leicht verschiedene Koffer mit astrodidaktischen Materialien konzipiert und hergestellt.

Auch unser Partnerschulnetzwerk in Deutschland konnte an diesem Projekt teilnehmen. So haben seit 2016 insgesamt 31 deutsche Astronomielehrkräfte, vor allem Partnerschullehrerinnen und -lehrer des HdA, einen Teil der Fortbildungstour begleitet. Dabei konnten sie zu den chilenischen Lehrkräften wertvolle Kontakte knüpfen, Zusammenarbeiten vereinbaren und gemeinsam mit ihnen verschiedene Großobservatorien in Chile besuchen (siehe »In luftiger Höhe«).

Globale Vernetzung

Die Ausweitung des WIS-Projekts nach Chile sowie die mittlerweile begonnene Nutzung astronomiedidaktischer WIS-Materialien in Ungarn (initiiert durch Kollegen am Konkoly-Observatorium in Budapest) und auch in englischsprachigen Medien stellen erste Schritte in Richtung einer Globalisierung dar. Damit bereiteten unsere WIS-Aktivitäten den Boden für die Aktivitäten, die seit 2020 beim Aufbau des Office of Astronomy for Education (OAE) auf dem Königstuhl stattfinden.

Olaf Fischer, Mitautor dieses Artikels, ging im Jahr 2024 in den Ruhestand. Im Herbst 2024 übergab er den Stab an Simon Kraus, der bei Oliver Schwarz in Siegen in der Didaktik der Physik und Astronomie promoviert hat und sich derzeit noch mit seiner astronomiedidaktischen Habilitation befasst. Das künftige Zusammenwirken von SuW-Redaktion, WIS-Projekt und OAE im Haus der Astronomie, in engem Kontakt mit den Forschenden am Max-Planck-Institut für Astronomie, verspricht einen fruchtbaren Beitrag zur astronomischen Aus- und Fortbildung unserer Lehrerinnen und Lehrer von morgen.