Schon heute ist jeder fünfte Ingenieur in Deutschland älter als 55 Jahre. Wenn Deutschland im weltweiten Vergleich nicht den Anschluss verlieren will, muss etwas unternommen werden – zum Beispiel die Technikbegeisterung bei Kindern und Jugendlichen wieder wecken. Dieses Ziel hat sich nun Dirk Fox mit seiner Karlsruher Technik-Initiative gesetzt. Im Interview spricht er über die Notwendigkeit von Informatikunterricht, den Entdeckergeist und die Freude am Basteln.

Die deutsche Ingenieurskunst genießt weltweit einen ausgezeichneten Ruf. Noch. Verspielen wir diesen Vorsprung gerade, weil wir den Nachwuchs nicht angemessen fördern?

Das halte ich schon quantitativ für eine ausgemachte Sache. Die Zahlen sprechen eine eindeutige Sprache: In den kommenden 15 Jahren gehen in Deutschland mindestens 700.000 Ingenieure in den Ruhestand – das sind 40% aller deutschen Ingenieure. Mit den derzeitigen Absolventenzahlen im MINT-Fächern können wir das nicht kompensieren. Und es kommt noch schlimmer: In acht Jahren verlassen die letzten Kinder der geburtenstarken Jahrgänge 1964/1965 die Gymnasien, vier Jahre später die Hochschulen. Danach wird es richtig eng.

Auch qualitativ haben wir ein Problem: Allen MINT-Initiativen zum Trotz brechen nach wie vor über 30% der MINT-Studenten ihr Studium ab – wegen mangelnder Vorkenntnisse oder falscher Erwartungen. Studien der Akademie der Technikwissenschaften (akatech) belegen zudem, dass seit Jahren die spielerische Vermittlung von technischen Kenntnissen in der Kindheit abnimmt – unter anderem wegen des Fehlens von technischem Spielzeug wie Modelleisenbahnen, Elektronik- oder fischertechnik-Baukästen in Kinderzimmern.

Gerade im Schulfach Informatik hinkt das deutsche Bildungssystem anderen Ländern hinterher. Was müsste von politischer Seite getan werden, um den Anschluss nicht zu verlieren?

Das zentrale Problem scheint mir die Ausbildung der Lehrkräfte zu sein. Wenn Informatik heute überhaupt in der Schule stattfindet, wird sie überwiegend von Autodidakten gelehrt. Das sind meist sehr engagierte Pädagogen, die das Fehlen einer Informatik-Ausbildung durch Engagement und Motivation kompensieren. Die an die Schüler vermittelten Kenntnisse sind dabei aber eher ein Spiegel der Lernerfahrung des Pädagogen und seltener ein zielgerichteter Zugang zur Informatik.

Hier würde ich mir eine erhebliche Professionalisierung wünschen. Das ist in der Politik inzwischen angekommen, aber bis es in den Schulen wirkt, wird noch etwas Zeit vergehen. Bis dahin könnte ich mir zum Beispiel ein unterstützendes Engagement von berufstätigen Informatikern in den Schulen vorstellen – nicht alles kann (und muss) politisch gelöst werden.

Früher konnte man den Rechner noch selbst aufschrauben und die Grafikkarte austauschen oder den Arbeitsspeicher erweitern. Sind moderne Devices zu kompakt verbaut und zu einfach zu bedienen, als dass der Entdeckergeist geweckt werden könnte?

Das ist ein Teil des Problems – nicht nur bei Rechnern. In meiner Kindheit war es üblich, dass ein defekter Fön oder Radio aufgeschraubt und nach Möglichkeit repariert wurde. Heute lassen sich die Gehäuse elektrischer Geräte meist gar nicht mehr öffnen – die Geräte wandern beim kleinsten Defekt gleich in den Mülleimer. Damit versperren wir unseren Kindern aber den Zugang zu Technik und verbauen ihnen die Chance, ihren Hunger nach Weltverständnis auch bei technischen Geräten zu befriedigen.

Im Ergebnis werden sie wahrscheinlich ihr Leben lang einen Rechner als „Black Box“ wahrnehmen, so wie in der großartigen Rühmann-Verfilmung von Spoerls Feuerzangenbowle: „En Dampfmaschin, dat is ene jroße schwarze Raum, der hat hinten un vorn e Loch. Dat eine Loch, dat is de Feuerung. Und dat andere Loch, dat krieje mer später.“

Nun haben Sie selbst angepackt und die Karlsruher Technik-Initiative (Karolab) ins Leben gerufen. Was dürfen wir uns darunter vorstellen? An welchen Projekten arbeiten die Schülerinnen und Schüler denn so?

Meine Wunschvorstellung war, für an Technik interessierte Schülerinnen und Schüler einen Raum zu schaffen, in dem sie kreative Lösungen für selbst gewählte technische Aufgabenstellungen entwickeln können. Daher habe ich gemeinsam mit zahlreichen Pädagogen, die ich für die Idee gewinnen konnte, Technik-AGs an zehn Karlsruher Gymnasien und inzwischen zwei Grundschulen initiiert. Für die Ausstattung der AGs mit Technik-Baukästen (fischertechnik oder Lego Technik) konnte ich zahlreiche Sponsoren aus der Region begeistern, die die Materialkosten in Höhe von 3.500 Euro je Schule übernommen haben.

Der Erfolg der Initiative hat meine kühnsten Erwartungen übertroffen: In einigen AGs gibt es Wartelisten, bei anderen fehlt selbst am Nachmittag des letzten Schultags vor den Ferien kein einziger Schüler. Werden die AGs am Tag der offenen Tür vorgestellt, kann man sich vor interessierten und begeisterten Eltern und Kindern nicht retten. Das hat mir klar gemacht: Wenn Technik im Leben unserer Kinder keine Rolle (mehr) spielt, dann liegt das jedenfalls nicht an einem Mangel an Interesse.

Gebaut wird an statischen Konstruktionen (wie z.B. Brücken), mechanischen Lösungen (z.B. ein „Freefall-Tower“ oder ein Modell der Turmbergbahn), mit Pneumatik, Optik, Elektronik und natürlich auch Computing (z.B. selbstständig einparkende Autos oder Roboter, die gestellte Aufgaben lösen).

Für vier weitere Schulen suche ich derzeit noch nach einem Sponsor.

Einmal im Jahr treten die jungen Tüftler beim Karlsruher Schul-Robotik-Cup gegeneinander an. In welchen Disziplinen müssen die Nachwuchsingenieure ihr Know-how unter Beweis stellen?

Im kommenden Jahr werden sie ein Fahrzeug konstruieren müssen, das auf einer Modellstraße unfallfrei verschiedene Navigationen durchführt – Wenden, Parkplatzsuche, Einparken. Alternativ können sie an einem Wettbewerb von Rettungsrobotern teilnehmen, die nach den Regularien des internationalen RoboCup einem vorgegebenen Parcours folgen, mehrere Opfer finden und in einen sicheren Bereich transportieren müssen. Wahrscheinlich wird es auch eine dritte Disziplin geben: die Entwicklung von Fußballrobotern, die in Zweier-Teams gegeneinander antreten.

Beim 1. Karlsruher Schul-Robotik-Cup im Juni 2015 haben bereits 23 Teams aus 7 Schulen teilgenommen – mit über 80 Schülerinnen und Schülern. Dürfen wir uns 2016 auf eine Fortführung freuen?

Oh ja – der zweite Schul-Robotik-Cup wird am 4. Juni 2016 in der Aula des Bismarck-Gymnasiums ausgetragen. Schon jetzt haben 11 Karlsruher Gymnasien ihre Teilnahme zugesagt. Ich rechne daher mit mindestens 30 Teams – das wird langsam eine Großveranstaltung.

Karlsruher Schul-Robotik Wettbewerb
Einmal im Jahr treten die Schüler beim Karlsruher Schul-Robotik-Cup gegeneinander an. (Bild: Sandra Jacques)

Sie bauen voll auf den spielerischen Ansatz, die intrinsische Motivation und auf fischertechnik? Waren Sie früher selbst begeisterter Bastler?

In meiner Kindheit war fischertechnik mein wichtigstes Spielzeug. Dabei habe ich viele physikalische Grundlagen nebenbei gelernt, sodass ich später im Physikunterricht vieles intuitiv verstand, was zahlreichen Klassenkameraden Kopfzerbrechen bereitete, denn ich hatte eine „mechanische“ Vorstellung davon.

Ganz sicher hat mich die intensive Beschäftigung mit fischertechnik zum Ingenieur gemacht. Lange dachte ich, das wäre meine ganz individuelle Lernerfahrung – bis ich zahlreiche Ingenieure meiner Generation kennen lernte, die mir ganz ähnliche Geschichten erzählten. Da wurde mir klar, dass das Konstruieren mit einem Technikbaukasten wie fischertechnik ein funktionierendes didaktisches Konzept ist – mit dem es gelingen kann, Technikbegeisterung zu wecken und Talente zu finden.

Gerade haben Sie auch ein Buch geschrieben „Technikgeschichte mit fischertechnik“. Darin unternehmen Sie gemeinsam mit Ihrem Co-Autor Thomas Püttmann eine Zeitreise hin zu den wichtigsten technischen Errungenschaften. Welche Erfindung hat die Menschheit Ihrer Ansicht nach am meisten geprägt?

Das ist eine schwierige Frage, auf die mir die Antwort noch schwerer fällt, seit ich beim Schreiben des Buchs verstanden habe, wie stark die Prägung durch vermeintlich kleine technische Errungen tatsächlich ist. Ganz sicher hat die Uhr unser Leben fundamental verändert – ohne sie (und eine Welt-Zeit) wären Eisenbahn und Flugzeuge mit Ankunfts- und Abfahrtzeiten undenkbar. Revolutionär war natürlich die Dampfmaschine, denn sie war die erste orts- und wetterunabhängige Kraftquelle – davor gab es nur Wasser- und Windräder. Und schließlich haben Navigations-instrumente wie der Sextant zusammen mit genauen Uhren die Entdeckung von nur per Schiff erreichbaren Kontinenten und damit den weltweiten Handel ermöglicht.

So gesehen erzählt unser Buch eine andere Geschichte als die, die üblicherweise in der Schule gelehrt wird: die Menschheitsgeschichte als eine Geschichte der Technik. Ohne technische Innovationen hätte die Gattung Mensch als biologisch wenig spezialisiertes Wesen nicht überlebt.

Rotor mit Taumelscheibe (fischertechnik)
Detailansicht eines Rotors mit Taumelscheibe (Bild: fischertechnik)

Alle Innovation, die Sie im Buch vorstellen, können mit fischertechnik nachgebaut werden. Bei welchem Modell wird es denn so richtig knifflig?

Ein wirkliches Highlight ist die Pendeluhr mit Schlagwerk, die mein Co-Autor Thomas Püttmann entwickelt hat. Beim Nachbau begreift man im Wortsinne, wie herausfordernd die Energieübertragung auf das Pendel, die Konstruktion einer funktionierenden Hemmung und die mechanische „Programmierung“ des Schlagwerks war – und man bekommt großen Respekt vor den Uhrmachern des 17. Jahrhunderts.

Aber auch das Planetarium, die mechanische Rechenmaschine und die Funkuhr haben es in sich, und bei der Berechnung von Lenkfehlern einer Achsschenkellenkung kommt sogar Mathematik ins Spiel. Den Nachbau erleichtern wir durch 3D-Bauanleitungen, die von der Webseite des Buchs heruntergeladen werden können. Gespannt sind wir auf die ersten Leser, die uns Varianten oder Verbesserungen unserer Modelle vorschlagen. Und wenn das Buch nicht nur in Kinder- und Elternzimmer Einzug hält, sondern auch in der einen oder anderen Schule, dann haben wir unser Ziel erreicht.