Fachtagung_MINT-Bildung Grundschule und Unterstufe

MIT NATURWISSENSCHAFT & TECHNIK BEGEISTERN
Gesine Liese Julia Husung Janosch Fagaschewski Irmy Timm Prof. Andreas Liese
Motivation fŸr
! Deutschland mangelt es an
50.000 - 100.000 Ingenieuren & Facharbeitern
! Wer repariert heute noch sein Auto? Berufsorientierung?
! Warum gehen Gymnasiasten/SchŸler zur Schule? Vgl. USA
! Sportvereine, Musikschulen, Tanzschulen !
! In Kitas: Haus der kleinen Forscher und dann?
Angebote fŸr Klasse 3 - 10 fehlen !
Experimentier-Shows
¥!2
2
Was ist KINDERFORSCHER AN DER TUHH ?
Mehr als 3.750 SchŸlerInnen an Ÿber 45 Schulen
Aus einer privaten Initiative entstandenes Projekt,
das Materialien entwickelt, zusammenstellt, organisiert und
liefert, damit Schulen Experimentierkurse anbieten kšnnen.
Zeitplan A
Woche
Thema
22.03.-26.03.
Kennen lernen & Unbekannten
FlŸssigkeiten auf der Spur
26.03 15:00-16:00Uhr
Audimax II, GebŠude i
29.03.-02.04Freitag
EinfŸhrungsvorlesung
Prof. Dr. Andreas Liese
Warum fliegen Flugzeuge?
(Vor Besuch im DLR SchoolLab)
05.05.-09.04Montag
Warum fliegen Flugzeuge?
(12.04-16.04.)
12.04-16.04.
DLR SchoolLab Besuch
GebŠude C
Wie arbeitet ein Forscher
am Beispiel
ãRotkohl/BlaukrautÒ
19.04.-23.04.
LED Ð Licht der Zukunft
26.04.-30.04
LED Ð Licht der Zukunft
03.05-07.05
Warum schwimmen Schiffe?
10.05-14.05Donnerstag & Freitag
Warum schwimmen Schiffe?
FERIEN
FERIEN
24.05-28.05Montag
Wie arbeitet ein Forscher
am Beispiel ãHefeÒ?
31.5.-04.06.
Wie arbeitet ein Forscher
am Beispiel ãHefeÒ?
(Bei Zeitmangel weglassen)
07.06-11.06.
14.06-18.06
Vom Modell zur Zeichnung:
ein Hubschrauber entsteht
Literaturrecherche
(Kiste wird nachgeliefert)
21.06.-25.06.
28.06.-02.07.
05.07. 17-19 Uhr
Puffer / Evaluation
Vorbereitung Abschlussfeier
Abschlussfeier, Audimax I
Material
Allgemeine Kiste
Kiste Klare FlŸssigkeiten
Poster fŸr Kennenlernstunde
Namensschilder
Wegbeschreibung
Allgemeine Kiste
Kiste Flugzeuge
Allgemeine Kiste
Kiste Flugzeuge
Kiste EXTRA Versuch Flugzeuge
Namensschilder
Wegbeschreibung
Allgemeine Kiste
Kiste Rotkohl
Rotkohl & Zitronen !
Kiste Hefe/Enzyme
Kiste Thermoskannen
Allgemeine Kiste
Kiste Elektronik / Licht
Allgemeine Kiste
Kiste Elektronik / Licht
Allgemeine Kiste
Kiste Schiffe
Allgemeine Kiste
Kiste Schiffe
FERIEN
Allgemeine Kiste
Kiste Hefe/Enzyme
Kiste Thermoskannen
Allgemeine Kiste
Kiste Hefe/Enzyme
Kiste Thermoskannen
Allgemeine Kiste
Kiste Hubschrauber
Allgemeine Kiste
Kiste Literaturrecherche
(Schulbibliothek?)
Umfragebšgen (werden geliefert)
PrŠsentationsseiten (werden geliefert)
Namensschilder
3
Was ist KINDERFORSCHER AN DER TUHH?
Wir bringen Schule, Hochschule und Wirtschaft zusammen!
Experimentieren &
Forscher
Experimentieren &
Fliegen
5 Grundschulen/TUHH
Begabtenfšrderung Klassen 3-4
Seit 2006
5 Grundschulen/DLR School Lab
Klassen 3-4
Seit 2014
Experimentieren Pur
LERNEN durch LEHREN
8 Grundschulen/DLR School Lab
Klassen 3-6
Seit 2009
WeiterfŸhrende Schule / TUHH
Klassen 5-9
Seit 2008
Show-AG
WeiterfŸhrende
Schule
AG fŸr Klassen
6-12
Seit 2009
Experimententwicklung
TUHH-Schulprojektkoordination
Unternehmens- & Schulkooperationen
Experimentierkistenverleih
ca. 3750 SchŸlerInnen, 215 LehrerInnen, 45 Schulen Stand
2/2015
4
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¥! Altonaer Str.
¥! An der Gartenstadt
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(Winterhuder Weg)
¥! Bergstedt
¥! Clara Grunewld Schule
¥! Edwin-Scharff-Ring
¥! Goethe-Schule-Harburg
¥! Grundschule Am
Kiefernberg
¥! Grundschule Ahrensburger
Weg
¥! Grundschule Marmstorf
¥! Joseph Carlebach Schule
¥! Marie-BeschŸtz-Schule
¥! Schenefelder Landstra§e
¥! Schule Schnuckendrift
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Gms Wiesenfeld, Glinde
Grundschule Klecken
Gymnasium Hoheluft
Heilwig Gymnasium
STS Stellingen
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Alsterredder
Brecht-Schule
In der Alten Forst
Kerschensteinerstra§e
Schimmelmannstra§e
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HeisenbergGymnasium
EXPERIMENTIEREN & FORSCHER
EXPERIMENTIEREN PUR
EXPERIMENTIEREN & FLIEGEN
LERNEN DURCH LEHREN
Kistenverleih eigene Kurse
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Am Falkenberg
Am Heidberg
Am Sooren
An der Isebek
Arnkielstr.
Auf der Veddel
Dempwolffstra§e
Franzosenkoppel
Ganztagsschule Am
Johannisland
Gorch-Fock-Schule
Gro§ Flottbek
Grumbrechtstra§e
Grundschule MŸssenredder
Grundschule Wilhelmsburg
Hinter der Lieth
Hoheluft
Katholische Schule Harburg
Katholische Schule
Farmsen
Kapellenweg
Lange Striepen
Maretstra§e
MŸmmelmannsberg
Neuland
Ohrnsweg
Quellmoor
Rellinger Str.
Ršnneburg
Rothestra§e
Schee§eler Kehre
Schule Bahrenfelder Stra§e
Schule auf der Burgweide
Schule FŸnfhausenWarwisch
Schule Iserbarg
Schule Langbargheide
Theodor-Haubach
Vizelinstra§e
!"
Kennzeichen von KINDERFORSCHER Produkten
! Alle Stunden sind Einzelbausteine
! Beliebig kombinierbar, jahrgangsŸbergreifend
! Fast alles Alltagsmaterialien
! Zusammenhang zeigen: Alltag Ð Schule Ð Forschung
! Entwicklung der Kompetenzen eines Forschers:
Recherchieren Ð Experimentieren - PrŠsentieren
6
Kennzeichen von KINDERFORSCHER Produkten
! RaumunabhŠngig, Ÿberall durchfŸhrbar
! SchŸlerteilnahme unabhŠngig von Elternhaus und Herkunft
! Interaktiv
! Einbindung von Kooperationen mšglich
! Integrierte Lehrerfortbildung
7
Die Lehrerunterlagen: Aufbau
Die Dokumentation jeder Schulstunde besteht aus:
! Lehreranleitung
! Materialliste
! (StationsblŠtter)
! Versuchsarbeitsblatt
! (Lšsungsbeispiel zum Arbeitsblatt)
! Wissensbox
( ) = manche Versuche ohne
8
Themen der Experimentierkisten
1.!
2.!
3.!
4.!
5.!
6.!
7.!
8.!
9.!
Kennenlernen & klaren FlŸssigkeiten auf der Spur
Wie arbeitet ein Forscher am Beispiel ãRotkohl/BlaukrautÒ? (*Zeit fŸr Abwasch einplanen)
Wie arbeitet ein Forscher am Beispiel ãHefeÒ? (*Zeit fŸr Abwasch einplanen)
Warum fliegen Flugzeuge? Schwerpunkt
Warum fliegen Flugzeuge? Auftrieb
Literaturrecherche
LED Ð Licht der Zukunft (Elektronik)
Warum schwimmen (Container-)Schiffe?
Vom Modell zur Zeichnung Ð ein Hubschrauber entsteht
10.! Wie wird Abwasser sauber?
11.! Woher kenne ich elektromagnetische Strahlung?
9
Themen der Experimentierkisten
12.! Woher kommt unser Pflanzenšl?
13.! Wie kšnnen Computer immer kleiner werden?
14.! Was macht eine BrŸcke stabil?
16.! Kšnnen Enten im Sand schwimmen? Feststoffverfahrenstechnik
17.! Knirschen Knie ohne Knorpel? Gelenke & Reibung
18.! Raketen & Weltraum (Juri-Experiment)
19.! Bionik & Hubschrauber (Juri-Experiment)
20.! Wie Šrgern Enzyme in der KŸche?
21.! Wie befestigt man ein Windrad im Meeresboden?
22.! Was unterscheidet die Taschenlampe vom Laserpointer?
23.! Modellbaukasten Mini-Montagelinie von genius
10
Der Zweite Nachwuchscampus 2014/15
Begleitung
Katholische
Bonifatiusschule
&
&
&
&
&
&
&
&
BACKHAUS
BACKHAUS
WEDEMANN
WEDEMANN
frisch gebacken seit 1888
frisch gebacken seit 1888
Abschlussveranstaltung im
Februar
oder2015
MŠrz ab
2015
am
30. MŠrz
17 Uhr
11
Der Ablauf des Nachwuchscampus
Fachliche & experimentelle Vorbereitung, Berufs- & Unternehmensrecherche,
sowie UnternehmensprŠsentationsvorbereitung in der Schule
BACKHAUS
WEDEMANN
Besuch im Unternehmen
frisch gebacken seit 1888
Unternehmensstand- & Vortragsvorbereitung
…ffentlich PrŠsentieren
12
Die Abschlussveranstaltung am 30.3.15
von 17-19:30 Uhr an der TUHH
Ausstellung & PrŠsentation:
SchŸler stellen ihr Kooperationsunternehmen vor.
13
Die Stiftung ãHaus der kleinen
ForscherÒ stellt sich vor.
Stiftung Haus der kleinen Forscher
Netzwerk:
Kleine Forscher Hamburg
Dr. Bettina Schmidt
Kinder sind neugierig und wollen die Welt um sich
herum entdecken und begreifen.
Stiftung Haus der kleinen Forscher
|
Die Stiftung stellt sich vor.
Durch eigenstŠndiges Forschen werden die Kinder
umfassend in ihren Kompetenzen gestŠrkt.
Naturwissenschaftliches Interesse und VerstŠndnis
Allgemeine Kompetenzen
Spa§ und Interesse
Metakognitive Kompetenzen
¥! Freude entdecken
¥! Selbst tun Ð Kompetenz erleben
¥! Interesse entwickeln
¥! Entwicklung von Lernkompetenz
Naturwissenschaftliche Kompetenz
¥! Sprachliche Kompetenzen
¥! Soziale Kompetenzen
¥! Motorische Kompetenzen
(Feinmotorik)
¥! Personale Kompetenzen
(Selbstwirksamkeit)
¥! Wissen Ÿber PhŠnomene und
ZusammenhŠnge
¥! Naturwissenschaftliches Vorgehen
Stiftung Haus der kleinen Forscher
|
Die Stiftung stellt sich vor.
Basiskompetenzen
Das Angebot fŸr Kitas und Grundschulen umfasst
sechs wesentliche Elemente.
Kita
Grundschule
I
PŠdagogische und naturwissenschaftliche Fortbildungen
II
Hochwertige und kostenlose Arbeitsunterlagen
III
InternetprŠsenz www.haus-der-kleinen-forscher.de
IV Zertifizierung fŸr Kitas und Grundschulen
V
JŠhrlicher Aktionstag ãTag der kleinen ForscherÒ
VI Anregungen zum Mitmachen
Stiftung Haus der kleinen Forscher
|
Die Stiftung stellt sich vor.
VI
Kindermaterialien
Hochwertige Fortbildungen durch kompetente
Trainer.
Fortlaufendes, aufeinander aufbauendes Fortbildungsangebot
Austausch mit KollegInnen und anderen FachkrŠften
Reflexion der eigenen Arbeit als fester Bestandteil
Forschen als Teil des Alltags und nicht als ãbesonderes AngebotÒ
Themen in Anlehnung an die Lehr- und BildungsplŠne
Alltagsmaterialien statt teurer Koffer / geringe TeilnahmegebŸhr
Hoher Praxisanteil statt grauer Theorie
Stiftung Haus der kleinen Forscher
|
Die Stiftung stellt sich vor.
26.03.2015 10:13
Weiterbildungsangebote
von Science-Lab
Wer oder was ist Science-Lab?
Science-Lab:
gegründet 2002 mit dem Ziel naturwissenschaftliche Bildung für Kinder zu
fördern
Halbjahreskurse für Kinder
Experimentiertage und Ferienprogramme
Eltern-Kind-Workshops
Forscherprojekte in Kindertagesstätten, Schulen sowie
außerschulischen Einrichtungen
Ø Weiterbildungen für Pädagogen
Ø
Ø
Ø
Ø
26.03.2015 10:13
Programme
Was macht ScienceLab?
MINT-Förderung in allen Bereichen.
Kinderprogramme in Schulen (inkl. Ganztagsprogramme)
10%
25%
Kinderprogramme in Kindergärten
15%
Kinderprogramme im Freizeitbereich (inkl. Ferienprogramme)
Eltern-Kind-Workshops
5%
15%
Pädagogenfortbildung Kindergarten
10%
Pädagogenfortbildung Tandem (Kiga + GS)
20%
26.03.2015 10:13
Pädagogenfortbildung Grundschule
Inhalte
Pädagogenweiterbildung Grundschule Themen:
Ø Akustik-Töne und Schall
Ø Elektrizität, Magnetismus und Energie
Ø Luft und Wind
Ø Mechanik-Kräfte und Bewegung
Ø Optik – Wege des Lichts
Ø Wasser und Flüssigkeiten
26.03.2015 10:13
Wer macht die Weiterbildungen?
Kursleiter bzw. Trainer für Weiterbildungen:
Ø Haben viel Erfahrung in der Arbeit mit Kindern
Ø Durchlaufen mehrstufige Ausbildung
Ø Werden laufend weitergebildet
Ø Haben meist akademische Ausbildung im naturwissenschaftlichtechnischen Bereich
Ø Sind hochmotiviert und engagiert
26.03.2015 10:13
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
26.03.2015 10:13
Inhalte
Akustik-Töne und Schall
Töne entstehen durch Schwingungen. Wie können wir die Töne hören? Wie
breitet sich Schall aus? Wie kann man Schall sichtbar machen? Wie
unterschieden sich hohe und tiefe Töne?
Dazu werden Experimente aus diesen Bereichen durchgeführt:
• Experimente zur Tonentstehung
• Experimente zur Tonbewegung
• Experimente zur Weiterleitung von Tönen/ Schall
• Experimente zur Tonentwicklung und Tonarten
26.03.2015 10:13
Inhalte
Elektrizität, Magnetismus und Energie
Strom kommt aus der Steckdose. Doch wie kommt er dort hin? Welche
Materialien leiten Strom? Was ist Strom überhaupt? Wie kann man Strom
erzeugen? Wie funktioniert ein Windkraftwerk? Was wird von einem
Magneten angezogen? Wie kann man einen Eisennagel magentisch
machen?
Dazu werden Experimente aus diesen Bereichen durchgeführt:
• Experimente zum Stromfluss
• Experimente zum Magnetismus
• Experimente zur Stromerzeugung
26.03.2015 10:13
Inhalte
Luft und Wind
Folgende Fragen werden in der Fortbildung und den dazugehörigen
Materialien aufgegriffen:
Woraus besteht Luft? Wie entsteht Wind und ein Wirbelsturm? Warum fliegt
ein Flugzeug? In dieser Fortbildung werden neben pfiffigen Versuchen zu
Luftdruck und Luftströmung einige meteorologische Messinstrumente
gebaut sowie auch Umweltaspekte wie zum Beispiel die
Luftverschmutzung behandelt.
Dazu werden Experimente aus diesen Bereichen durchgeführt:
• Experimente zur Luft in Bewegung
• Experimente zum Luftdruck
• Experimente zur Windentstehung
• Experimente zum Fliegen
• Experimente zur Luftverschmutzung
26.03.2015 10:13
Inhalte
Mechanik-Kräfte und Bewegung
Was ist Kraft? Welche Kräfte wirken auf uns? Kann man sie messen? Wie
werden Brücken oder Gebäude stabil gebaut? Wir finden heraus, wie
man Kraft sparen kann, wie ein Flaschenzug funktioniert und warum der
schiefe Turm von Pisa nicht umfällt. In der Mechanik geht es auch um
Bewegung: Warum fliege ich beim Bremsen nach vorne und was bremst
da überhaupt? Einfache und doch pfiffige Versuche zeigen, was im
Karussell passiert und wie die Gangschaltung beim Fahrrad funktioniert.
Dazu werden Experimente aus diesen Bereichen durchgeführt:
• Experimente zu Kraft und Weg
• Experimente zu Schwerpunkt und Gleichgewicht
• Experimente zur Dynamik
• Experimente zur Reibung
• Experimente zur Kraftübertragung
26.03.2015 10:13
Inhalte
Optik-Wege des Lichts
Licht breitet sich geradlinig aus. Doch was passiert, wenn es irgendwo
auftrifft? Auf einen Spiegel, auf eine weiße Wand, auf Wasser? Wie
verändern Linsen die Wege des Lichts? Die wichtigste Linse ist die in
unserem Auge, wie funktioniert das eigentlich? Woher kommen die
Farben des Himmels, wie das Blau des Himmels oder das Abendrot?
Wieso gibt es Sommer und Winter? Wie entstehen Tag und Nacht?
Dazu werden Experimente aus diesen Bereichen durchgeführt:
• Experimente zum Sonnenlicht
• Experimente zur Lichtabsorption
• Experimente zur Lichtreflexion
• Experimente zur Lichtbrechung
• Experimente zur Lichtstreuung
• Experimente zur Funktionsweise des Auges
26.03.2015 10:13
Inhalte
Wasser und Flüssigkeiten
Wasser hat ganz besondere Eigenschaften. Es verdunstet und regnet
wieder auf die Erde, der See gefriert von oben zu. Warum regnet es
manchmal und ein anderes Mal schneit es? Woher weiß man überhaupt,
wie das Wetter wird? Wie entsteht Hagel? Weitere Themen sind
Schwimmen und Sinken und das Lösen von Feststoffen in Wasser.
Dazu werden Experimente aus diesen Bereichen durchgeführt:
• Experimente zum Thema Aggregatzustände
• Experimente zum Thema Ausdehnen und Zusammenziehen
• Experimente zur Oberflächenspannung
• Experimente zu Eigenschaften von Flüssigkeiten
• Experimente zum Lösen und Zurückgewinnen von Feststoffen
• Experimente zum Auftrieb
• Experimente zu Schwimmen und Sinken
26.03.2015 10:13
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Forschungsfragen nachgehen und Vermutungen/Hypothesen zu einer Frage oder
einem Problem formulieren
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Versuche durchführen und dokumentieren
Lösungsmöglichkeiten erproben
Protokolle, Grafiken und Tabellen erstellen und nutzen
Forschungstagebücher führen
• 
• 
Ergebnisse auswerten, präsentieren und diskutieren
Wissen und Fertigkeiten auf neue Problemstellungen anwenden
Kooperative Arbeitsformen
Durchgängige Sprachförderung (Fachsprache und Bildungssprache)
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Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
Lebenszyklus eines
Schmetterlings
Die Entwicklung der Larve zum
Schmetterling untersuchen
• 
• 
• 
Beobachten, Beschreiben und
Dokumentieren des
Wachstums u. der
Veränderung von Larven
Kommunikation der
Beobachtungen in Wort und
Schrift
Dokumentation der
Beobachtungen in Form von
Zeichnungen, Beobachtungsprotokollen, Berichten
Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
Elektrische Stromkreise
Elektrische Stromkreise
untersuchen und konstruieren
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Einfache Stromkreise bauen
Einen einfachen
Stromkreisprüfer bauen und
einsetzen
Symbole verwenden
Technische Zeichnungen lesen
und verstehen und selbst
anfertigen
Einen eigenen Schalter
entwerfen und bauen
Kenntnisse über den
Stromkreis zum Bau einer
Taschenlampe und zur
Elektrifizierung eines
Modellhauses anwenden
Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
Chemische Tests
Untersuchung weißer Pulver
• 
• 
• 
• 
• 
Eigenschaften von Stoffen
beobachten und beschreiben
Verschiedene chemische und
physikalische Versuche
durchführen
Vermutungen formulieren
Versuchsergebnisse
beschreiben, dokumentieren,
auswerten
Kenntnisse und Fertigkeiten zur
Lösung einer neuen
Problemstellung (Untersuchung
und Bestimmung eines
Stoffgemisches) anwenden
Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
Bewegung und
Konstruktion
Fahrzeuge bauen
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Fahrzeuge konstruieren,
bauen, testen
Technische Zeichnungen lesen
und umsetzen
Fahrzeugkonstruktionen durch
Zeichnungen dokumentieren
Testdaten sammeln,
analysieren dokumentieren
Wirkung von Kräften auf die
Bewegung eines Fahrzeuges
untersuchen
Konstruktionsprobleme mit
Hilfe gesammelter Daten lösen
Eine größeres Projekt im Team
bearbeiten
Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
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Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
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Evaluation des Projektes durch die Universität Hamburg
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Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
Landesinstitut/Referat
Naturwissenschaften
Ausleihe TuWaS! Kisten
am Landesinstitut
LI: Heike Elvers
Ausleihe TuWaS! Kisten in der NWAusleihstation des Landesinstituts
Hamburg
" 
Ausleihkisten: Schmetterlinge, Elektrische
Stromkreise, Bewegung und Konstruktion sowie
Chemische Tests
#  Voraussetzung Teilnahme Fortbildung
# Ausleihe über Elke Lange: [email protected]
# Ausleihfristen in der Regel:
Block 1 Februar – Juli , Block 2 August- Dezember
# Lieferdienst
# Kostenpflichtig
LI: Heike Elvers
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Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
Rahmenbedingungen von TuWaS!
• 
Ineinandergreifen von Lehrer/innenausbildung und –fortbildung
• 
Evaluation durch die Universität Hamburg
• 
Kooperation mit dem Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung
Hamburg (LI)
• 
Unterstützung durch die Fachreferentin Sachunterricht der Hamburger Schulbehörde, Elke
Kessler
• 
Begleitung durch Frau Prof. Dr. Skiebe-Corrette und Dr. Nicola Stollhoff (Freie Universität
Berlin)
• 
Förderung durch die
Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg
TuWaS! – Hamburg - Kontakt
Prof. Dr. Kerstin Michalik
[email protected]
Heike Elvers
[email protected]
www.tuwas-hamburg.de
Prof. Dr. Kerstin Michalik, Universität
Hamburg