„Wir müssen unsere Neugier und die Kultur des Beobachtens stärken“

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Wie kann man Schülerinnen und Schüler mit unterschiedlichen Profilen dazu ermutigen, ein Studium in den Ingenieur- oder Naturwissenschaften zu beginnen, und wie kann man die Studentinnen und Studenten am besten unterstützen? Nicolas Grandjean, Professor für Physik an der EPFL und seit dem 1. Januar 2025 assoziierter Vizepräsident für Bildung, teilt seine Vision mit uns, in der die Qualität der Interaktion entscheidend ist. Interview mit einem Wissenschaftler, für den Forschung und Wissensvermittlung eng miteinander verbunden sind.
Erinnern Sie sich noch an Ihre Anfangszeit an der Universität?
Wage ich es zu sagen? Ich habe mein erstes Jahr nicht bestanden, weil ich nicht in die Vorlesungen ging. Das allzu akademische Lernen war ein Hemmschuh für meine Neugier. Heute führt diese Erfahrung dazu, dass ich meine Kurse so aufbaue, dass ich versuche, die Wachheit, die Neugierde bei den Studentinnen und Studenten zu erhalten.
Im Alter von sieben bis neun Jahren hatte ich das Glück, eine Schule zu besuchen, in der nach den Lehrmethoden von Jean Piaget und Maria Montessori unterrichtet wurde, mit viel Praxis, Learning by doing und einem Schwerpunkt auf der Entwicklung von Kreativität, Selbstständigkeit und Verantwortungsbewusstsein. Ich habe gelernt, indem ich praktiziert und entdeckt habe, das war toll und hypermotivierend. Das ist es, was ich weitergeben möchte.
Was ist Ihrer Meinung nach die Rolle einer Lehrperson?
Für mich bedeutet Unterrichten, sich auszutauschen, Wissen und Kompetenzen zu teilen, die sich ständig weiterentwickeln. Ein interaktiver Unterricht ist von entscheidender Bedeutung. Ich sehe mich als Coach, der sein Bestes gibt, und hinterfrage mich regelmäßig selbst. Ich achte sehr auf die Bewertungen der Studentinnen und Studenten, dank ihrer Kommentare habe ich mich verbessert. In den lateinischen Ländern ist das Top-down-Bildungssystem mit einem Lehrer-Schüler-Modell sehr stark verankert, ich denke, dass wir eher zusammenarbeiten müssen. Meine Kinder hatten die Möglichkeit, in den USA zur Schule zu gehen, und dort funktioniert die Klasse wie ein Team mit viel mehr Interaktion mit dem Lehrer. Ich bin auch ein Befürworter des Lernens durch Scheitern. Man muss akzeptieren, etwas falsch zu machen, Risiken einzugehen, das ist Teil des Lernprozesses.
Wie wird die Lust auf Naturwissenschaften vermittelt?
Naturwissenschaften sind in erster Linie Beobachtung, und um zu beobachten, muss man Zeit haben, um auf die Phänomene in unserer Umgebung zu achten. Man muss diese Kultur des Beobachtens entwickeln, dann des Fragens und der Analyse, die zu einer Lösung führt, die eine intellektuelle Befriedigung erzeugt. Als Kind haben wir diese Neugierde auf alles, was uns umgibt. Wir müssen sie bewahren. Wenn wir Mathematik oder Physik unterrichten, ist es auch entscheidend, sie nicht von der Realität abzukoppeln, sondern Verbindungen zu Alltagserfahrungen herzustellen.
Was ist wichtig, wenn es um Bildung im Bereich Ingenieur- und Naturwissenschaften geht?
Zunächst einmal muss man sich fragen, was unsere Ziele sind, was wollen wir erreichen? An der EPFL zum Beispiel wollen wir eine Vielfalt von Ingenieuren und Ingenieurinnen ausbilden. Manche Menschen haben sehr hohe technische Kompetenzen, andere verfügen über hochentwickelte kreative Fähigkeiten und wieder andere sind besonders talentiert in Management und Organisation. Unser Ziel ist es, diese Diversität zu fördern, und dazu muss man auch über die Art und Weise nachdenken, wie man Personen auswählt, d. h. wie man Kompetenzen sondiert und Prüfungen definiert.
Konkret: Welche Art von Überlegung sollte man durchführen?
In der Schule, im Gymnasium oder an der Universität ist der Rahmen des Bildungssystems eher auf die Bewertung von Kenntnissen zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgerichtet als auf die Bewertung des Lernprozesses. Ein Weg könnte darin bestehen, ein besseres Gleichgewicht zwischen dem Gewicht der Note der Abschlussprüfung und dem Gewicht der Noten zu finden, die mit kontinuierlichen Bewertungen während des gesamten Lernprozesses verbunden sind. Manchmal neigen wir dazu, zu viel Wissen vermitteln zu wollen, vielleicht muss man das Wesentliche auswählen und dann vertiefen. Es ist wichtig, die Grundlagen zu festigen, um sich besser weiterentwickeln zu können. Wenn man die Vielfalt erhalten möchte, glaube ich auch an eine differenzierte Bildung, z. B. mit Übungseinheiten, die denjenigen zur Verfügung stehen, die mehr Unterstützung benötigen.
Im Bereich der differenzierten Bildung eröffnet die künstliche Intelligenz (KI) neue Möglichkeiten, wie kann man sie nutzen?
Das „Center for Digital Education“ der EPFL arbeitet unter anderem an einem generativen KI-Tool, das Unterstützung bei der Lösung von Übungen bietet. An unserer Hochschule werden die Übungsstunden von studentischen Hilfskräften abgehalten/betreut. Das Ziel dieses Tools ist es nicht, sie zu ersetzen, sondern das Lernen durch personalisiertes Feedback zu verstärken.
Längerfristig wäre es auch eine Möglichkeit, Studiengänge durch Module mit Niveaugruppen flexibler zu gestalten. Dies mag auf administrativer und logistischer Ebene kompliziert zu handhaben sein, aber genau hier könnten wir von der Hilfe der KI profitieren. Auf einer anderen Ebene können Technologien dazu beitragen, Phänomene besser zu verstehen, indem sie die Theorie mit dem Experiment überlagern. Als Physikprofessor stelle ich mir zum Beispiel die Möglichkeit vor, Augmented Reality zu nutzen, um in einem Experiment all das zu visualisieren, was wir mit bloßem Auge nicht sehen können, wie die Vektoren „Kraft“, „Geschwindigkeit“ und „Beschleunigung“..... Paradoxerweise können Technologien, die uns manchmal von der Realität abkoppeln, auch dazu dienen, uns an ihr festzuhalten.
Wie bereitet man sich gut auf die EPFL vor?
Zunächst einmal ist da der naturwissenschaftliche Hintergrund. Statistiken zeigen, dass Personen, die sich im Gymnasium für das Schwerpunktfach Physik und Anwendungen der Mathematik entschieden haben, bessere Chancen auf einen erfolgreichen Start haben. Dennoch können auch Personen, die diese Option nicht gewählt haben, erfolgreich sein, wenn sie motiviert sind. Bei Schwierigkeiten im ersten Semester funktioniert der „Cours de mise à niveau“ (MAN) sehr gut, und es gibt auch die Möglichkeit, das Vorbereitungsjahr „Cours de mathématiques spéciales“ (CMS) zu absolvieren. Anschließend wurden zur Erleichterung des Übergangs vom Gymnasium zur EPFL die Online-Kurse Warm-Up und Apprendre à étudier entwickelt. Auf dem Campus gibt es auch die kostenlose Vorbereitungswoche für das erste Studienjahr Students4Students, die von Studierenden angeboten wird. Wenn sie erst einmal da sind, ermutige ich die Studentinnen und Studenten, Fragen an ihre Altersgenossen und an die Dozentinnen und Dozenten zu stellen. Und angesichts der Schwierigkeit einer Aufgabe rate ich dazu, diese Schwierigkeit als Spiel, als Puzzle zu betrachten. Mit der Zeit kommt immer die Lösung.
Was sind die Herausforderungen beim Übergang vom Gymnasium zur Universität?
Es gibt viele, für manche bedeutet es einen Umzug, also das Erlernen von Autonomie, aber auch ohne diesen Schritt muss man Verantwortung übernehmen, lernen, seinen Zeitplan zu verwalten und Prioritäten zu setzen. An der EPFL gibt es viele Fächer, Übungen, die vorbereitet werden müssen, also viel Arbeit, und viele außerschulische Aktivitäten, die angeboten werden, sodass man sich zwischen all dem hin und her gerissen fühlen kann. Es gibt auch Stress, der dadurch entstehen kann, dass man an einer weltweit anerkannten Institution studiert, den Druck, den man sich selbst auferlegt, das Gefühl, nicht mithalten zu können. Und hier ist es unsere Aufgabe, ein Klima des Wohlwollens zu schaffen und das Vertrauen der Studentinnen und Studenten in ihre Fähigkeiten, erfolgreich zu sein, zu stärken. Wir sehen, dass dies eine besonders wichtige Rolle für Frauen spielt, und für diejenigen, deren Eltern keine akademische Ausbildung haben.
Um die Studentinnen und Studenten bestmöglich zu unterstützen, ist es auch wichtig, die Verbindungen zu den Gymnasien aufrechtzuerhalten, da wir voneinander lernen können. Wir müssen auch den Brückenschlag fördern und Profile mit unterschiedlichen Hintergründen an die EPFL bringen. Die EPFL ist sehr international mit einer starken lokalen Verankerung. Wir müssen von dieser Einzigartigkeit profitieren.
Wir hören immer wieder, dass das Niveau der Studentinnen und Studenten gesunken ist, stimmt das?
Auf Seite der EPFL werden wir eine Studie in Auftrag geben, um Daten darüber zu erhalten. Wir werden über mehrere Jahre hinweg die Prüfungen und Prüfungsergebnisse analysieren und dabei die Skalen für die Korrektur berücksichtigen. Ich habe meine erste Prüfung in allgemeiner Physik vor 15 Jahren vorgelegt und ich habe den Eindruck, dass es eine relative Konstanz sowohl bei der Schwierigkeit der Prüfungen als auch bei der Erfolgsquote gibt. Allerdings beobachte ich seit einigen Jahren, dass die Aufmerksamkeit der Studentinnen und Studenten nachlässt. Ich denke dabei natürlich an den Einfluss von vernetzten Objekten und die damit verbundene Stimulation. Aber der Mensch ist nun einmal anpassungsfähig, und so ist es sehr wahrscheinlich, dass sich unser Gehirn immer mehr daran gewöhnt, mehrere Dinge gleichzeitig zu tun. Abgesehen davon ist es sehr wichtig, sich selbst Zeit zur Verfügung zu stellen. Wenn man sich Zeit nimmt, um an nichts zu denken, ist man in der Lage, zu beobachten, zu hinterfragen und anders zu denken, und schließlich innovativ zu sein, um eine bessere Welt zu schaffen - das ist alles, was ich den Studentinnen und Studenten wünsche.
Nicolas Grandjean, Lebenslauf
Schon in seiner Kindheit verspürte Nicolas Grandjean einen grossen Entdeckungs- und Experimentierdrang befallen, der ihn bis heute nicht mehr losgelassen hat. Der Leiter des Advanced Semiconductors for Photonics and Electronics Labs (LASPE) beobachtete gerne die Natur und die Umwelt um ihn herum und entschied sich für ein Physikstudium, da es einen anderen Blick auf die Welt ermöglicht und Phänomene fassbar macht. Nachdem er zehn Jahre lang als Forscher am Centre national de la recherche scientifique (CNRS) gearbeitet hatte, kam er 2004 an die EPFL. Seit 15 Jahren unterrichtet er dort mit Leidenschaft allgemeine Physik. Im Jahr 2023 haben ihn die Schülerinnen und Schüler übrigens mit der « PolySphère d’Or » für den besten Unterricht ausgezeichnet.
Übersetzt von DeepL