Digitale Werkzeuge und Lehr-Lern-Konzepte

Die Erfassung von Messdaten stellt einen zentralen Aspekt von naturwissenschaftlich-experimentellen Untersuchung dar. In Forschung und Industrie werden dabei fast ausschließlich quantitative Untersuchungen durchgeführt. Auch in unserem Alltag messen Smartphones und Smartwatches Parameter von der Spannung des Akkus bis zu unserem Herzschlag. In der Schule und im Schülerlabor können quantitative Untersuchungen jedoch aus einer Vielzahl an Gründen derzeit kaum in allen Themenfeldern experimentell abgebildet werden. Es fehlen oftmals schlichtweg die finanziellen Ressourcen, um die erforderlichen Geräte (in ausreichender Zahl) anzuschaffen und zu warten. Zudem sind viele erhältliche Geräte oftmals für den professionellen Einsatz in Laboranalytik und Forschung ausgelegt, was eine Bedienung für Lehrkräfte sowie Schülerinnen und Schüler erschwert.

Projekt LabPi

An diese Herausforderung knüpft das Projekt LabPi an. Das grundlegende Ziel ist die Entwicklung einer digitalen Messstation, die neue experimentelle Möglichkeiten für die Anwendung an Schulen, Schülerlaboren und Hochschulen bietet und dabei auf jegliche vorangehende Programmierarbeit verzichten. Anstelle von individuellen Lösungen für jede Messgröße wird dabei eine offene und adaptierbare Messstation entwickelt, an die je nach Bedarf diverse Sensoren angeschlossen werden können. Durch die Kombination von günstigen Einplatinencomputern mit präzisen Miniatursensoren und kostenloser Software kann eine Vielfalt an Messdaten erhoben, ausgewertet und mit der zugehörigen Internetplattform in Echtzeit verglichen werden. Die geringen Kosten pro Gerät ermöglichen zudem die Anschaffung von Klassensätzen; im Zusammenhang mit innovativen Lehr-Lern-Konzepten der MINT-Bildung 4.0 bieten sich somit neue Möglichkeiten und Prüfungsformate für Schule, Schülerlabore und auch die Hochschullehre.

Bildnachweis: Markus Hörster/TU Braunschweig

Abbildung: Prototyp der Messstation LabPi

Erreicht wird dies aus der Kombination von geeigneten Minicomputern und leistungsstarken (Miniatur-) Sensoren. Der modulare Aufbau erlaubt es, zahlreiche Messwerte wie pH-Wert, Leitfähigkeit, Druck, Temperatur etc. einzeln oder auch in Kombination zu erfassen. Durch die Verwendung von Low-Cost-Bauteilen und eigener Software sollen die Gerätkosten zudem soweit gesenkt werden, dass die Anschaffung mehrerer Stationen – oder sogar eines Klassensatzes – für Schulen und Schülerlabore realistisch wird.

Artikel zur Modularen Messstation LabPi im Magazin der TU Braunschweig

Am 18.12.2018 ist ein Artikel zu unseren Projekten LabPi und Digitize im Magazin der TU Braunschweig erschienen. Klicken Sie hier, um ihn zu öffnen.

Bildnachweis: Markus Hörster/TU Braunschweig

Für die Auswertung von Experimenten sollen mit Hilfe von LabPi einfache und visuelle sowie fortgeschrittene Auswertungsmöglichkeiten direkten Anklang finden. Dabei kann eine Auswertung direkt auf der Messstation erfolgen, aber auch das Einbinden in Tabellenkalkulationsprogramme wird ermöglicht. Insgesamt soll LabPi das Potenzial der Digitalisierung nutzen, um neue (kollaborative) Lehr-Lern-Möglichkeiten im Rahmen der MINT-Bildung 4.0 für die Lehre zu erschließen und gewinnbringend einzusetzen.

Weitere Informationen - insbesondere die Plattform zur Vernetzung von LabPi - finden Sie in Kürze auch auf der Projekthomepage www.labpi.de.

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Manuel Wejner

Tim Blinzer

Niclas Paterson

Timm Wilke