Best Practice

LabPi wurde von Beginn an für die Praxis entwickelt. Jeder Sensor eröffnet neue experimentelle Möglichkeiten für Unterricht und Lehre. Die nachfolgenden Beispiele zeigen, wie sie gewinnbringend eingesetzt werden können.

LabPi in der Schule

Einsatz von LabPi im Chemieunterricht (Sek. I): Leitfähigkeitstitration

Einsatz von LabPi im Physikunterricht

Erweiterung des fachmethodischen Spiralcurriculums

Einsatz von LabPi im Chemieunterricht (Sek. I): Leitfähigkeitstitration

In einem Beispielprojekt wurde 10 LabPi-Stationen mit Leitfähigkeitssensoren im Regelunterricht (10. Klasse) eines Wolfsburger Gymnasiums eingesetzt. Themenfeld der Unterrichtssequenz ist die elektrische Leitfähigkeit. Alle Schülerinnen und Schüler führten eine Leitfähigkeitstitration (Salzsäure vs. Natronlauge) mit LabPi durch. die Hälfte hiervon (5 Gruppen) nutzte die Cloudplattform COMPare zur Erstellung des Graphen, die andere Hälfte nutzte als Kontrollgruppe auf klassische Weise Stift und Papier.

Die Abbildung zeigt die mit LabPi erfassten und auf COMPare zusammengefassten Messwerte der Unterrichtsstunde. Ausgewählte Zitate der Begleitforschung:

  • "Sehr gut, um Fehlerdiskussion anhand der erfassten Graphen durchzuführen, auch mit eigenen Referenzwerten oder typischen Fehlern."
  • "Besonders gut ist es, dass Schülerinnen und Schüler die Messwerte auch zu Hause aufrufen können."
  • "Schülerinnen und Schüler waren sehr interessiert und motiviert"
  • "Insgesamt eine große Zeitersparnis in der Stunde, da die Kurven nicht gezeichnet werden mussten."

Ein ähnlich gelagertes Projekt (Leitfähigkeitstitration von Cola) in Klassenstufe 11 zeigte ähnlich erfolgreiche Resultate.

Einsatz von LabPi im Physikunterricht

Derzeit in der Durchführung - wir bitten noch um etwas Geduld.

Erweiterung des fachmethodischen Spiralcurriculums

Derzeit in der Entwicklung - wir bitten noch um etwas Geduld.

LabPi im Schülerlabor

Erweiterung des Agnes-Pockels-Labors zum digitalen Schülerlabor

Projekt: Nanotechnologie Summer School

Projekt: Lebensmittel verwenden - nicht verschwenden

Erweiterung des Agnes-Pockels-Labors zum digitalen Schülerlabor

An der TU Braunschweig findet derzeit eine Erweiterung des Agnes-Pockels-SchülerInnenlabors zum digital gestützten Schülerlabor statt. Als Grundlage hierfür dienen 10 LabPi-Station, die mit den zugehörigen Sensoren bereits in diverse Kurs- und AG-Angebote integeriert wurden. Komplettiert wird die Erweiterung durch ein digitales Whiteboard, welches die Möglichkeiten der Cloud-Plattform COMPare nutzt, um die Experimentierphase im Labor mit der Vor- und Nachbereitung zu vernetzen. Durch die Vernetzung der Messgeräte bleibt zum einen mehr "time on task" für die Experimente, zum anderen wird die Qualität der Begleitung gestärkt.

Projekt: Nanotechnologie Summer School

Nanotechnologie umgibt uns täglich in unserer Lebenswelt. Im Rahmen der Nano Summer School am Agnes-Pockels-Labor an der TU Braunschweig werden Nanomaterialien hergestellt. Zur Untersuchung ihrer vielfältigen Eigenschaften wird auf die analytischen Möglichkeiten von LabPi zurückgegriffen. Beispiele sind die Verfolgung des Stoffumsatzes via Spektrometrie, die photometrische Untersuchung der UV-Filterwirkung von Nanopartikeln in Sommencreme oder das Wirkprinzip von Ferrofluiden in der Tumorthrapie durch Messung der Temperaturerhöhung.

Projekt: Lebensmittel verwenden - nicht verschwenden

"Ist das noch gut?" Aus Unsicherheit werden Lebensmittel viel zu häufig weggeworfen. Was durch Lagerung oder Zubereitung mit den Lebensmitteln passiert, wird am Agnes-Pockels-Labor im Rahmen eines Kursprogramms mit einfachen Experimenten und LabPi untersucht. Die neuen Messmethoden von LabPi (pH-Wert, Feuchtigkeit, Temperatur, ...) ermöglichen die Gestaltung von neuen Experimenten - die hieraus erwachsenen Erkenntnisse verschaffen den Teilnehmenden Sicherheit im Umgang mit Lebensmitteln.

LabPi an der Universität

Einsatz von LabPi in experimentellen Laborpraktika der Chemie

Einsatz von LabPi in der Lehramtsaus- und fortbildung

Publikationen

Einsatz von LabPi in experimentellen Laborpraktika der Chemie (seit 2018)

Zum 01. September 2018 startete das Projekt "Digitize" als gemeinsame Initiative von Prof. Marc Walter (TU Braunschweig, Anorganische und Analytische Chemie) und Prof. Timm Wilke (Fachdidaktik Chemie). "Digitize" nutzt das Potenzial der digitalen MINT-Bildung für experimentell ausgerichtete Lehrveranstaltungen der Chemie an der TU Braunschweig. Konkret wird hierfür die digitale Low-Cost-Messstation LabPi mit diversen Sensoren (pH-Wert, Leitfähigkeit, Temperatur, Spektrometer) in einem neu entwickelten Synthesepraktikum der Anorganischen Chemie von Prof. Walter eingesetzt.

Durch die günstigen Anschaffungskosten können 120 Studierende in Zweiergruppen mit einer LabPi-Station ausgestattet werden, wodurch

  1. Lerneraktivität und Lernerfolg gesteigert, passive Phasen hingegen reduziert werden,
  2. sich neue experimentelle Untersuchungsmöglichkeiten eröffnen, um die theoretischen Vorlesungsinhalte stärker mit praktischer Anwendung zu vernetzen und
  3. durch Vernetzung der Messstationen untereinander neue Lehr-Lern-Formate ermöglicht werden, bspw. das kritische Beurteilen von eigenen Messwerten durch den Vergleich mit anderen Lerngruppen in Echtzeit.

Mehr Informationen finden Sie hier.

Einsatz von LabPi in der Lehramtsaus- und fortbildung (seit 2017)

LabPi wird regional an der TU Braunschweig im Rahmen der Lehramtsausbildung eingesetzt. In diversen Seminaren lernen Studierende die Möglichkeiten von digitalen Werkzeugen kennen und verknüpfen sie mit zugehörigen Lehr-Lern-Konzepten für eine zukunftsorientierte Ausbildung. Systematisiert und ausgebaut werden diese Impulse im Rahmen des Bundesprogramms "Qualitätsoffensive Lehrerbildung" - in der dritten Förderphase mit dem Titel "DiBS - Digitale Kompetenzen für die Lehrerbildung" umfasst LabPi einen Schwerpunkt des Teilprojekts ExeLL und wird für 4 Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Überregional ist LabPi Gegenstand von Lehrerfortbildungen von Flensburg bis Freiburg. Gemeinsam mit Partnerschulen werden zudem neue Projekte gemeinsam entwickelt und erprobt.

Publikationen

  • M. Wejner & T. Wilke (2019): Low Cost - High Tech: Die digitale Messstation LabPi, CHEMKON, 7 (26), S. 294-300. Link
  • T. Wilke, B. Bartram, S. Karrie, M. Korte, R. Köster, M. Walter & M. Wejner: Teach Chemistry Forward: An Innovative Course Concept for Universities and Schools, New Perspectives in Science Education, Conference Proceedings 2018, S. 334-338. | ISSN: 2420-9732
  • M. Wejner, M. D. Walter & T. Wilke: Digitize: Neue Chancen der MINT-Bildung 4.0 für chemische Laborpraktika (GDCh Wissenschaftsforum, Aachen 2019), angenommen.
  • M. Wejner & T. Wilke: Low Cost – High Value: Minicomputer als leistungsstarke Messsysteme für MINT-Fächer (GDCh Wissenschaftsforum Chemie, Berlin, 2017).