Abb. 3. „Experiment des Jahres“ mit LabPi (Lernort Labor) zum Klimawandel /TU Braunschweig Die Erfassung von quantitativen Messwerten ist im Alltag mit dem Smartphone, im Auto oder am Backofen selbstverständlich. Auch in der Forschung und Industrie wird ebenso verfahren. Im Gegensatz dazu erheben SchülerInnen im Chemieunterricht fast ausschließlich qualitative Daten. Die Ursache ist zumeist, dass Schulen häufig keine teuren Messgeräte anschaffen können. Um diese Diskrepanz aufzulösen, entwickeln wir eine digitale Messstation „LabPi“. Durch die Kombination aus günstigen Bauteilen (Raspberry Pi Minicomputer, Miniatursensoren) mit maßgeschneiderter Software wird eine leistungsstarke Station erhalten, die diverse Messgrößen erfassen kann. Zu den „klassischen“ Sensoren (Temperatur, pH, Leitfähigkeit, Druck, Luftfeuchtigkeit) wurden kürzlich ein H2-Sensor, ein low-cost Photometer sowie ein CO2-Sensor entwickelt, der als Corona-Warnampel verwendet werden kann. Jeder Sensor kann im Schulunterricht experimentelle Zugänge zu neuen Themenfeldern eröffnen, die bis dato aufgrund von fehlender Analytik nicht zugänglich waren. Von der Überprüfung der allgemeinen Gasgesetze bis hin zur photometrischen Bestimmung der Stickoxidbelastung bieten sich viele Projektmöglichkeiten. Durch begleitende Low-cost, High-Tech — Die digitale Messstation LabPi Lehr-Lern-Formate fördern wir gezielt die Umsetzung in der Praxis (Abb. 3). Dieses Potenzial wird in der Hochschullehre ebenfalls genutzt. Zwei Projekte — gefördert von der Akademie für Lehrentwicklung und dem Fonds der Chemischen Industrie — integrieren LabPi in die zukunftsweisende Ausbildung von ChemikerInnen in diversen Laborpraktika am Standort Jena. [3] Wejner M., Wilke, T. (2022): LabPi: A digital measuring station for STEM Education 4.0. J. Chem. Edu., 10.1021/acs.jchemed.1c01139. [4] Schütt T., Wejner M., Kimmig J., Zechel S., Wilke T., Schubert U.S. (2022): Improvement of high-throughput experimentation using synthesis robots by the implementation of tailor-made sensors, Polymers, 10.3390/polym14030361. Das digitalchemlab für die Lehrerbildung von morgen Digitalen Medien wird das Potenzial zugeschrieben, Schülerinnen und Schüler zu Experten des eigenen Lernens zu machen. Wenn dieses Potenzial erfolgreich genutzt wird, können wichtige Beiträge zur Verbesserung und Individualisierung von Unterricht entstehen und in die Praxis transferiert werden. In unserer Arbeitsgruppe entsteht deshalb ein chemiedidaktisches Schüler- und Lehr-Lern-Labor, welches die Erforschung und den Einsatz digitaler Medien mit begleitenden Lehrkonzepten fokussiert. Dieses digitalchemlab ist eine synergistische Ergänzung zum bereits bestehenden klassischen Schülerlabor. Das Ziel ist der Aufbau einer Plattform, die das Potenzial digitaler Medien für Unterricht und Lehre nutzt und somit eine Verbesserung und Transformation der aktuellen Lernangebote fördert. [5] ter Horst N., Wilke T. (2022): Reimagining student laboratories: creating a digitalized chemistry lab. New Perspectives in Science Education 2022, in print. [6] ter Horst N., Wilke T.: Digital und differenziert im Schülerlabor – das Konzept digitalchemlab. DiCE/FGCU Tagungsband 2021, accepted. Abb. 4. Visualisierung des digitalchemlab. FORSCHUNG — 55
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