¹ Betriebsingenieur des TUMlab (Experimentierlabor der TU München im Deutschen Museum)
² Diplom-Physikerin, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Deutschen Museum
³ Diplom-Biologin, Projektleiterin des TUMlab
PhIT mit dem Arduino – ein Remote-Learning Mess-Experiment im Querschnitt von Physik, Informatik und Technik
Das Schöne am Arduino ist: Um damit tolle Projekte zu machen, muss ich kein Experte sein. Mikrocontroller wie der Arduino sind kleine, programmierbare Einheiten, deren Anwendungsfelder von technischen Spielereien – wie z.B. einem Teebeutelautomaten – bis hin zum Einsatz für die Satellitenentwicklung reichen. Die Programmierung ist einfach zu erlernen, der Controller ist klein und relativ kostengünstig. Auf diese Weise bietet der Arduino auch Neulingen vielfältige Möglichkeiten, kreativ zu werden und eigene Ideen umzusetzen.
So hat der Arduino auch an vielen Schulen Eingang gefunden. Aber was, wenn die Schülerinnen und Schüler, wie in der jetzigen Zeit, gar nicht in die Schule kommen können? Was den Arduino betrifft, eröffnet es auch Chancen, wenn die Jugendlichen mit einem eigenen Materialkit zuhause tüfteln – sie können ihre Zeit frei einteilen und sich mehr vertiefen als in eng begrenzten Unterrichtseinheiten. Und sie können sich selbst etwas ausdenken und ausprobieren – und bekommen ein direktes Feedback, ob es funktioniert.
Fragen stellen zu können, Unterstützung bei einem Problem zu erhalten, jemanden für die Fehlersuche im textbasierten Programmiercode der Arduino-IDE dabei zu haben, ist jedoch gerade beim ersten Einstieg in den Arduino ein wichtiger Part. In einer ersten Einführung per Live-Stream können die Jugendlichen – bzw. in unserem Workshop: Sie als Lehrkräfte – daher gleich mit programmieren und mit experimentieren. Basis ist ein einfacher Experimentier-Aufbau aus alltäglichen Materialien, der sich leicht zuhause nachbauen lässt. An den Arduino übergeben wir die Aufgabe, für das Experiment regelmäßig wiederkehrend Messwerte zu erfassen, aus den Rohdaten eine abgeleitete Größe zu berechnen und die Werte auszugeben. An den Messungen sind alle Workshopteilnehmerinnen und -teilnehmer beteiligt. So entsteht ein Gemeinschaftsexperiment und eine Sammlung von Messdaten, die wir zusammen auswerten können. Wir zeigen Ihnen, wie Sie Ihr Handy hierbei als Messwert-Monitor und zur Fernsteuerung der Messung einsetzen. Im Anschluss können Sie selbst mit dem Arduino weiterarbeiten und zuhause Neues – eigene Messungen, eigene Aufbauten – ausprobieren. Mit welchen – einfachen – Aufbauten für eine Smartphone-Kamera es gelingt, die kleinteiligen Arduino-Elemente in der Online-Einführung sichtbar werden zu lassen, erfahren Sie im Workshop.
Zu den Personen
Mike Kramler ist Betriebsingenieur des TUMlab, des Experimentierlabors der Technischen Universität München im Deutschen Museum. Er hat das TUMlab seit 2005 mit aufgebaut und ist hier u.a. für die Konzeption von Kursen und Kursmaterialien für Schulklassen im Bereich verschiedener MINT-Disziplinen zuständig. Er wirkt bei Lehrveranstaltungen und Fortbildungen mit, arbeitet Studierende als Kursleiterinnen und Kursleiter ein und unterstützt die im Museum entstehenden Angebote für Schülerinnen und Schüler. Er unterrichtete an einer Münchner Berufsschule und konzipierte und leitete an der Fachhochschule München Motivationskurse für Kinder. Mike Kramler schloss eine Ausbildung zum Kommunikationselektroniker ab, absolvierte an der FH in München das Studium der Elektrotechnik und arbeitete mehrere Jahre in einem Ingenieursbüro. Ehrenamtlich leitet er Workshops für Kinder und startet Projekte an Schulen.
Marion Pellowski ist als Diplom-Physikerin seit 2016 wissenschaftliche Mitarbeiterin im Deutschen Museum und hier vor allem im Bildungsbereich tätig. Seit 2019 ist sie für die Didaktik-Werkstatt TUMlab-Forum aktiv. Sie entwickelt und konzipiert Kurse, u.a. für den Arduino, und leitet und begleitet Kurse für Schülerinnen und Schüler im Experimentierlabor TUMlab. In einem anderen Labor des Deutschen Museums, der Experimentier-Werkstatt, arbeitete sie mit vielfältigen Programmen zum Tüfteln und Tinkern mit Museumsbesucherinnen und -besuchern. Sie hat als wissenschaftliche Mitarbeiterin und in langjähriger Tätigkeit als freiberufliche Referentin zahlreiche Workshops für Schulklassen ausgearbeitet und geleitet sowie Fortbildungen für Lehrkräfte organisiert, gestaltet und durchgeführt. Zwischen 1992 und 2003 hat sie zu verschiedenen Zeiten als Lehrkraft an einem Münchner Privatlehrinstitut gearbeitet. An Schulen, Lehrerfortbildungszentren und weiteren Institutionen hat sie zwischen 2000 und 2018 ein-und mehrtägige Technik-Projekte in die Praxis umgesetzt.
Dr. Miriam Voß ist seit 2008 Projektleiterin des TUMlab. Sie hat das TUMlab als Lehr-Lern-Labor, das Lehramtsstudierenden Praxiserfahrungen für ihren zukünftigen Unterricht ermöglicht, konzipiert und aufgebaut. Sie ist zuständig für die kontinuierliche anwendungsbezogene Begleitforschung und die darauf basierende Weiterentwicklung des Labors und der Kurse. Sie steuert die MINT-Bildungsaktivitäten des Labors und die Kooperation mit anderen MINT-Initiativen. Frau Voß ist Diplom-Biologin und leitet Kurse mit entsprechendem naturwissenschaftlichem Schwerpunkt. Sie ist als Wissenschaftsredakteurin ausgebildet und hat in ihrer Doktorarbeit am Institut für Wissenschafts- und Technikforschung (IWT, Universität Bielefeld) sowie in einem nachfolgenden Forschungsprojekt „Vergleichende Analyse Wissenschaftskommunikation“ für das BMBF den Fokus auf Medien- und Wissenschaftskommunikation gelegt. Im Deutschen Museum hat sie im Rahmen der Exzellenzinitiative Public-Outreach-Veranstaltungen der Technischen Universität München organisiert.
Für den Online-Workshop werden zudem Tutoren des TUMlab mit verschiedenen Fachrichtungen als Co-Leiterinnen und -Leitern aktiv werden.
¹ DLR_School_Lab, Bremen
¹ Fraunhofer-Institut für Digitale Medizin MEVIS, Bremen
MARUM UNISchullabor, Universität Bremen
Universität Bremen
¹ Didaktik der Chemie, Bergische Universität, Wuppertal
Wissenschaftlicher Mitarbeiter der AG Optimierung und Optimale Steuerung
¹ Institut für Regenerative EnergieSysteme, Hochschule Stralsund
Nobelpreisträger für Physik 2001