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Variationen historischer Experimente

Elena Kyriaki ist Physiklehrerin auf Sekundarschulebene in Belgien. Im folgenden Artikel erzählt sie uns mehr über ihre Erfahrungen mit dem Comenius III Projekt „Hands on Science“, in dessen Rahmen LehrerInnen historische Experimente im Schullabor reproduzieren.

Im Rahmen des Comenius III Projektes „Hands on Science“ beschlossen einige LehrerInnen, mit historischen Experimenten zu arbeiten. Ziel war es, diese Experimente im Schullabor zu reproduzieren und gleichzeitig:

• den SchülerInnen die Gelegenheit zu geben, sich der Schwierigkeiten bewusst zu werden, denen sich die Pioniere des Experimentierens gegenübersahen,
• auf didaktische Art und Weise die Lösungen zu untersuchen, die sich die hervorragenden WissenschaftlerInnen für die praktischen Probleme einfallen ließen, und 
• den spannenden Prozess Schritt für Schritt bis zum Durchbruch zu verfolgen.

Wir entdeckten bald, dass die Reproduktion historischer Experimente mit unseren SchülerInnen sehr gut klappte. Ihr Interesse für die alten Geschichten und das wissenschaftliche Verfahren war geweckt.

Andererseits ist die Organisation eines historischen Experiments kein Zuckerschlecken. Manchmal wird ein ganzes Team von Experten benötigt. Eine präzise Reproduktion in pädagogischen Dokumentarfilmen oder die in Museen ausgestellten Kopien der Versuchsgeräte sind nützliches Anschauungsmaterial. Wir beschlossen, nicht mit diesen zu „wetteifern“. Stattdessen dachten wir, es wäre vielleicht interessant zu versuchen, Variationen von Originalexperimenten in unserem Schullabor durchzuführen.

Die erste Frage, die wir uns stellten, war, wie ein Forscher/eine Forscherin sein/ihr Experiment heute wohl angehen würde? Welche Mittel würde zum Beispiel Galileo benutzen, um seine Experimente zum freien Fall durchzuführen? Er würde wahrscheinlich Wegmesseinrichtungen einsetzen. Er musste sich jedoch Gefällen bedienen, um die Bewegung zu bremsen und bessere Messungen der zurückgelegten Distanz und der Geschwindigkeit zu erhalten.

Bild 1: Das Versuchsgerät

Ein gutes Beispiel eines Resultats unseres Teils des Projektes ist ein Experiment, das meine Kollegin, Lambrini Papatsimpa, eine Physiklehrerin, entworfen hat. Sie benutzte die Idee des Gefälles aus Galileos Experiment zum freien Fall zur Durchführung einer Variation von Faradays Experiment zur elektromagnetischen Induktion.

Ein Magnetstab bewegt sich ein Gefälle hinunter und induziert eine elektrische Spannung in einer Magnetspule am unteren Ende des Gefälles, oder umgedreht. Dank verschiedener Sensoren können die elektrische Spannung, das Magnetfeld in den Spulen, die Position und Geschwindigkeit des Magneten gemessen und die resultierenden Graphiken auf einem Computerschirm angezeigt werden.

 

Schlussfolgerungen 1. Die induzierte elektrische Spannung (emf= elektromotorische Kraft) in der Magnetspule tritt nur während der Bewegung des Magneten auf. 2. Die Polarität der induzierten elektrischen Spannung (emf) hängt von der Richtung der Bewegung des Magneten ab. 3. Die induzierte elektrische Spannung (emf) hängt von der Änderungsrate des magnetischen Felds ab.

Bild 2: Die Graphiken der Sensoren, erstellt von SchülerInnen der Laborschule der Universität Athen.

Ich finde das Experiment didaktisch und recht einfach in der Organisation. Die Graphiken der Sensoren ergeben die Werte der verschiedenen zu vergleichenden Größen. Es ist ein gutes Beispiel kreativer Arbeit und ein neuer Ansatz zu historischen Experimenten.