Messwerterfassung - Systeme und Anregungen

Dieser Artikel informiert über gängige Messwerterfassungssysteme im Schulbereich. Einige wichtige Systeme sowie Software zum Messen, Auswerten und Weiterverwerten naturwissenschaftlicher Messgrößen werden vorgestellt. Videoclips zur Software-Bedienung der vorgestellten Systeme erleichtern die Einarbeitung in die Technik. Zudem finden Sie hier eine Sammlung von Anregungen zum Einsatz computergestützter Experimente im Chemie- und Biologieunterricht.

Das "Messen" als Kulturtechnik

Die Bildungskommission der GDNÄ (Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte e.V.) betont in einer Denkschrift zum Thema "Allgemeinbildung durch Naturwissenschaften" (Aulis Verlag Deubner, 2002), dass zu den unverzichtbaren Kulturtechniken das Lesen, das Schreiben, das Rechnen und - oft völlig unterschätzt - das Messen gehöre. Die MNU (Deutscher Verein zur Förderung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts e.V.) sieht den richtigen Zeitpunkt für den Einstieg in das Experimentieren und damit das Messen sogar schon vor dem Beginn des Fachunterrichts in Physik und Chemie. Dabei werde die Persönlichkeitsentwicklung im Bereich der Eigeninitiative, Selbständigkeit, Phantasie und Kreativität gefördert (Physikunterricht und naturwissenschaftliche Bildung - aktuelle Anforderungen, MNU 2001).

Allgemeine Informationen zur Messwerterfassung

• Ziele und Vorteile
  Die Schülerinnen und Schüler lernen den Computer als nützliches Werkzeug kennen. Das Messen mit dem Computer darf Messungen "mit der Hand" aber nicht ersetzen.
• Allgemeine Anforderungen an die Software
  Welchen Anforderungen müssen die Aufnahme und die Auswertung der Messdaten genügen? Worauf ist beim Serviceangebot zu achten?

Messtechnik und Messprogramme

Modulare Gerätekonfigurationen
Der Vorteil der modularen Geräte sind die Möglichkeiten zum stufenweisen Ausbau, der spezielle Zuschnitt auf den Bedarf und die Möglichkeiten an der Schule (zum Beispiel kann die Ausrüstung aus Kostengründen auf pH-Messungen reduziert werden). Alle Module passen hier an die gleiche Basiseinheit (Grundversion). Zu diesen Systemen gehören zum Beispiel die Produkte Cassy (LD Didactic), Cobra3 (Phywe) oder Pasport (Pasco, Abb. 1).

Abb. 1: Versuchsaufbau zur pH-Wert-Messung mit dem Pasport-System

Kompakte Gerätekonfigurationen
In den kompakten Gerätekonfigurationen, wie zum Beispiel All-Chem-Misst (AK Kappenberg), Chembox (Ingenieurbüro Hartl) und wiederum Cobra3 (Phywe), sind an die vorhandenen Eingänge nur noch entsprechende Sensoren anzuschließen. Die "Boxen" sind relativ groß, wegen der Ausstattung komplexer und in der Anschaffung in der Regel teurer als die modularen Systeme, die auch einfache und gute Lösungen für Schülerarbeits-Messplätze zu erschwinglichen Preisen bieten.

Ausgewählte Systeme

Für den Schulbereich werden zahlreiche Produkte aus dem Bereich der Messtechnik und Messsoftware angeboten. Hier finden Sie eine Übersicht der vom Autor getesteten und für gut befundenen Messwerterfassungssysteme:

• CASSY, Cobra3, Pasport, MultiMES, AKMmE
  Links zu den Webseiten der Anbieter sowie Nutzungshilfen in PDF-Form und als Screen-capture-Movies.

Experimente

• Versuchsbeispiele, Anleitungen und Ergebnisse
  Von der Cola-Titration und der Esterhydrolyse über die Transpirationsmessung an Pflanzen bis hin zur Spektroskopie von Blattextrakten.

Zusatzinformationen

• Computergestützte Messwerterfassung
  Informationen zur digitalen Messwerterfassung auf der Website der Didaktik der Chemie der Universität Bayreuth.
• Multimedia-Chemieunterricht
  Versuchsanleitungen sowie ein Mess- und Simulationsprogramm auf der Website der Didaktik der Chemie der Uni Erlangen-Nürnberg.

Informationen zum Autor

Holger Schickor studierte an der Martin-Luther-Universität Halle/Saale Lehramt für Biologie und Chemie. Seit 1995 unterrichtet er am Staatlichen Eifel-Gymnasium in Neuerburg (Rheinland-Pfalz). Er beschäftigt sich mit Animationen von biologischen und chemischen Vorgängen. Auf seiner Homepage finden Sie weitere Unterrichtsmaterialien für die Fächer Chemie und Biologie.

• Mehr Infos im Autorenverzeichnis
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