Projekt „Myphotonics“ Uni Osnabrück erklärt Schülern Physik mit Legosteinen

Von Nancy Knäuper


Osnabrück. Ein Physiklabor aus Lego-Steinen: Diese Idee hat zwei Osnabrücker Studenten der Universität Osnabrück von der Bachelor- über die Master- bis zur Doktorarbeit begleitet. Ihr Projekt „Myphotonics“ wird deutschlandweit im Schulunterricht eingesetzt.

Physikalische Experimente aus bekannten Baukastensystemen selbst gestalten – das war die ursprüngliche Idee von Mirco Imlau. Als Professor der Experimentalphysik stand er vor der Herausforderung, preisgünstige und interaktive Versuchsaufbauten zu realisieren. Gelegenheit dazu gab er im Jahr 2013 zwei Bachelorstudenten. Stefan Klompmaker und Felix Lager sollten im Rahmen ihrer Abschlussarbeit optische Experimente mit Legosteinen und Fischertechnik durchführen.

Bausteine haben viele Vorteile

Unter dem Titel „Myphotonics“ konstruierten die beiden Studenten ein sogenanntes Michelson-Interferometer. Das Instrument ermöglicht es, die Welleneigenschaften von Licht zu zeigen. Die Verwendung der Bausteine hatte dabei gleich mehrere Vorteile: Zum einen stellten sie sich als ideale Plattform für die mechanischen Komponenten heraus. Zum anderen konnten erhebliche Kosten gespart werden. Mehr als 2800 Euro kostet ein professionelles Michelson-Interferometer. „Unser Modell aus optomechanischen und optischen Komponenten kostet weniger als 150 Euro“, erläutert Klompmaker.


Das selbst gebaute Modell hat auch einen didaktischen Wert: Schüler sollen dadurch für die physikalischen Experimente begeistert werden. Dass das funktioniert, hat das Myphotonics-Team beim Besuch im Physikunterricht elfter Klassen festgestellt. Die Schüler hatten großes Interesse an dem besonderen Aufbau, „sie können alles anfassen und sich die einzelnen Komponenten genau anschauen. Das ist besonders spannend,“ so Klompmaker. Studien haben eine nachhaltige Steigerung des Lerneffekts nachgewiesen.

Schulen setzen Myphotonics im Unterricht ein

Mittlerweile gibt es das Michaelson-Interferometer aus Lego-Steinen an mehr als 30 deutschen und internationalen Schulen. Seit vier Jahren ist es auch Teil des Ferienpass-Angebots in Osnabrück. Um die Baukasten-Komponenten noch weiter auszubauen, widmeten Klompmaker und Lager auch ihre Masterarbeit dem Projekt und erstellten ein komplettes didaktisches Lernkonzept auf Basis von Myphotonics. Weitere Komponenten wie die optische Pinzette oder das Laserlabyrinth sind entstanden und wurden erfolgreich in den Schulen getestet.

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Bei einer Fachmesse wurde schließlich auch Johanna Wanka, Bundesministerin für Bildung und Forschung, auf die Osnabrücker Idee aufmerksam. Sie initiierte eine Förderung des Projekts durch das BMBF und nahm es als eines der ersten in die „Open Photonics“ Initiative auf. Durch die Erfahrung des „selber Machens“ sollen auch Privatpersonen einen kreativen Zugang zu der Zukunftstechnologie finden. Für die Umsetzung erhielt Myphotonics im März 2016 finanzielle Mittel im Umfang von etwa 720.000 Euro.

Von der Bachelorarbeit zur Promotion

Ziel der Förderung war es, „ein komplettes Do-it-yourself-Physiklabor aus Lego- beziehungsweise Fischertechnik-Bausteinen, Arduino und 3D-Drucktechnik“ zu erstellen, erklärt Stefan Klompmaker. Der erste Meilenstein, die Fertigstellung eines vollständigen Optiklabors, ist inzwischen erreicht. Jetzt geht es vor allem darum, die Experimente zu testen und das Lernkonzept weiter auszubauen. Daran arbeiten Klompmaker und Lager inzwischen im Rahmen einer Promotion: „Wir versuchen, Kits zusammenzustellen, die zum Beispiel in der Oberstufe eingesetzt werden können.“ Diese Bausätze könnten dann im Schulunterricht für drei unterschiedliche Experimente eingesetzt werden.

Schon jetzt sind alle Bauteil- und Kostenlisten sowie Aufbauanleitungen für Optiken und Bausteine sind auf der Webseite myphotonics.eu frei zugänglich. Die kompletten Bausätze für die Komponenten, wie zum Beispiel Spiegelhalter, können unter anderem über die Seite www.lubrick.de erworben werden.

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