¹ Fachbereich Physik, Universität Osnabrück
² Fachbereich Biologie/Chemie, Universität Osnabrück
³ Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation, Stuttgart
⁴ Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für technische Optik der Universität Stuttgart
Do-it-yourself-Photonik: Smartphone-Mikroskop & Laser aus LEGO®-Bausteinen
Wie funktioniert ein Laser? Aus welchen optischen Komponenten besteht ein Mikroskop? Wie erzeugt eine Virtual-Reality-Brille den 3D-Effekt? Die Antworten auf diese und viele andere spannende Fragen aus Photonik und Optik können sich Kinder und Jugendliche künftig selbst geben.
Möglich machen das die beiden Projekte myphotonics und BaKaRoS, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der „Open Photonik“-Initiative fördert. Ihr Ziel ist es, durch Selbermachen Wissen über optische und photonische Systeme auf anschauliche, leicht verständliche Weise zu vermitteln – und so auch zu eigenen Experimenten anzuregen. Besonders gut eignet sich die Methode, um junge Menschen für technische Themen zu interessieren und neue Wege bei der Nachwuchsförderung in Naturwissenschaften und Technik zu gehen.
Mit dem BaKaRoS-Baukasten soll der Entdeckergeist von jungen Menschen auf spielerische Weise geweckt werden. Mikroskope, Teleskope, eine Datenbrille, eine Virtual-Reality-Brille und ein Smartphone-Mikroskop können nach Bauanleitungen gebaut und anschließend modifiziert werden. Allesamt sind sie zusammengesetzt aus fischertechnik, optischen Komponenten und selbst entwickelten 3D-gedruckten Bauteilen.
Myphotonics stellt Open Source Komponenten für die Photonik auf Basis bekannter Baukastensysteme (LEGO®, fischertechnik, Arduino & Co., 3D-Drucktecknik etc.) bereit und verfolgt das Ziel der nachhaltigen Gewinnung bzw. Förderung von wissenschaftlichem Nachwuchs für die Photonikforschung und -industrie an außerschulischen Lehr- und Lernorten. Im Workshop wird erstmals gezeigt, wie sich die myphotonics-Photonikkomponenten für die Vermittlung von Wissen an Dritte und besonders zur Förderung von offenen Innovationsprozessen einsetzen lassen. Als originärer Ansatz wird die Wissensvermittlung über Schülerinnen und Schüler als Expertenteam und anhand gesellschaftlich relevanter Themenstellungen (Sicherheit von Laserpointern, Laser als Werkzeug etc.) gewählt.
Beide BMBF-geförderte Projekte myphotonics und BaKaRoS verfolgen einen Open-Source-Ansatz und stellen die Bausätze als nachbaubare Anleitungen im Internet lizenzkostenfrei zur Verfügung.
Zu den Personen
Mirco Imlau studierte Physik an der Universität zu Köln und verfasste seine Promotion auf dem Gebiet der nichtlinear optischen Eigenschaften photoschaltbarer Moleküle. Nach Aufenthalten an den Universitäten Wien und Nancy fokussierte er sich auf die Wechselwirkung von (ultra-)kurzen Laserpulsen mit optischen Materialien und damit auf eine verstärkte Kooperation mit der Photonik-Industrie. Seit 2002 ist er Professor für Optik & Photonik an der Universität Osnabrück und Leiter der Arbeitsgruppe Ultrakurzzeitphysik sowie Vorstandsmitglied im Forschungszentrum für zelluläre Nanoanalytik CellNanOs in Osnabrück. Im Jahr 2013 initiierte er die Projektierung myphotonics zur nachhaltigen Gewinnung des wissenschaftlichen Nachwuchses in der Photonikforschung und -industrie.
Marco Beeken hat sich in seiner fachdidaktischen Promotion an der Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg mit der Förderung und Forderung besonders begabter Schülerinnen und Schüler in den naturwissenschaftlichen Fächern beschäftigt. Nach einer Tätigkeit als Gymnasiallehrer für die Fächer Chemie und Biologie wurde er 2015 als Professor für Didaktik der Chemie an die Universität Osnabrück berufen. Sein Forschungsschwerpunkt liegt in der Entwicklung, Durchführung und Evaluation innovativer Wissenschaftskommunikations- und Open-Innovation-Formate. Als originären Ansatz verfolgt er hierbei die Überführung von Werkzeugen und Elementen der MAKER-Bewegung (wie bspw. Do-it-yourself Mini-Spektrometer und Makeathons) in neuartige Lehr- und Lernformate.
Truong Le ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IAO. Er forscht auf dem Gebiet „Lean Prototyping“. Lean Prototyping bedeutet vor allem, durch den Einsatz digitaler Technologien wie 3D-Druck, Microcomputer und Open-Source-Wissen kostengünstige Produktideen mit direktem Nutzen für die Gesellschaft in kurzen Lernzyklen zu generieren.
Sebastian Lotz ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Technische Optik der Universität Stuttgart. Er forscht auf dem Gebiet des Wissenstransfers zwischen technischen Domänen und versucht das Themenfeld der Photonik für verschiedene Zielgruppen wie Jugendliche, Designer, Wissenschaftler und Industrievertreter zugänglich zu machen. Besonders die Möglichkeiten von Baukastensystemen als Mittel zur Kommunikation und interdisziplinären Produktentwicklung stehen dabei im Zentrum seines Forschungsinteresses.
