Weinflaschen ohne Korkenzieher öffnen?

Augsburger Physik-Didaktik veröffentlicht ein wissenschaftliches Kompendium "Physikalische Freihandexperimente" auf CD-ROM

Was ist eigentlich ein "Freihandexperiment"? Leider ist die Bezeichnung etwas irreführend: Die Hand ist in den meisten Fällen gerade die wichtigste "Gerätschaft"! Man führt die Versuche also nicht so durch, wie man "freihändig" Fahrrad fährt: mit verschränkten Armen. Der englische Ausdruck "hands-on experiment" trifft da eher den Kern der Sache. Der Begriff ist in der Physik-Didaktik schon seit mindestens 90 Jahren eingeführt - die diesjährige internationale Tagung der GIREP (groupe internationale des recherches sur l'éducation de physique) in Duisburg war ausschließlich Freihandexperimenten gewidmet - , allerdings nicht eindeutig definiert. Für die Auswahl der auf der CD-ROM enthaltenen Experimente wurden folgende Kriterien zugrundegelegt:

Verwendung von allgemein verfügbaren oder leicht zu beschaffenden Alltagsgegenständen und Materialien (Bei einigen der auf der CD-ROM enthaltenen Experimente werden auch Geräte verwendet, die in der Regel nicht im Haushalt anzutreffen sind, die aber zur Grundausstattung der Physiksammlung jeder allgemeinbildenden Schule des Sekundarbereiches gehören.)

• Einfacher und leicht durchschaubarer Aufbau des Experimentes
• Problemlose Durchführung des Experimentes
• Kurze Dauer des Experimentes

Im allgemeinen besondere affektive Wirkungen hervorrufend: Überraschtsein, Staunen, Verwunderung, Begeisterung, Zweifel, o.ä. Freihandexperimente eignen sich daher im Physikunterricht häufig zur Motivation der Schüler und im Privaten zur Unterhaltung von Freunden und Gästen.

Nun sind Beschreibungen von Freihandexperimenten in der Literatur nur in verstreuten oder entlegenen Quellen zu finden, die zudem nicht immer physikalischen Ansprüchen genügen. Eine Sammlung ausgearbeiteter Experimente würde eine Lücke füllen. Hier setzte die Idee des CD-ROM-Projektes an.

Sechs Studenten des Lehramtes an Gymnasien (Daniela Binzer, Clemens Berthold, Gunther Braam, Jürgen Haubrich, Jürgen Kraus und Christian Möller) gingen auf den Vorschlag ein, im Rahmen von Staatsexamensarbeiten Sammlung, Durchführung, Optimierung und Dokumentation von Freihandexperimenten vorzunehmen. Sie durchforsteten Zeitschriften und Bücher nach möglichen Freihandexperiment-Kandidaten und sichteten ungefähr 1000 Experimente. Von diesen wurden auf der Grundlage der obengenannten Kriterien, die sich während der Beschäftigung mit der Thematik immer deutlicher herausbildeten, etwa 400 Experimente ausgewählt. In einer öffentlichen Sonderveranstaltung des Instituts für Physik wurden im Wintersemester 1995/96 einmal in der Woche die schönsten Experimente einem interessierten Publikum aus Studierenden und Schülern vorgeführt.

Bereits sehr früh war der Gedanke aufgetaucht, nicht zuletzt wegen des absehbaren großen Umfangs der im Entstehen begriffenen Experimente-Sammlung, statt eines gebundenen Buches eine CD-ROM herzustellen. So erleichtern nun die Vorteile dieses Mediums - Hypertext-Gestaltung, Multimedia-Möglichkeiten (Videos, Ton) - die Handhabung der Freihandexperimente-Sammlung und gestalten diese attraktiver.

Jede Beschreibung eines der über 400 Experimente besteht aus:

• thematischen Schlagwörtern (zur physikalischen Einordnung)
• erklärenden Illustrationen
• kompletter Materialliste (samt Alternativvorschlägen)
• genauer Beschreibung der Versuchsdurchführung
• solider physikalischer Erklärung
• geschichtlichen o.ä. Bemerkungen
• Literaturnachweis
• Dank des "Hotword-Linking" genügt ein Mausklick, und man gelangt
• von einem Versuch zum nächsten ähnlicher Thematik (und weiter oder zurück)
• vom Inhaltsverzeichnis zum ausgewählten Experiment (und weiter oder zurück)
• von einem der 430 Schlagwörter des Index (z. B. Reibung, Auftrieb, ...) zu den passenden Experimenten (und weiter oder zurück)
• von einem Versuch zum dazugehörigen Video (60 Experimente wurden verfilmt)

Such- und Hilfe-Funktionen vereinfachen den Gebrauch. Alle Ausarbeitungen sind zudem als seperate Word-Dokumente für den Ausdruck bereitgestellt. Die Systemanforderungen sind (mind./ empf.): Prozessor (486/66 / ab Pentium 100)  Hauptspeicher (8 MB/16 MB)  Grafik (800 x 600)  freier Speicherplatz Festplatte (25 MB/130 MB)  CD-ROM (2- / 6-fach oder schneller)  Betriebssystem (Windows3.11 & Video für Windows/Windows95).

Nachdem das Projekt schon während des Entwicklungsprozesses auf diversen Tagungen wie z. B. in Berlin (DPG [Deutsche Physikalische Gesellschaft]), Dillingen (Lehrerfortbildung) und auch in Augsburg (MNU, [Mathematisch-Naturwissenschaftlicher Unterricht]) vorgestellt worden war, stießen auch die Präsentationen in Niederaltaich und Erlangen (Lehrerfortbildung), Duisburg (GIREP, siehe oben), Regensburg (DPG), München (MNU) und zuletzt beim DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) in Hamburg im Rahmen eines "Weihnachts-Colloquiums" auf großes Interesse: Über das Internet gingen auf der Homepage des die CD-ROM vertreibenden Verlages innerhalb kurzer Zeit allein 200 Subskriptionsbestellungen ein. Die Nachfrage ist seit Erscheinen der CD-ROM auf dem Markt überaus groß. In einem Fernseh-Bericht über das Videolabor der Universität, der im Bildungskanal "Alpha" des Bayerischen Rundfunks ausgestrahlt wurde, ist die CD-ROM als Beispiel multimedialer, fakultätsübergreifender Zusammenarbeit der Geistes- und Naturwissenschaften vorgestellt worden. (Die Videofilme der CD-ROM waren von Markus Herfert in Zusammenarbeit mit dem Videolabor angefertigt worden.)

Selbstverständlich findet die CD-ROM auch Verwendung in der Augsburger Physiklehrer-Ausbildung.

Über den bisherigen Erfolg der CD-ROM legen nicht nur die Bestellungen aus aller Herren Länder (selbst in Thailand, Korea, auf den Philippinen und in Israel fanden sich Interessenten) beredtes Zeugnis ab: Am schönsten ist es, immer wieder zu erleben, wie sich Menschen aller Altersstufen und verschiedensten physikalischen Vorwissens in gleicher Weise von den Freihandexperimenten faszinieren lassen. Die jüngste Präsentation von CD-ROM und ausgewählten Experimenten am DESY in Hamburg mag dies exemplarisch verdeutlichen: Zu diesem "Weihnachts-Colloquium" war vom Schulkind bis zum Teilchenphysiker das gesamte Spektrum der an Physik Interessierten erschienen - und während die Kinder nach der Vorführung einen Teebeutel nach dem anderen in eine Rakete verwandelten, diskutierten Physiker, warum genau nun ein Ei durch einen dünnen Flaschenhals in eine Milchflasche gezogen wird; und manch einer ärgerte sich über sich selbst, daß er den Ausgang eines Experimentes falsch vorhergesagt hatte.

Um den Bogen zum Eingang dieses Artikels zu spannen: Die Weinflaschen beim anschließenden gemütlichen Beisammensein im DESY-Bistro wurden "herkömmlich" geöffnet. Wie es auch anders geht, darüber geben die CD-ROM, aber auch bereits die blauen Prospekte Auskunft, die seit einiger Zeit im Eingangsbereich des Instituts für Mathematik ausliegen.

Aufgrund einer hohen Nachfrage aus dem Ausland wird erwogen, eine englische Version der CD-ROM zu erstellen. Eine Zusammenarbeit mit Mitarbeitern der Lehrstühle für Anglistik wäre dazu erstrebenswert. Interessenten sollten sich an Professor Hilscher wenden.

Die CD-ROM kann direkt bei Prof. Dr. Hilscher (Institut für Physik, Universitätsstraße 1, Gebäude Nord, Zimmer 112) oder im Internet auf der Homepage des Multimedia Physik Verlages (http:// www.multimedia-physik.com) zum Preis von DM 69,- erworben werden. Für Augsburger Studenten gibt's einen Preisnachlaß.

Gunther Braam