Trinkwasser ist ein wichtiges Lebensmittel und wird in Deutschland streng kontrolliert. Seine Eigenschaften: Farblos und geruchsneutral. Das Wasser in Flüssen und Seen sieht dagegen oftmals anders aus: grün oder braun etwa. Um zu wissen, was sich für Stoffe im Wasser befinden, muss es genauer untersucht werden. An dieser Stelle setzt das Projekt „EcoLab – Photometrie im Sinne der Umweltbildung verstehen und anwenden” der Technischen Universität Kaiserslautern an, die durch das gemeinnützige Start-up desklab unterstützt wird. Ziel ist es, Schülerinnen und Schüler für das Thema Gewässerqualität zu sensibilisieren, indem sie Wasser eigenständig untersuchen.
Einsatz von Analysemethoden im naturwissenschaftlichen Unterricht
Die Photometrie ist dabei eine wichtige Analysemethode. Dabei wird mithilfe von Licht die Konzentration von farbigen Lösungen bestimmt. Allerdings eignen sich Photometer, die in Laboren zum Einsatz kommen, nicht für Schulen: Die Geräte sind teuer, nicht mobil und die Funktionsweise ist sehr komplex. Der Projektpartner hat im Bereich Photometrie bereits erste Erfahrungen in dem vorherigen Vorhaben „Experimentelle Umweltbildungsangebote in Schülerlaboren unter Entwicklung und Verwendung neuer Smartphone-Experimente (AZ.: 31993)“ gesammelt. So wurde zum Beispiel ein Smartphone-Aufsatz für photometrische Messungen entwickelt, um diese Analysemethoden im naturwissenschaftlichen Unterricht einzusetzen. Diese Kenntnisse werden nun im laufenden Projekt genutzt.
Bestimmung des Phosphat-, Nitrat-, Nitrit und Ammoniumgehaltes
Schülerinnen und Schüler sollen bei Exkursionen vor Ort ein Gewässerprofil erstellen und es auswerten. Dafür muss in einem ersten Schritt ein portables Photometer entwickelt werden. Parallel dazu wird an Experimenten und Unterrichtsmaterialien gearbeitet. Die Versuche werden zur Bestimmung von Schwermetallen, des pH-Wertes, des Phosphat-, Nitrat-, Nitrit- und Ammoniumgehaltes durchgeführt sowie zur Trübung und zum Nährstoffgehalt. Dazu werden Versuchsprotokolle angepasst und auch neu entwickelt.
Entwicklung eines Online-Portals zum Austausch von Daten
Die Unterrichtsmaterialien beinhalten neben den Versuchsbeschreibungen auch Einführungen in die Themen „Umweltprobleme“ und „Photometrie“. Zudem wird ein Online-Portal entwickelt. Es bietet im Sinne eines Citizen-Science-Ansatzes die Möglichkeit, die erhobenen Daten mit anderen Klassen und Schulen zu vergleichen und Auswertungen vorzunehmen. Um die weitere Verwertung der im Unterricht erhobenen Daten zu ermöglichen, sollen lokale Citizen-Science-Communities und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eingebunden werden. In Fortbildungen für Lehrkräfte werden die Einsatzmöglichkeiten in den Klassenstufen und Fächern erklärt. Die Versuchskoffer zum portablen Photometer werden von der TU Kaiserslautern verliehen, Schulen können die Geräte aber auch kostengünstig selbst erwerben. Das Projekt vermittelt Schülerinnen und Schülern selbstständig zu arbeiten und Grundlagen, die nötig sind, um eine Forschungsfrage zu beantworten. Sie erwerben zentrale Kompetenzen des wissenschaftlichen Arbeitens. Die Umweltanalytik bleibt so kein rein theoretisches Themenfeld mehr, sondern Schülerinnen und Schüler werden für äußere Einflüsse und deren Folgen in Ökosystemen sensibilisiert.
