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.
Nachwuchsaktion auf der LASYS 2018
Myphotonics und BaKaRoS nutzen ein ebenso einfaches wie cleveres Prinzip: Mit Do-it-yourself-Baukastensystemen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen können Kinder und Jugendliche spielerisch Grundlagen aus Optik und Photonik lernen. Und zwar indem sie die Systeme selbst aufbauen. Wie das in der Praxis aussehen kann, zeigten die Projektteams Anfang Juni bei der VDMA Nachwuchsinitiative auf der LASYS, der Internationalen Fachmesse für Laser-Materialbearbeitung. Um gezielt Schülerinnen und Schüler auf die Messe zu locken und für Laser- und Lichttechnologien zu begeistern, hatte der VDMA myphotonics und BaKaRoS auf seinen Stand eingeladen.
DIY-Optik-Exponate sorgen für großes Interesse
Myphotonics präsentierte mit dem weltweit ersten mit LEGO® gebauten diodengepumpten, intra-cavity frequenzverdoppelten Nd:YAG Laser ein Highlight des DIY-Optik-Labors, realisiert von Christoph Neumann (Universität Osnabrück). Rasmus Böttcher (Universität Osnabrück) erklärte den Schülerinnen und Schülern die Funktionsweise des Lasers. Der Aufbau des Lasers mit LEGO® ermöglichte es ihm, das Justieren von Laserkavitäten sowie die physikalischen Prozesse der Frequenzkonversion und Phasenanpassung verständlich zu erklären und zu demonstrieren.
Auch bei BaKaRoS gab es für die Jugendlichen einiges zu entdecken: Mikroskope, Teleskope, eine Datenbrille, eine Virtual-Reality-Brille und ein Smartphone-Mikroskop standen bereit, um ausprobiert zu werden. Allesamt zusammengesetzt aus fischertechnik, optischen Komponenten und selbst entwickelten, 3D-gedruckten Bauteilen. Da musste Nguyen-Truong Le (Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO) die jungen Standgäste nicht lange bitten: Sie griffen zu, begutachteten die Exponate und testeten sie ausführlich. Genauso, wie das Projektteam es sich wünscht. Mehr noch: Die Jugendlichen begannen, sich die Exponate gegenseitig zu erklären. Und stellten Detailfragen, die zeigten, dass sie sich intensiv mit den Geräten und den integrierten optischen Systemen beschäftigten.
Schüler bauen bei Workshops selber optische Systeme auf
Ganz klar, die ungewöhnliche Bauweise mit LEGO®, fischertechnik und Co. weckte sofort die Neugier der Schülerinnen und Schüler. Anfassen, ausprobieren, nachfragen und mit den Forschern fachsimpeln machte ihnen sichtlich Spaß – und auch die Lehrer waren von den neuen Möglichkeiten der Wissensvermittlung begeistert. Umso mehr, als es zum BaKaRoS-Workshop ging, bei dem die Jugendlichen selbst Teleskope und Mikroskope bauen konnten. Sehr konzentriert machten sie sich ans Werk und versahen nebenbei die Aufbauanleitungen auf die Bitte der Workshop-Leiter Sebastian Lotz und Carsten Reichert (Universität Stuttgart) hin mit Korrekturhinweisen. Schließlich befindet sich BaKaRoS noch in der Entwicklung und das Feedback der Jugendlichen ist wertvoll für das Forschungsteam.
Mit Basteln und Tüfteln zu neuen Ideen
Eines machte die VDMA Nachwuchsinitiative auf der LASYS deutlich: Mit ihrem Open-Innovation-Ansatz und der Tüftlermentalität der Maker-Szene haben Projekte wie myphotonics und BaKaRoS großes Potenzial, junge Menschen nachhaltig für Wissenschaft und Technik zu begeistern. Einfach versuchen, Fehler machen, den richtigen Weg finden und das Ganze mit robusten Komponenten, die dazu gemacht sind, zusammengesetzt und wieder auseinander genommen zu werden – besser kann Wissen kaum vermittelt werden.
Durch das Basteln und Experimentieren wächst die Neugier junger Menschen und sie können mithilfe der DIY-Baukastensysteme eigene Ideen entwickeln. Das bewies auch der Workshop, den BaKaRoS kürzlich mit 23 Teilnehmerinnen und Teilnehmern von „Jugend forscht“ durchführte. Hier kam der erste BaKaRoS-Baukasten zum Einsatz: Er enthält die Komponenten für einige bereits bekannte Exponate des Projekts und bietet darüber hinaus die Freiheit, komplett neue Aufbauten zu erarbeiten.
Diese Freiheit nutzten die Jungforscherinnen und Jungforscher und entwickelten eigene Ideen von Licht-Kommunikation über einen Regenbogenprojektor bis zu einer Virtual-Reality-Brille, die im Supermarkt die Frische des Obstes anzeigt. Das ist die Begeisterung für Technik, das ist der Erfindergeist, den eine Gesellschaft braucht, um zukunftsfähig zu sein.
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