EINLEITUNG
Im Rahmen des Profilierungsprojekts “Hecken in der Landschaft” durften wir das
Lehrkonzept des mobilen Makerspace’ kennenlernen. Die Idee war es, in mehreren
Workshops die grundlegende Funktionsweise von Mikroprozessoren (Arduinos) zu
verstehen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollten uns darauf vorbereiten,
Messapparaturen zu bauen und einzurichten, um mit diesen eigenen Forschungsfragen
nachzugehen.
ERFAHRUNGEN
Um den kompletten wissenschaftlichen Prozess einmal zu durchschreiten, haben wir
einen Forschungsplan zu einer selbst gestellten Forschungsfrage entwickelt und unsere
Daten selbst erhoben – auch, um die Messwerte besser interpretieren zu können.
Insgesamt gab es wenig Vorgaben, sodass viel selbstständiges Arbeiten gefragt war.
Dies lies uns viel Freiheit, unsere eigenen drei internen Projekte in Gruppen zu gestalten,
forderte aber vor allem bezüglich der Programmierung auch sehr viel Recherche. Die
verwendeten Mikroprozessoren wurden dazu genutzt, um die Bodenfeuchte und
ausgewählte klimatische Parameter in bestimmten Abständen zur Hecke zu ermitteln.
Hierfür wurden verschiedene Sensoren angeschlossen und vorhandene Skripte von den
Studierenden entsprechend des Untersuchungsziels modifiziert.
SCHWIERIGKEITEN
Ob Verkabelung oder Programmierung – schon früh wurde klar, dass ein grundlegendes
Verständnis für den Aufbau und die Funktionsweise von Mikroprozessoren vorhanden
sein muss, um praxistaugliche Lösungen entwickeln zu können. Als schwierig stellte sich
heraus, dass der Zeitrahmen von einem Sommersemester für die selbst gestellte
Forschungsfrage recht knapp war. Eine weitere Schwierigkeit stellte die Unerfahrenheit
aller Kursmitglieder mit dem Programmieren von Mikroprozessoren dar. Dies erforderte
umfassende Recherchen, die nicht immer zu gewünschten Lösungen führten. Vor allem
das Erstellen der Skripte für die jeweilige Fragestellung der Gruppe fiel den meisten
Studierenden schwer. Die für die Messungen erforderlichen Parameter mussten in das
Skript implementiert werden. Zum Beispiel musste den Arduinos vorgegeben werden, in
welchen Zeitabständen gemessen und gespeichert wird. Im Verlauf trat ein weiteres
Problem, das der Energieversorgung über mehrere Tagen bei den Feldmessungen, auf.
Die maximale Messzeit betrug statt geplanter drei Tage nur 20 Stunden, wobei unsere
Fragestellung eine mehrtägige Messdauer voraussetze, um aussagefähige Ergebnisse
zu erhalten. Darüber hinaus musste mehr Material nachbestellt werden und rechtzeitig
eintreffen. Auch das zur Verfügung stehende Budget grenzte die Möglichkeiten, neben
den zeitlichen, ein.
VOR- UND NACHTEILE
Ein wesentlicher Vorteil beim Bau eigener Messgeräte ist der deutlich günstigere Preis,
da es sich bei den benötigten Komponenten meist um standardisierte Massenprodukte
wie Batterien, Verbindungskabel oder Mikroprozessoren handelt. Vorteil und
Herausforderung zugleich im Makerspace ist das individuelle Erstellen von
Messapparaturen. Der Bau eigener Messapparaturen birgt jedoch auch Risiken für
Fehlerquellen, insbesondere dann, wenn keine konkreten Anleitungen zur Verfügung
stehen und den Studierenden nicht bewusst ist, welche Parameter letztlich
ausschlaggebend für die Qualität der Messungen sind. Werden diese rechtzeitig
berücksichtigt, kann gegenüber professionellen Messapparaturen viel Geld gespart
werden. Von hoher Wertigkeit ist in diesem Zusammenhang der regelmäßige und
intensive Austausch in den Gruppen, um Erfahrungswerte zu teilen und sich gegenseitig
zu unterstützen. Dies kann im Verlauf von Untersuchungen auch Interesse an weiteren
Fragestellungen wecken.
SONSTIGES
Durch das einsemestrige Profilierungsprojekt hatten wir einen guten Einstieg in die
Bearbeitung einer Forschungsfrage und konnten viele wertvolle Erfahrungen bei der
Datenbeschaffung, -aufbereitung und -interpretation gewinnen. Das Lehrkonzept des
Makerspace’ bot uns dabei auch eine gute Möglichkeit, die technisch-physikalischen
Hintergründe der benötigten Messgeräte besser zu verstehen. Auch konnten wir dadurch
die Messergebnisse hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Sensoren und möglicher
Fehlerquellen besser einordnen und interpretieren. Dies ist für die anschließende
Auswertung und kritische Betrachtung der Ergebnisse von hoher Bedeutung. Dennoch
wiesen die zur Verfügung gestellten Komponenten einige grundlegende Schwachstellen
auf, welche sich jedoch erst nach Durchführung der Messungen zeigten. Konkret
mündete dies in einer nur sehr begrenzten Messdauer und -genauigkeit. Mit den
gewonnenen Erkenntnissen, sowohl über die Eigenschaften der zusammengebauten
Sensoren als auch zum Messkonzept selbst, wurde eine gute Grundlage für die
Bearbeitung weiterer Forschungsfragen geschaffen. Dadurch wäre es in einem zweiten
Semester möglich, besser auf die genannten Schwachstellen zu reagieren, um deutlich
aussagekräftigere Daten erheben zu können.
FAZIT
Das Makerspace-Lehrkonzept kann unabhängig der Forschung, und trotzdem
wissenschaftlich, angewandt werden. Es ermöglicht eine Vielzahl an
Anwendungsmöglichkeiten und bietet großes Potenzial zur Erarbeitung eigener
Forschungsfragen, sowie zur entsprechenden Gestaltung von Messinstrumenten.
Voraussetzung hierfür ist ein vergleichsweise hohes Vorwissen, das notwendig ist, um
die technischen Hintergründe der Instrumente einschließlich ihrer Komponenten,
Materialien und Eigenschaften, zu verstehen. Dies setzt unserer Meinung nach bei
begrenzter Zeit neben den eigenen Recherchen auch gezielte Inputs der Kursleitenden
voraus. Das Experimentieren erfordert Ehrgeiz und Durchhaltevermögen und kann dann
wertvolle Erfahrungen bieten.