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Vernier LabQuest2 – Erste Erfahrungen

Einleitung:

Dieser Blogartikel wird von der Inbetriebnahme und den ersten Schritten im Umgang mit dem digitalen Messwerterfassungssystem Vernier LabQuest2 handeln. Durch die mittlerweile entstandene Vielfalt dieser Systeme wird es zukünftig wichtig sein, angehenden Lehrerinnen und Lehrern schon vorhandene Erfahrungsberichte an die Hand zu geben, welche subjektiv geschrieben wurden und in diesem Blog zu finden sind. Der Artikel wird an Hand eines einfachen Experimentes Möglichkeiten aufzeigen, wie Vernier LabQuest2 im physikalischen Schulunterricht helfen kann Experimente durchzuführen.

Inbetriebnahme:

Das Vernier LabQuest2 ist ein handliches System, welches zunächst einmal durch das große Farbdisplay auffällt. Dieses ist ein Touchscreen, was es, auch wegen des mitgelieferten Touch-Screen-Stifts, sehr einfach machen soll Messwerte zu erfassen und auszuwerten. Es hat diverse Anschlussmöglichkeiten für sämtliche Vernier-Sensoren, von denen es laut Hersteller über 70 verschiedene gibt. Zudem gibt es die Möglichkeit einen USB-Stick und eine Micro-SD-Karte anzuschließen, um aufgenommene Daten weiterzuverarbeiten. Über eine vom Gerät erzeugte WLAN-Verbindung kann man mit einem Computer über einen Browser eine Verbindung herstellen und das Geschehen am Bildschirm verfolgen. Außerdem gibt es eine kostenfreie App für IOS und Android, welche sich auf gleichem Weg mit dem LabQuest2 verbinden kann.

Zu sehen ist links das Hauptmenü, sowie rechts der Menüpunkt, in dem eine WLAN-Verbindung aufgebaut werden kann.

Das Vernier LabQuest2 soll durch einen integrierten Akku keine dauerhafte Stromverbindung benötigen, was das Gerät im Einsatz sehr mobil machen soll. Im ersten Praxistest war es allerdings nicht möglich das zu testen, da das Gerät komplett entladen war. Das Einschalten des Gerätes erfolgt intuitiv. Das Menü ist sehr übersichtlich gestaltet. Die anfängliche Bedienung ist dabei trotzdem schwieriger als gedacht, denn der Touch-Screen muss zunächst kalibriert werden. Anschließend ist die Bedienung leicht und sowohl mit dem Finger, als auch mit dem mitgelieferten Stick möglich, wobei der Stick den Vorteil hat präzise die gewünschten, teilweise sehr kleinen Schaltflächen zu treffen. Außerdem gibt es noch drei Tasten am Rand des Gerätes mit welchen eine Messreihe gestartet werden kann, ins Hauptmenü zurückgekehrt oder einen Schritt zurückgegangen werden kann. Das Gerät kann auch vom Computer aus über das passende Programm gesteuert werden. Im Messmenü lässt sich der aktuelle Messwert anzeigen, sowie ein Messwert-Zeit-Diagramm, in welchem die Messwerte direkt aufgetragen werden. Außerdem lassen sich die Werte in einer Tabelle anzeigen.

Aufnahme von Messdaten:

Um einen ersten Eindruck des Vernier-Systems zu bekommen, habe ich einen Ultraschall-Sensor an das Vernier LabQuest2 angeschlossen. Das war sehr unkompliziert möglich. Das Gerät schaltet dabei direkt in den Modus, in dem der aktuelle Messwert angezeigt wird. Das Kabel hat eine Länge von etwa 1,5 m, was den Einsatz des Gerätes etwas einschränkt und im Vorfeld in die Planungen mit einbezogen werden sollte. Der Ultraschall-Sensor misst dabei kegelförmig, was den Vorteil hat, dass es auch Objekte erkennt, welche nicht direkt unter dem Sensor liegen, aber auch den Nachteil, dass größere Entfernungen nicht bestimmbar sind. Praktisch zeigte sich die untere Messgrenze bei einem Abstand von etwa 20 cm, die obere Grenze befindet sich laut Hersteller bei 6 m. Die ansonsten gemessenen Werte wurden mit Hilfe eines Laser-Entfernungsmessers nachgeprüft und entsprachen diesen weitestgehend. Mit Hilfe eines Stativs wurde der Sensor in etwa zwei Metern Höhe auf den Boden zeigend befestigt. Ziel des Versuches war es dann die Energieverluste eines Flummis beim Stoß auf dem Boden zu bestimmen. Dazu wurde mit dem Ultraschallsensor 5 Sekunden lang der Abstand zum Flummi gemessen. Das LabQuest2 gab dann simultan zum Abstand-Zeit-Diagramm auch ein Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm an.

Auswertung von Messdaten:

Jede aufgenommene Messreihe kann als Lauf gespeichert und dann auch an verbundene Geräte übertragen werden. Jeder einzelne Lauf kann so im Nachhinein noch einmal durch Diagramme und Tabellen nachvollzogen werden. Im durchgeführten Experiment wurde 5 Sekunden lang der Abstand eines Flummis zum Sensor gemessen. Das LabQuest2 hat die aufgenommenen Messwerte dann simultan in ein Abstand-Zeit-Diagramm, sowie ein Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm aufgetragen. Über die App auf dem Smartphone kann auf die aufgenommenen Messdaten sofort zugegriffen werden, während es nicht möglich war, direkt vom Computer aus die Messdaten auszuwerten. Dazu musste leider der Umweg über einen USB-Stick gegangen werden. In der Tabellen-Ansicht des LabQuest2 ließen sich dann sogar weitere, vorgegebene, Berechnungen durchführen, welche für dieses Experiment allerdings nicht zielführend waren.

Einsatz im Schulunterricht:

Das Vernier LabQuest2 ist ein System, welches es ermöglicht über die zugehörige App auf die aufgenommenen Messwerte zuzugreifen. Das ermöglicht im Schulunterricht, dass auch bei einem Demonstrationsexperiment jeder Schüler und jede Schülerin die Messdaten selbst über das Smartphone auswerten kann. Trotzdem lässt sich das Gerät meines Erachtens nach nur nach intensiver Erprobung des vorgesehenen Experimentes im Schulunterricht verwenden. Die Verwendung scheint auf den ersten Blick sehr intuitiv zu sein, aber durch diverse etwas versteckte Funktionen ist es sicherlich möglich noch mehr aus dem Gerät herauszuholen. Außerdem sollten im Vorhinein online die vom Hersteller vorgestellten Versuchsanleitungen herangezogen werden, um das ganze Spektrum an Möglichkeiten auszuloten.

Das Vernier-System lässt sich meiner Meinung nach, nach intensiver Vorbereitung, gut für Demonstrationsexperimente verwenden. Durch die doch recht hohe Komplexität des Systems, eignet es sich aus meiner Sicht nicht für Schülerexperimente, abgesehen davon, dass die Kosten für Gerät und Sensoren doch recht hoch erscheinen.

Ausblick:

Im Zuge eines anderen Experimentes wurde ein Ladungssensor ausprobiert. Das Anschließen erfolgte ähnlich einfach. Dieser Sensor lieferte allerdings nur teilweise sinnvolle Werte. Messreihen konnten nicht reproduziert werden, was im Schulunterricht nicht zweckdienlich wäre.

13. November 2017 | Veröffentlicht von Tim Donner
Veröffentlicht unter Lehrmittelhersteller
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