Outreach News

Piezoelektrizität ist ein spannendes Phänomen, mithilfe dessen es möglich ist, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln und umgekehrt. Materialien, die piezoelektrische Eigenschaften aufweisen, finden sich in vielen Alltagsanwendungen wie Airbags oder bestimmten Feuerzeugen wieder. Aber auch in der aktuellen Forschung wie beispielsweise im SFB 1261 sind sie von Bedeutung und gelten als Zukunftsmaterialien für beispielsweise Sensoren oder auch Wearables.

Wir haben eine Unterrichtseinheit für den Chemieunterricht der Sekundarstufe I entwickelt, in der Schüler/innen etwas über die Eigenschaften, die Einsatzmöglichkeiten und den Aufbau piezoelektrischer Kristalle lernen können. Hierbei werden wiederholt Bezüge zu dem Basiskonzept der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen hergestellt. Die Unterrichtsmaterialien finden sich auf der Outreachseite der SFB-Homepage.

Für Lehrkräfte, die aktuelle, interdisziplinäre Forschung und Sensorik in ihren Unterricht bringen möchten, gibt es gute Neuigkeiten: Das IPN hat in Zusammenarbeit mit dem SFB 1261 Unterrichtsmaterialien für die Oberstufe entwickelt, die Einblicke in die Arbeit des SFBs gewähren und gleichzeitig wichtige Fachinhalte vermitteln. Das zugrundeliegende Unterrichtskonzept, mit dem Lernende das Thema der biomagnetischen Sensorik aus physikalischer und biologischer Perspektive erschließen können, stellt das Outreach-Team und Kollegen in einer neuen Transferpublikation vor. Die Unterrichtsmaterialien selbst sind auf der Outreachseite der SFB-Hompage frei verfügbar.

Die diesjährige Nacht der Wissenschaft in Kiel war anders als die Jahre zuvor. Statt interaktiven Ständen in der Innenstadt gab es digitale Veranstaltungen, über die WissenschaftlerInnen ihre Forschung präsentieren konnten. Da hat auch der SFB mitgemacht: In dem 20-minütigem Video „Am Herzschlag der Forschung“ stellt die Doktorandin Cara Broß anschaulich die Hintergründe der Forschung des SFBs vor: Welche Ziele verfolgt der SFB? Was sind Gründe, die für die Bedeutsamkeit der Forschung des SFBs sprechen? Und vor welchen Herausforderungen steht der SFB? 

Das Video steht in der Mediathek der Nacht der Wissenschaft zur Verfügung.

Es gibt einen Schülerversuch für die Messung von Herzsignalen und ihrer Interpretation mithilfe des Echtzeitsignalverarbeitungsprogramms KiRAT! Hierfür wurde in enger Kooperation mit Alexander Teplyuk, Christin Bald und Gerhard Schmidt ein Prototyp eines Herzsimulators entwickelt, der das menschliche Herz in einem Oberkörper nachbildet. Das Herz, bestehend aus einer elektrischen Spule, kann auf Knopfdruck unterschiedliche magnetische Signale aussenden, die mithilfe eines Magnetfeldsensors gemessen und mit einer Schülerversion des Programms KiRAT in Echtzeit von Störungen befreit und ausgewertet werden können. Ist die Messung und Auswertung gelungen, können die SchülerInnen anschließend eine Diagnose treffen: Leidet der Patient aus Kunststoff und Metall unter Vorhofflimmern, einer Tachykardie oder einem AV-Block dritten Grades? Oder ist der Patient gesund? 

Das Programm KiRAT (Kiel Real-Time Application Toolkit), das unter anderem für die Echtzeitverarbeitung und -darstellung von biomagnetischen Herzsignalen verwendet wird, soll nun auch von Schulklassen benutzt werden können. Hierfür sorgt ein Team aus Signalverarbeitung, Hochfrequenztechnik und Didaktik: Gemeinsam hat es eine Schülerversion des Programmes entwickelt, mit dem Schülerinnen und Schüler Herzsignale bearbeiten und filtern können. 

Die Fachausschüsse „Biosignale“ und „Magnetische Methoden in der Medizin“ der VDE fanden sich Anfang dieses Jahres bei einer Konferenz in Kiel zusammen. Ausgerichtet wurde die Veranstaltung durch Mitglieder des SFBs, die eine Teilnahme der Doktorandin des SFB-Outreachprojektes ermöglichten. Inspiriert durch die Veranstaltung wird nun ein Konzept erarbeitet, das Schulklassen in Zukunft ermöglichen soll, gewinnbringend an wissenschaftlichen Konferenzen teilzunehmen.

Die Entwicklung und Durchführung eines Projekttages an der Kieler Forschungswerkstatt (KiFo), bei dem Oberstufenklassen einen Einblick in die Forschung des SFBs erhalten, das war das Ziel der Masterarbeit der Studentin Cara Broß. Im Zuge der Arbeit durchliefen drei Schulklassen einen Projekttag, bei dem sie den Weg eines magnetoelektrischen Sensors ausgehend von einem konkreten Anwendungsbezug bis hin zum Bau eines eigenen Prototyps verfolgten. Eine Evaluation des Projekttages zeigte, dass den Schülerinnen und Schülern insbesondere die Verknüpfung von aktueller Forschung, dem Anwendungsfeld der Herzsensorik und fachlichen Grundlagen verschiedener Naturwissenschaften gefiel. Eine Untersuchung des Interesses der teilnehmenden Jugendlichen bezüglich der Forschenden des SFBs ließ erkennen, dass die Schülerinnen und Schüler gerne mehr über die explizit forschenden Tätigkeiten im SFB erfahren würden und zudem reges Interesse an Aspekten der Berufsorientierung herrscht. Diese Erkenntnisse können bei einer Weiterentwicklung des Projekttages gewinnbringend eingesetzt werden und auch für die Gestaltung anderer Programme wegweisend sein. 

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IPN

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