Wie viele andere Schulen hat auch unsere Schule das Problem, dass die Physiksammlung in die Jahre gekommen ist und einige der Experimentiermaterialien dringend erneuert werden müssten. Wer bereits Experimentiermaterial bestellt hat weiß, dass dies meist äußerst kostspielig ist. Glücklicherweise verfügt unsere Schule über das hochmoderne FabLab, sodass durch eine Kooperation beider Fachbereiche eine Erneuerung unserer Lichtboxen für den Optikunterricht möglich wurde.

Die Herausforderung: Alte Lichtboxen im Optikunterricht

Die alten Lichtboxen, die wir über Jahre hinweg im Optikunterricht eingesetzt haben, sind leider zunehmend kaputt gegangen. Trotz Reparatur war die Anzahl der vorhandenen Geräte für den Bedarf unserer Klassen immer etwas zu gering, gerade, wenn zwei 8. Klassen zur gleichen Zeit unterrichtet worden sind. Zudem waren diese Lichtboxen mit Glühlampen ausgestattet, die nicht nur schnell durchbrannten, sondern auch sehr heiß wurden und energetisch nicht mehr zeitgemäß waren. Eine Neuanschaffung moderner Lichtboxen mit LED-Technik und Stromversorgung kostet etwa 150 Euro pro Stück.

Eine kreative Lösung: 3D-gedruckte Lichtboxen

Angesichts dieser Herausforderungen ist eine innovative Idee entstanden: Wir haben neue Lichtboxen mithilfe eines CAD-Programms (Onshape) entworfen und sie mit einem 3D-Drucker gedruckt. Der Clou: Die Lichtquelle soll nicht mehr eine teure Lampe sein, sondern die Handytaschenlampe der Schülerinnen und Schüler.

Eine Halterung am Ende der Lichtbox ermöglicht es, jedes gängige Smartphone sicher einzuschieben. So können die Schülerinnen und Schüler ihre eigenen Handys nutzen, um das benötigte Licht zu erzeugen. Die Linsen für die neuen Boxen konnten aus den alten Geräten sowie aus dem Fundus der Physiksammlung entnommen werden – eine nachhaltige Lösung!

Einsatz im Unterricht

Insgesamt haben wir zunächst 15 neue Lichtboxen gedruckt, was es den Schülerinnen und Schülern ermöglicht, auch in großen Klassen in Partnerarbeit zu experimentieren. Durch die Verwendung kabelloser Handytaschenlampen kann nun sogar im Stufenphysikraum ohne Stromversorgung an den Schülerarbeitsplätzen experimentiert werden.

Die Lichtboxen können genutzt werden, um das Reflexionsgesetz zu demonstrieren, das Brechungsgesetz zu erforschen oder den Strahlenverlauf bei Sammel- und Zerstreuungslinsen zu visualisieren. Auch die Farbzerlegung am Prisma lässt sich mit den Lichtboxen anschaulich darstellen.

Materialverbrauch und Kosteneinsparungen

Der Materialverbrauch für die Herstellung der 15 Lichtboxen betrug insgesamt etwa 2 kg Filament, was einem Wert von rund 60 Euro entspricht. Im Vergleich zu den Kosten für den Neukauf von 15 Lichtboxen ergibt sich eine beeindruckende Ersparnis von etwa 2000 Euro.

Teamarbeit und Engagement der Lehrkräfte

Den Impuls zur Entwicklung der neuen Lichtboxen leistete David Hamm, der aufgrund der fehlenden Lichtboxen die Idee äußerte, Handys als Lichtquellen zu nutzen. Die Umsetzung des Projekts übernahmen Julia Rojek und FabLab-Leiter Marc Lachmann, die mit viel Engagement und technischem Know-how die ersten Prototypen druckten und basierend auf dem Feedback von Angela Hox optimierten. Nun werden die Lichtboxen im Optikunterricht der 8. Klassen eingesetzt, wobei die Lehrkräfte Dana Severith und Christian Lemmen bestätigen können, dass die neuen Geräte den Anforderungen des Unterrichts gerecht werden.

Fazit: Eine erfolgreiche Kooperation

Das Projekt zeigt, wie durch Zusammenarbeit, Kreativität und technologische Innovation Probleme gelöst werden können. Die neuen Lichtboxen sind nicht nur funktional und kosteneffizient, sondern ermöglichen wieder eine hohe Handlungsorientierung im Optikunterricht, worauf wir als Physikfachschaft grundsätzlich hohen Wert legen, denn durch das Schülerexperiment wird sowohl das Interesse an Naturwissenschaften geweckt als auch das eigenständige Lernen der Schüler gefördert. Wir freuen uns auf weitere Möglichkeiten, mithilfe des FabLabs unseren Physikunterricht zu erweitern.