Physik mit Raspberry Pi und Arduino

DPG-Fortbildungskurs für Physiklehrer
im Physikzentrum Bad Honnef
19. bis 23. November 2018
Physik mit Raspberry Pi und Arduino
Wissenschaftliche Leitung:
Dr. Angela Fösel (Universität Erlangen) und Dr. Alexander Pusch (Universität Münster)

Die Microcontroller Raspberry Pi und Arduino haben in den letzten Jahren unter Tüftlern und Bastlern Furore gemacht. Sie bieten darüber hinaus aber auch schier ungeahnte Möglichkeiten für den Einsatz im Physikunterricht: Zusammen mit verschiedenen Sensoren können sie vergleichsweise einfach und vor allem sehr kostengünstig zur computergestützten Messwerterfassung verwendet werden.
In dieser Fortbildung werden in Vorträgen, Workshops und einem „Markt der Möglichkeiten“ Ideen vorgestellt, wie Raspberry Pi und Arduino für die Messung verschiedenster physikalischer Größen sowie zur Signal- und Datenverarbeitung im Rahmen eines modernen, spannenden und spielerisch-kreativen Physikunterrichts eingesetzt werden können.
Die Fortbildung richtet sich an Lehrerinnen und Lehrer, die bislang noch keinerlei Erfahrungen mit den Microcontrollern Raspberry Pi und Arduino gemacht haben, wie auch an „Expertinnen“ und „Experten“, die neue didaktische und methodische Anregungen suchen.
In einführenden Workshops wird der konkrete praktische – erste – Umgang mit dem Raspberry Pi und Arduino vermittelt werden. Im weiteren Verlauf werden bereits erprobte kleinere und größere Projekte sowie Lerneinheiten vorgestellt und diskutiert. Neben den Vorträgen und Workshops verschiedener Referenten ist auch ein durch die Teilnehmer der Fortbildung gestaltbarer Teil (→ „Markt der Möglichkeiten“) mit eigenen Postern und verschiedenen Projekten vorgesehen. Hier können eigene – fertige oder noch im Aufbau befindliche – Unterrichtsprojekte, Unterrichtspläne usw. zur Diskussion zur Diskussion gestellt und Antworten auf Fragen oder Hinweise auf Alternativen von den Referenten und anderen Teilnehmern erhalten werden.
Hinweis: Beim Arduino handelt es sich um einen Microcontroller, der über einen PC gesteuert und ausgelesen wird. Der Raspberry Pi ist ein kleiner eigenständiger Mini-PC, allerdings ohne Bildschirm und Maus und Tastatur, so dass wir uns in unseren Anwendungen mit einem PC auf dem Raspi "einloggen" und aktiv die Peripherie des PC nutzen. Für beide Gerätschaften ist es daher gut, wenn Sie einen Laptop mitbringen.
Workshops:
Konfiguration und erste Schritte einer Messwerterfassung mit Arduino, Dr. Alexander Pusch, Marc André Scholl und Malte Ubben (U Münster).
Konfiguration und erste Schritte einer Messwerterfassung mit Raspberry Pi, Dr. Angela Fösel (U Erlangen).
Bau eines kapazitiven Touchpads mit dem Arduino, Dr. Alexander Pusch, Marc André Scholl und Malte Ubben (U Münster).

Referenten und Vortragsthemen (z.T. mit Abstracts):
Natalie Barkei (Smart School & Digital Women, Bitkom e.V.): Relevanz digitaler und informatorischer Kompetenzen für Schülerinnen und Schüler
Dr. Angela Fösel (Universität Erlangen): Akustik im Alltag von Fledermäusen.
Werner Gruber (Wien): Abendvortrag „Kulinarische Physik“.
Dr. Matthias Ehmann (U Bayreuth): Physical Computing mit Arduino.
Michael Herrmann und Holger Venus (FAU Erlangen Nürnberg):Kräftemessung beim Slacklinen mit dem Raspberry Pi.
Nick Naujoks und Felix Schönleben (FAU Erlangen Nürnberg): Gleitschirmfliegen mit dem Raspberry Pi – Konzeption und Test eines Variometers (Kurzvortrag).
Prof. Dr. Günter Quast (KIT): Nachweis kosmischer Strahlung mit dem Raspberry Pi.
Achim Sack (FAU Erlangen Nürnberg): Arduino gesteuertes Experiment zur Mie-Streuung aus dem 3D Drucker.
Christian Salinga (RWTH Aachen): Schülerexperimente unter Nutzung eines Arduinos.
Dr. Ulrich Scheffler (Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg): Bau und Konzeption eines Smartphone gekoppelten Messsystems am Beispiel eines mobilen Fotometers.
Dr. Volker Ziemann (Uppsala University): Arduinos und Raspis im Labor und Unterricht - vom Sensor zum Display am Beispiel eines Gyroskops.
Holger Zieris (PH Weingarten): Eine Arduino Wetterstation.

Ablauf: Der Kurs beginnt mit einem gemeinsamen Mittagessen am Montag um 11:30 (!) Uhr, und endet nach einem Mittagessen 12:30 - ca. 14:00 Uhr am Freitag.
Kursgebühren einschl. Unterkunft und Verpflegung von Montag bis Freitag: € 302 (€ 242 für Lehramtskandidaten und Referendare), € 165 für Tagesgäste (€115)
Fahrtkostenzuschüsse für DPG-Mitglieder (0,22€/km x einfache Entfernung). Information zur DPG-Mitgliedschaft finden Sie hier. DPG Kurse sind auch für Nichtmitglieder offen.