Ein kleiner Workshop-Rückblick. Wie schlägt sich eigentlich der Raspberry Pi im Unterricht?

Im Rahmen unserer Veranstaltungsreihe zum Raspberry Pi in Kooperation mit David Alexander Strehober von neuronut.com am 14. Dezember, 30. Januar und 27. Februar konnten die Teilnehmer*innen mit dem Raspi hacken und forschen, ihn u.a. als digitalen grünen Daumen für sich entdecken. Insbesondere erhielten die teilnehmenden Lehrer*innen einen Einblick, wie der Raspi ganz konkret im Rahmen verschiedener Unterrichtsfächer und -szenarien eingesetzt werden kann. 

Im ersten Kurs am 14. Dezember 2017 wurde ganz praktisch gezeigt, wie man sich ein Spektrometer baut. Die Fertigung des Spektrometer mittels 3D-Druckverfahren gab damit gleich die Anregung, viel öfter den eigenen 3D-Drucker in der Schule bei Projekten mit den Schüler*innen einzusetzen. Das Spektrometer selbst wiederum ist sinnvoll unter anderem für den Biologie-, Chemie- und Physikunterricht. Im Kurs 1 selbst wurde unter anderem exemplarisch das Spektrum von Olivenöl bzw. das enthaltene Chlorophyll untersucht. Auf wenige Nanometer genau konnten die Absorbtionsmaxima von Chlorophyll bestimmt werden.

Nach einem kleinen aber feinen Intermezzo mit der Kreiszahl π und dem praktischen Einsatz der GPIO Pins des Raspis in Kurs 2, haben wir im Kurs 3 am 27. Februar das Absorptionsverhalten von Chlorophyll wieder aufgegriffen. Mit dem Raspberry Pi und der Raspi-NOIR-Kamera, die auch im Infrarot empfindlich ist, lassen sich nämlich Pflanzen auf ihre Gesundheit hin untersuchen. Dafür haben wir Bilder von Pflanzen aufgenommen, auf dem Raspi die Bilddaten verarbeitet und den sogenannten NDVI (= normalisierter differenzierter Vegetationsindex) bestimmt. Der NDVI dient uns als Indikator für die Gesundheit einer Pflanze. Dieser Index wird etwa auch in der Erdfernerkundung und in der Landwirtschaft eingesetzt. Ein*e Geografielehrer*in kann etwa mit einem ähnlichen Projekt in seinem Klassenzimmer für seine Schüler*innen einen konkreten Bezug zu dieser wichtigen Größe NDVI herstellen. Im Physik- und Chemieunterricht kann man noch einmal genauer darauf eingehen, warum welche Wellenlängen vom Chlorophyll absorbiert und reflektiert werden.

Ganz nebenbei gab es dann noch Tipps und Tricks zur Bildverarbeitung und zu wissenschaftlichen Berechnungen mit Python innerhalb von Jupyter. Die zweifelsohne vorhandenen Programmierelemente in den Kursen dienten dem Zweck, dass Daten verarbeitet und ausgewertet werden können und die Möglichkeiten des Raspis in dieser Hinsicht aufgezeigt werden. Die Teilnehmer*innen waren z.B. angenehm überrascht, dass auf den Raspis die Software Mathematica von Wolfram kostenlos und legal beiliegt. Einige Physiklehrer*innen, so das Feedback, wollten dies sogleich an ihrer Schule in eigenen Projekten einsetzen.

Fazit: Die Kurse haben wieder einmal gezeigt, dass man am besten an einem ganz konkreten Projekt lernt und dass dies an der Schule im besten Fall fächerübergreifend geschieht. Die gewonnenen Erkenntnisse können sowohl in den Biologie-, Chemie-, Geografie-, Physik- als auch Informatikunterricht einfließen. Außerdem wurde der Fernzugriff über ein Netzwerk auf den Raspi erprobt. So könnten sich etwa an der Schule auch Projekte entwickeln, an denen mehrere Fachlehrer*innen gemeinsam mitwirken – zur Förderung der Problemlösekompetenz und der Konzipierung von projektbasiertem Unterricht.