Pimp my Blog: Erweiterung des TinyMCE-Editors und ein schönes Firefox-Plugin

Welcher Blogger hat sich nicht schonmal über den in WordPress eingebauten Editor geärgert? Er kann zwar vieles – aber lange nicht alles. Heute habe ich beim Stöbern im Internet zwei praktische Helferlein entdeckt, die den eingebauten TinyMCE-Editor ein wenig aufwerten.

TinyMCE Advanced…

…ist ein Plugin für WordPress und lässt sich als solches sehr leicht installieren. Am einfachsten funktioniert das aus dem Adminbereich per automatischem Download. Ist das Plugin erst installiert, erscheinen im WordPress-Editor mehrere neue Formatierungsoptionen, die einem das Leben erleichtern. Besonders praktisch finde ich sie im Vollbildmodus. Gestoßen bin ich auf dieses tolle Plugin durch den Blog von Michael Karl.

UPDATE: Wenn TinyMCE aktiviert ist, fehlt in meinem Backend plötzlich der Quote-Button. Dies ist aber nicht weiter schlimm: Soll ein Absatz als Zitat formatiert werden, einfach den gewünschten Absatz markieren und die Tastenkombination ALT + SHIFT + Q drücken. Zum Rückgängigmachen einfach die gleiche Kombination nochmal.

Deepest Sender…

…ist ein Plugin für Firefox. Das Programm verbindet sich mit dem Blog und man kann direkt aus der Sidebar Blogeinträge verfassen. Diese können auch direkt als „Draft“ markiert werden und so später noch in WordPress bearbeitet werden. Das würde ich auch immer so machen, da der Editor nicht so wahnsinnige Formatierungsoptionen unterstützt. Stolpert man aber zufällig über einen Gedanken, über den man etwas schreiben möchte, so ist das Plugin mehr als praktisch. Zu finden ist Deepest Sender hier. Gefunden habe ich den Link bei speckyboy. Dort finden sich übrigens noch viele viele weitere Firefox-Erweiterungen, die für den einen oder die andere durchaus sinnvoll sein können.

Blogblumenparade 2011

Mein Blog ist noch jung – so jung, dass ich noch nie an einer Blogparade teilgenommen habe. Das möchte ich hier und jetzt nachholen.

Durch Christian Droßmann bin ich auf eine Blogparade der Blogblume gestoßen. Sie ruft dazu auf, eine „Blume seines Blogs“ – generiert aus Verzweigungen und HTML-Tags – mit dem Tool HTMLGraph zu erstellen. Und hier kommt meine Blume 2011:

Sehr hübsch das ganze. Einen Vergleich zum Vorjahr kann ich leider nicht ziehen – so viele Jahre hat mein Blog ja leider nocht nicht auf dem Buckel. Was nicht ist, kann ja aber noch werden, oder?

Simulation von Differentialgleichungen mit Tabellenkalkulationen (2)

In diesem Beitrag soll es nun um das sogenannte Fadenpendel (oder auch mathematische Pendel) gehen – und wie man es mit Hilfe von OpenOffice „lösen“ kann! Dazu zunächst ein wenig Theorie zum Fadenpendel, bevor dann eine verblüffend einfache Lösung mittels Tabellenkalkulation folgt. Notwendig zum Verständnis ist auf jeden Fall mein vorheriger Artikel, in dem ich das grundlegende Prinzip der Näherungslösungen beschreibe. Hier möchte ich nur ganz kurz hinzufügen, wie mit einer zweiten Ableitung umgegangen wird.

Die Zweite Ableitung

Die 2. Ableitung einer Funktion ist – wer hätte das gedacht – die Ableitung der 1. Ableitung einer Funktion. Richtig schreiben müsste man für die zweite Zeitableitung also:

[latex size=“1″]ddot{f} = frac{d dot{f}}{dt}[/latex]

Wendet man nun den Gedanken aus dem vorherigen Artikel auch hierauf an, so kann ich – für hinreichend kleine [latex size=“1″]Delta t[/latex] die Ableitung näherungsweise berechnen über

[latex size=“1″]ddot{f} = frac{Delta dot{f}}{Delta t}[/latex]

Die Änderung der 1. Ableitung [latex size=“1″]Delta dot{f}[/latex] lässt sich also direkt durch Umstellen der Gleichung berechnen. Neu bei der Behandlung von Differentialgleichungen ist hier nur, dass auch für die 1. Ableitung ein Anfangswert vorgegeben werden muss. Dieser kann aber auch als 0 angenommen werden. Dies ist bereits alles an „neuem“ Hanwerkszeug, was wir für das Fadenpendel benötigen.

Das Fadenpendel

Jeder von uns kennt es: Ein schwerer Gegenstand, zum Beispiel eine Uhr, ist an einem Faden (oder einer Kette) angehängt. Wird der Gegenstand leicht ausgelenkt, so beginnt das Pendel hin- und her zu schwingen. Oder kurz gesagt: Es pendelt.

Um zur Differentialgleichung des Fadenpendels zu gelangen, müssen wir eine kleine Vorüberlegung anstellen. Am einfachsten ist die Kräftebetrachtung, wenn das Problem in ebenen Polarkoordinaten formuliert wird. Das hört sich schlimmer an, als es ist: Als Paramter verwende ich nicht x und y (das wäre ein karthesisches Koordinatensystem), sondern den Winkel [latex size=“1″]phi (t)[/latex], um den das Pendel zu einer bestimmten Zeit t ausgelenkt ist. Dieser hängt mit dem Weg (in karthesischen Koordinaten) über folgende Beziehung zusammen:

[latex size=“1″] phi (t) = s(t)/l[/latex]

Plausibel wird diese Beziehung bei der Betrachtung des folgenden Bildes aus der Wikipedia:

Der zu einem bestimmten Zeitpunkt zurückgelegte Weg s(t) ist – übertragen auf das Bild – gerade b, die Länge unseres Pendels r und der Auslenkungswinkel [latex size=“1″]phi[/latex] ist gerade [latex size=“1″]alpha[/latex]. Hieraus folgt auch, dass die Beschleunigung a – die ja selbst die zweite Ableitung von s(t) nach der Zeit ist – proportional zur 2. Ableitung der Winkelfunktion nach der Zeit ist:

[latex size=“1″]ddot{s}(t)=l cdot ddot{alpha}[/latex].

Was hilft das nun? Mit Hilfe dieser Beziehung lässt sich die Grundgleichung der Mechanik

[latex size=“1″]F=m cdot a = m cdot ddot{s}[/latex]

umschreiben in

[latex size=“1″]F=m cdot l cdot ddot{phi}[/latex].

In Worten bedeutet dies, dass die Kraft F gerade proportional zur Beschleunigung a ist (mit dem Proportionalitätsfaktor „Masse“ m) – und auch proportional zur zweiten Ableitung des jeweiligen Auslenkungswinkels [latex]phi[/latex] nach der Zeit, da die Beschleunigung gerade die zweite Ableitung der Streckenfunktion nach der Zeit ist. Gewonnen haben wir bis hierher eigentlich noch nicht viel.

Einen etwas intensiveren Blick müssen wir nun auf die beim Fadenpendel auftretenden Kräfte riskieren. Plausibel werden die folgenden Formeln hoffentlich mit folgender formschönen Skizze:

Die Komponentenzerlegung der Gewichtskraft am Fadenpendel

Dies ist nur die Gewichtskraft mg senkrecht nach unten. Diese lässt sich nun in eine Komponente in Fadenrichtung aufteilen ([latex size=“1″]F_{r}[/latex]) und in eine dazu senkrechte ([latex size=“1″]F_{T}[/latex]). Erstere ist genauso groß wie die Kraft, die der Faden auf die Masse ausübt und sorgt dafür, dass der Faden gespannt bleibt. Letztere ist die Kraft, die die Masse zum Schwingen bringt. In der Zeichnung erkennt man folgenden Zusammenhang zwischen Auslenkungswinkel [latex size=“1″]phi[/latex], der Beschleunigung a, der Erdbeschleunigung g und der Masse m:

[latex size=“1″]sin phi = frac{F_{T}}{m cdot g}[/latex] -> [latex size=“1″]F_{T} =- m cdot g cdot sin phi[/latex]

Das Minuszeichen rührt daher, dass die Kraft der Auslenkung entgegen wirkt. Nun muss noch die oben abgeänderte Grundgleichung mit diesem Ausdruck verheiratet werden und wir sind schon am Ende angelangt. Dieses erreichen wir durch Gleichsetzen:

[latex size=“1″]m cdot l cdot ddot{phi} =- m cdot g cdot sin phi[/latex]

Durch Kürzen der Masse und eine kleine Umstellung der Gleichung erhalten wir dadurch die Differentialgleichung des Fadenpendels. In dieser taucht die Masse m nicht mehr auf (die Schwingungsperiode ist unabhängig von dieser) und es handelt sich um eine lineare homogene Differentialgleichung 2. Ordnung (wenn der Luftwiderstand und Reibungsverluste vernachlässigt werden). Sie lautet:

[latex size=“1″]ddot{phi}=- frac{g}{l} cdot sin(phi)[/latex]

Für kleine Winkel (so im Bereich bis 10°) ist der Sinus des Winkels in sehr guter Näherung gleich dem Winkel selbst. Somit vereinfacht sich die Gleichung nochmal zu:

[latex size=“1″]ddot{phi}=- frac{g}{l} cdot phi[/latex]

Diese Differentialgleichung gilt es nun zu lösen – nach der im letzten Artikel beschriebenen Methode mit Hilfe von OpenOffice!

Lösung der Differentialgleichung mit OpenOffice

Die Orginaldatei mit meiner Simulation findet sich hier: fadenpendel. Ich werde mich im Folgenden auf die entsprechende Tabelle beziehen.

Zunächst wurden wieder die benötigten Werte als Felder definiert. Dieses sind die Anfangsauslenkung (Feld B4), die Erdbeschleunigung g (B5) die Länge des Pendels (B6) und das Diskretisierungsintervall (B7). Außerdem wird noch die Anfangsgeschwindigkeit (also der Anfangswert der ersten Ableitung von [latex size=“1″]phi[/latex]) benötigt (B8).

Als Tabellenspalten benötigt werden die Zeit (Spalte A), die Änderung der ersten Ableitung (Spalte B – in der Tabelle ist diese mit Deltaomega benannt, da in der Physik die Winkelgeschwindigkeit [latex size=“1″]omega = dot{phi}[/latex] eine gebräuchliche Abkürzung für die 1. Ableitung der Winkelfunktion nach der Zeit ist), den Wert der ersten Ableitung (Spalte C) und den Wert des Auslenkungswinkels (Spalte D).

Zunächst erhalten alle ihre Anfangswerte (Zeile 10). Die Zeit wird dann um das feste Intervall dt inkrementiert. Die Änderung der ersten Ableitung ergibt sich, wenn die zweite Ableitung geschrieben wird als

[latex size=“1″]frac{Delta omega}{Delta t} = – frac{g}{l} cdot phi[/latex]

durch Umstellen der obigen Gleichung. Dieses ist im Feld B11 implementiert, wobei davon ausgegangen wird, dass der Auslenkungswinkel in D10 über diesen (kurzen) Zeitraum nahezu konstant geblieben ist. Die Änderung, die in B11 berechnet wurde, wird nun in C11  mit dem vorherigen Wert C10 der 1. Ableitung verrechnet. In guter Näherung ergibt sich der neue Auslenkungswinkel in D11 dann durch die Summe aus vorheriger Auslenkung in D10 und dem Produkt von 1. Ableitung und eingestelltem Zeitintervall.

Und das war es auch schon. Bei mir entsteht dadurch dieser wunderhübsche, sinusförmige Graph. Gut zu sehen ist auch die Phasenverschiebung zwischen Winkelgeschwindigkeit omega und Auslenkungswinkel phi (nämlich gerade 90°).



Simulation des Fadenpendels mit OpenOffice
Simulation des Fadenpendels mit OpenOffice

Wozu das ganze?

Das Fadenpendel ist in der Oberstufenphysik ein häufig diskutiertes Modellsystem. Jedoch wird die Lösung der Differentialgleichung mehr als trigonometrische Funktion „geraten“ denn wirklich gerechnet. Dieses intuitive Raten hat seine Berechtigung und hilft natürlich auch bei der Diskussion des Harmonischen Oszillators (dessen DGL im reibungsfreien Fall strukturell genauso aussieht wie diejenige des Fadenpendels).

Wird jedoch mit einem Oberstufenkurs auch die numerische Lösung in Excel (zusätzlich) durchgeführt, ergeben sich in meinen Augen viele Vorteile:

  • die Schüler erwerben Kenntnisse im Umgang mit Excel – oder eben auch OpenOffice. Diese sind auch außerhalb des physikalischen Kontextes wichtig.
  • die Schüler konstruieren sich – natürlich nach Anleitung – mit vergleichsweise wenig Mathematik die Lösung einer auf den ersten Blick komplizierten Gleichung selbst.
  • die Aufgabe eigent sich wunderbar, um in Partnerarbeit durchgeführt zu werden. Nach einer kurzen Einführung durch den Lehrer (der beispielsweise die Simulation einer DGL 1. Ordnung vorführt) können die Schüler selbstständig in einer sozialen Lernsituation eine Lösung erarbeiten.
  • der Umgang mit dem Computer hat eine große motivationale Komponente.

Im nächsten Artikel will ich mit der hier vorgestellten Methode auch den harmonischen Oszillator noch näher unter die Lupe nehmen. Kommentare und Verbesserungsvorschläge sind jederzeit willkommen!

Bisher in dieser Artikelserie:

Simulation von Differentialgleichungen mit Tabellenkalkulationen (1)

Differentialgleichungen bestimmen die Physik: Von den Newton’schen Bewegungsgleichungen bis hin zur Schrödingergleichung der Quantenmechanik. Leider ist die zur Lösung benötigte Mathematik nicht immer ganz einfach. Und schon gar nicht immer anschaulich. Vor allem in der Schule stellen DGL’s Schüler oft vor Verständnisschwierigkeiten.

Moderne Computer bieten hier viele Möglichkeiten, den Differentialgleichungen ihren Schrecken zu nehmen und Differentialgleichungen – gerade für Schüler – anschaulich zu machen. Nummerische (Näherungs-)lösungen sind ohne großen Aufwand mit Standardsoftware möglich, oftmals trägt das selbstständige „Programmieren“ sogar erheblich zum Verständnis der Physik hinter den DGL bei. Ich möchte hier nach und nach einige Aspekte etwas näher beleuchten und Zugänge  mit Excel OpenOfficeCalc, vorstellen. Heute geht es erstmal um ein wenig Theorie, die Entladung eines Kondensators und Reaktionen 1. Ordnung als Anwendung für die chemische Kinetik.

Näherungslösungen für Differentialgleichungen

Eine Differentialgleichung stellt eine Beziehung zwischen einer Funktion und ihren Ableitungen her (im einfachsten Fall: zwischen Funktion und ihrer ersten Ableitung). Die Lösungsmenge so einer Differentialgleichung sind dann all diejenigen Funktionen, die die in der DGL gestellten Bedingungen erfüllen. Ein einfaches Beispiel (das uns heute in abgewandelter Form beschäftigen wird) ist eine lineare, homogene DGL 1. Ordnung:

[latex size=“1″]frac{dx}{dt}=x leftrightarrow dot{x} = x[/latex]

Ich benutze hierbei die in der Physik übliche Schreibweise mit einem Punkt über der Variable, um eine Zeitableitung anzudeuten. Diese DGL ist analytisch einfach lösbar, auch viele Schüler können leicht nachvollziehen, dass gerade die e-Funktion ihre eigene Ableitung ist. Dennoch kann man hieran einige einfache Überlegungen anschließen. Zunächst noch einmal zu den Begrifflichkeiten: linear heißt eine DGL, wenn die Funktion und ihre Ableitungen nur mit dem Exponenten 1 in der Gleichung auftauchen. homogen, wenn es keinen Term gibt, in dem weder die Funktion noch eine ihrer Ableitungen auftauchen (entschuldigt, das ist mathematisch alles nur halbsauber, muss uns hier aber nicht näher interessieren).

Wie diskretisiert man nun diese DGL? Die Ableitung ist ja eigentlich nichts anderes als der folgende Grenzwert (der – so die Funktion differenzierbar ist – gegen einen bestimmten Wert konvergiert):

[latex size=“1″]limlimits_{Delta t rightarrow 0}{frac{Delta x}{Delta t}}[/latex]

Für kleine [latex]Delta t[/latex] ist aber bereits der Bruch eine sehr gute Näherung für die Ableitung – und genau das ist der Kerngedanke bei der numerischen Simulation. Kurz: Wähle [latex]Delta t[/latex] hinreichend klein, dann ist der Differenzenquotient

[latex size=“1″]frac{Delta x}{Delta t} = frac{dx}{dt}[/latex]

Das Gleichheitszeichen ist mathematisch natürlich nicht ganz sauber, der Differenzenquotient ist nur im Grenzwert gleich dem Differentialquotienten. Für unsere Zwecke ist es aber hilfreich, sich dieses Gleichheitszeichen zu denken.

DGL des Entladevorgangs eines Kondensators

Zur Herleitung der Differentialgleichung für den Entladevorgang eines Kondensators bietet die Wikipedia wesentlich mehr Informationen, als ich hier unterbringen kann und möchte. Entscheidend ist: Der Entladevorgang eines Kondensators wird durch folgende Differentialgleichung beschrieben:

[latex size=“1″]frac{dQ}{dt} =(-1) cdot frac{Q}{RC} cdot Q(t)[/latex]

C und R sind hierbei die bauartbedingte Kapazität und der ohm’sche Widerstand des Kondensators.

Simulation des Entladevorgangs mit OpenOfficeCalc

Eine von mir erstellte Beispieldatei gibt es hier. Auf diese wird im weiteren Text immer wieder Bezug genommen.

Notwendig zur Lösung der DGL ist zunächst die Diskretisierung: Der Differentialquotient [latex]frac{dQ}{dt}[/latex] wird durch den Differenzenquotienten [latex]frac{Delta Q}{Delta t}[/latex] angenähert (siehe oben). Weiterhin muss ein Startwert vorgegeben werden, der die Ladung zum Startzeitpunkt beschreibt. Zweckmäßiger Weise wird sowohl der Startwert als auch das Diskretisierungsintervall [latex]Delta t[/latex] über eine eigene Tabellenzeile definiert (in der Beispieldatei: Zellen B4 und B7).

Außerdem erscheint es mir zweckmäßig, den Widerstand und die Kapazität des Kondensators in einer eigenen Zelle zu definieren (B5 und B6). Damit ist auch schon fast alles getan und OpenOffice kann für uns rechnen.

Dazu wird zunächst eine Spalte mit fortlaufender Zeit definiert. Hierzu wird auf den Startwert „0“ in jeder Zeile das Diskretisierungsintervall [latex]Delta t[/latex] addiert (Spalte A ab A10). Das war noch einfach, oder?

Dann gilt es, die Ladungsänderung in dieser Zeit zu berechnen. Hierzu wird angenommen, dass die Ladungsmenge Q in der Zeit [latex]Delta t[/latex] als konstant angenommen werden kann. Dann gilt für [latex]Delta Q[/latex]:

[latex size=“1″]Delta Q =(-1) cdot frac{Q}{RC} cdot Delta t[/latex]

Dieser Wert wird das erste Mal zur Zeit [latex]Delta t[/latex] berechnet (B11) und gibt gerade die Änderung der Ladung an. Diese wird nun einfach zur vorher vorhandenen Ladung addiert (C11). Und das war es auch bereits: Die Zeile (A/B/C 11) kann einfach nach unten gezogen werden und das Ergebnis in ein Diagramm gezeichnet werden. Das sieht dann so aus:

Entladung eines Kondensators, simuliert mit OpenOffice
Entladung eines Kondensators, simuliert mit OpenOffice

Der Vorteil daran, die einzelnen Variablen als eigenes Feld in der Tabelle zu definieren: Es ist nun möglich, an den Werten herumzuspielen und zu schauen, welche Auswirkungen dies hat. Übrigens: Der Graph sieht doch verdächtig nach einer Exponentialfunktion aus, oder? Genau diese erhielte man auch durch die analytische Lösung der Differentialgleichung.

Simulation einer Reaktion 1. Ordnung

Nicht nur in der Physik tauchen solch einfache Differentialgleichungen 1. Ordnung auf, sondern z.B. auch in der chemischen Kinetik. Eine Reaktion 1. Ordnung gehorcht der folgenden DGL (c: Konzentration des Stoffes, k: Geschwindigkeitskonstante):

[latex size=“1″]frac{dc}{dt}=-k cdot c[/latex]

Sie sieht also auch ganz ähnlich aus wie oben. Die Lösung funktioniert daher ebenfalls analog und ich will sie gar nicht näher erläutern. Eine Beispieldatei befindet sich hier. Die Simulation gilt genauso übrigens auch für radioaktive Zerfälle, da diese im Grunde auch „nur“ Reaktionen 1. Ordnung darstellen…

Im nächsten Teil dieser kleinen Serie möchte ich versuchen, auch etwas kompliziertere Differentialgleichungen mit der hier vorgestellten Methode zu lösen. Zunächst werde ich mich an das mathematische Fadenpendel herantrauen, um dann auch noch den harmonischen Oszillator (mit Dämpfung!) zu besprechen. Kommentare und Ergänzungen sind natürlich immer willkommen!

Bisher in dieser Artikelserie:

Online-Zusammenarbeit: Google-Docs und Etherpad

Ich habe mich in den letzten Tagen aus verschiedenen Gründen ein wenig mit Tools zur Zusammenarbeit an Dokumenten beschäftigt. Als erstes habe ich mich – nach längerer Abstinenz – mal wieder an GoogleDocs (auf Deutsch nun „Texte & Tabellen“) herangewagt. Da ich sowieso ein GoogleMail-Konto habe, ist der Service auch nur einen Klick entfernt. Und was soll ich sagen: Seit meinem letzten Besuch hat sich einiges getan!

GoogleDocs hat sich zu einem – fast – vollwertigen Officeprodukt gemausert. Auch schön: Man kann ganz genau festlegen, mit welchen Personen  gemeinsam an einem Dokument gearbeitet werden darf. Auch zeitgleiches Editieren mit Chat-Funktion ist möglich (ein kleines Video dazu findet sich bei Google). Für etwas umfangreichere Dokumente gibt es zur Zeit kaum etwas vergleichbares, webbasiertes – und das auch noch kostenlos.

Der Nachteil: GoogleDocs ist natürlich, wie der Name schon sagt, von  Google. Ich persönlich teile keine Weltuntergangs- und Verschwörungstheoriephantasien, was den Datenschutz bei Google angeht. Ich kann es aber durchaus nachvollziehen, wenn nicht jeder alle seine Daten gerne in die Hände dieses Weltkonzerns legt.

Für solche Menschen – und gerade auch für „das kleine Dokument zwischendurch“ gibt es die Freeware Etherpad. Etherpad war vor einigen Jahren mal ein Dienst, der einfaches simultanes Bearbeiten von Textdokumenten mit mehreren Nutzern bereitstellte. Stellte, da er dann von – na, wem? – Google aufgekauft wurde. Die Software ist mittlerweile aber OpenSource und bei verschiedenen Anbietern in Betrieb. Einer davon ist typewith.me.

Dort kann mit nur einem Klick ein neues Dokument erstellt werden. Man erhält einen kryptischen Link, mit dessen Hilfe das Dokument bearbeitet werden kann. Nachteil: Wirklich geschützt – z. B. mit einem Passwort – sind die Dokumente nicht. Vorteil: Es müssen keine weiteren persönlichen Daten hinterlegt werden und die Software funktioniert gut und reibungslos, unterstützt aber außer „plain text“ kaum Formatierungsbefehle. Für umfangreichere Projekte scheint mir der Dienst daher weniger geeignet. Einen Kurztest (in english!) findet man auch bei isocialcompute.

Neben typewith.me gibt es auch für andere Google-Dienste guten (und fast gleichwertigen) Ersatz, wie Christiane Schulzki-Haddouti in ihrem Blog schildert. Für mich sind viele dieser Dienste aber nichts, ich mag den Komfort von Google (…Der GoogleKalender ist auch der einzige Kalender, der vernünftig mit meinem Handy synchronisieren möchte).

Wozu sind also solche Dienste zur „Zusammenarbeit“ gut?

Zum einen erleichtern sie die Zusammenarbeit mehrerer Personen an einem Dokument. Im Studium oder auch bei anderen Projekten kann dies äußerst entlastend sein, da man sich nicht mehr mit diversen Mails mit noch viel mehr unterschiedlichen Dateiversionen und unterschiedlichen Office-Paketen herumschlagen muss. Alle können direkt die aktuelle Version editieren und Änderungen der anderen mitverfolgen.

Zum anderen kann ich mir auch – ganz ähnlich wie Maik Riecken – den Einsatz im Unterricht gut vorstellen. So können Schüler Kompetenzen im besten SInne erwerben, wenn sie Arbeitsergebnisse kollaborativ und direkt am Computer gemeinsam festhalten können. Maik erklärt übrigens auch, wie man Etherpad selbst installiert.

Ziemlich Cool: Erdgas aus CO2 und Wasser

Eigentlich hatte ich ja vor, mir in einem Blogpost Gedanken über das Für und Wider der Kernenergie zu machen. Eigentlich, denn hängen geblieben bin ich bei einem sehr interessanten Projekt: Der Speicherung von CO2 in den vorhandenen Erdgasnetzen.

In einem Forschungsprojekt der Fraunhofer-Gesellschaft wird dies bereits erfolgreich erprobt und kann in meinen Augen als ein Baustein für die effiziente Nutzung regenerativer Energie dienen. Kurz zusammengefasst ist der Kerngedanke folgender (etwas ausführlicher im H2Blog):

CO2 wird aus der Luft gewonnen und mit überschüssigem Strom aus z.B. Windkraftanlagen wird Wasser zu Sauerstoff und Wasserstoff elektrolysiert. Der Wasserstoff wird dann katalytisch mit CO2 zu Methan, einem Hauptbestandteil des Erdgases, umgesetzt. Dieses kann dann in Gaskraftwerken oder privaten Heizungen verwertet werden. Der Clou: Für Erdgas gibt es bereits riesige Speicherkapazitäten. Ein Beispiel hierfür ist der relativ neue Erdgasspeicher in Kraak.

Strom hingegen lässt sich nicht wirklich gut speichern: Für eine ordentliche Ladungsportion werden schnell mal Akkus im Einfamilienhaus-Maßstab benötigt. Und die sind nach einigen Lade- und Entladezyklen früher oder später hinüber und leider dazu auch noch oft unter Selbstentladung. Die Speicherung in Form von Erdgas erscheint mir da wesentlich eleganter. Und noch etwas: Das ganze ist wirklich CO2-neutral. Es entsteht also nicht mehr CO2 als anfangs gebunden wurde.

Wie sieht das ganze auf chemischer Ebene aus? Dazu enthält der Link leider nur wenige Informationen. Ich reime mir das ganze in etwa als modifizierten Sabatier-Prozess zusammen. Im Grunde ist dies ein alter Hut, könnte aber mit neuartigen Katalysatoren wesentlich effizienter ablaufen. Beispielsweise wird aktuell an einem Ruthenium-Aluminium-Katalysator geforscht.

Es gibt aber auch andere Ideen sind zur Speicherung regenerativer Energien. Persönlich kommt mir noch ein Projekt zur Speicherung von Wärme – z.B. aus Solarzellen – durch reversible Salzhydratation in den Sinn. In diesem Projekt habe ich im Grunde meine Bachelorarbeit geschrieben, vielleicht raffe ich mich auch mal zu einigen Worten hierzu auf. Weitere Ideen sind natürlich auf Nanotechnologie beruhenden Akkus und viele Dinge mehr. Hierfür müsste natürlich „nur“ deutlich mehr Geld für die Forschung ausgegeben werden. Nur…

ChemZ 4 – Wie sieht mein Fazit aus?

Gut Ding will Weile haben – manchmal aber auch sehr viel Weile. Hier ist er nun aber, der letzte Teil meiner kleinen Serie über das Konzept ChemZ.

Fazit: Meine Erfahrungen mit ChemZ

Ich möchte hier zunächst aus meinem Praktikumsbericht über das Praktikum, in dem ich ChemZ ausprobiert habe, zitieren, um meine Erfahrungen zusammenzufassen.

Das von mir benutzte Konzept „Chemie mit medizintechnischem Zubehör“ hat mich während des Praktikums mehr und mehr überzeugt. Viele Reaktionen lassen sich mit Hilfe von Spritzen und einfachen, unempfindlichen Geräten schnell und mit kleinen Stoffmengen (auch im Schülerversuch) durchführen. Ein großer Vorteil ist weiterhin die einfache Handhabung von Gasen in den gasdicht verschließbaren Spritzen. Mit klassischen Glasgeräten ist die Handhabung von Gasen meist deutlich komplizierter und auch gefährlicher, da immer die Gefahr des Zerberstens besteht. Diese ist bei der Benutzung von Spritzen nicht gegeben.

Jedoch wird für den Umgang mit dem vielfältigen Zubehör eine gewisse Einarbeitungszeit benötigt, um alle Versuche schnell und erfolgreich durchführen zu können. So musste ich erst einmal lernen, wie genau die Spritzen mit den Hähnen verbunden werden, welche Möglichkeiten es gibt, Gase aufzufangen, wie ich am geschicktesten Spritzen miteinander verbinde und vieles andere mehr. Hier ist sind Kreativität und Spieltrieb gefordert.

Alles in allem hat mich das Konzept ChemZ gerade im Hinblick auf den Einsatz in der Schule überzeugt. Mit seiner Hilfe lassen sich viele Dinge wie die Dichtemessung mit guter Genauigkeit schnell und einfach sogar im Schülerversuch durchführen und viele Versuche, die ansonsten zu aufwändig/gefährlich wären, werden in der Schule durchführbar. Jedoch sollten in meinen Augen Schüler im Unterricht nicht den Eindruck bekommen, man könne alle Versuche mit Hilfe von Spritzen durchführen. Glasgeräte und „klassische“ Laborgeräte müssen daher auch in jedem Unterricht ihren Platz bekommen. Im Rahmen eines integrierten Konzeptes lässt sich ChemZ aber gewinnbringend einsetzen.

Ich möchte Stichpunktartig die Vor- und Nachteile der Benutzung des Konzepts „ChemZ“ niederschreiben und damit auch diese kleine Serie wesentlich später als geplant beenden.

Vorteile von ChemZ

  • Kostenfaktor – so günstig wie Spritzen, Hähne und Schläuche gibt es auf dem Markt wohl kaum ein Glasgerät zu kaufen.
  • einfacher Aufbau – die Versuche sind alle sehr schnell aufgebaut (nach einem gewissen „Warmwerden“ mit dem System) und ohne langes Schliffe-Fetten einsatzbereit
  • geringes Sicherheitsrisiko – gerade beim Arbeiten mit Gasen und bei „gefährlicheren“ Reaktionen ist das Risiko bei der Benutzung von ChemZ wesentlich geringer als bei der Benutzung von Glasgeräten. Zum einen sind die umgesetzten Stoffmengen vergleichsweise klein, zum anderen ist die Gefahr des Zerberstens nicht gegeben. So sind viele Versuche schnell und sicher auch als Schülerversuche durchführbar.
  • Auflockerung des Unterrichts – durch die Benutzung von aus anderem Kontext bekannten Geräten.

Nachteile von ChemZ

  • Genauigkeit – mit Spritzen ist eine Titration lange nicht so genau durchführbar wie mit klassischen Büretten und etwas Übung. Wobei gerade bei Schülern diese Übung naturgemäß oft auch fehlt.
  • Wissenschaftspropädeutik – im chemischen Labor ist es nicht üblich, mit solchen Geräten zu arbeiten. Ziel des Chemieunterrichts muss es auch sein, dass die Schüler auch den Umgang mit einfachen Glasgeräten lernen.
  • vermeintlicher Lebensbezug – auf der Webseite von ChemZ wird mehr oder minder behauptet, dass durch die Benutzung von medizintechnischem Zubehör ein größerer Bezug zur Lebenswelt der Schüler gegeben sei. Hier bin ich eher skeptisch, denn allein durch die Benutzung von bestimmten Geräten wird noch lange nicht zwangsläufig auch ein Phänomen aus dem Erfahrungsbereich der Schüler untersucht. Sicherlich sind mit dem Konzept derartige Versuche denkbar, jedoch sind diese genausogut auch mit herkömmlichen Glasgeräten machbar. Dieses ist in meinen Augen eher ein Scheinargument für ChemZ.

Schlussbemerkung: ChemZ kann in meinen Augen eine große Bereicherung für den Chemieunterricht in jeder Altersstufe darstellen und bietet eine kostengünstige, sichere und einfache Möglichkeit des Experimentierens – auch im Schülerversuch. Jedoch sollten Schüler genauso auch den Umgang mit „klassischen“ Glasgeräten kennenlernen. Einen echten Mehrwert bietet ChemZ also nur in einem integrierten Kurs mit starkem Bezug zur Lebenswelt der Schüler und der Benutzung klassischer Geräte.

Bisher in dieser Artikelserie:

ChemZ 3 – Nachweisreaktionen und Kochsalzdarstellung

Und weiter geht’s mit meinen Erfahrungen mit dem Konzept ChemZ.

Nachweisreaktionen

Selbst probiert habe ich den CO2-Nachweis mittels Kalkwasserprobe. Hierzu wurde, wie bereits von mir beschrieben, in einer Spritze Kohlenstoffdioxid entwickelt. Dieses lies sich durch ein im ChemZ-Koffer vorhandenes Schlauchstück mit passendem Luer-Lock-Ansatz direkt durch Kalkwasser sprudeln. So weit, so gut, so einfach.

Besonders eindrucksvoll – und relativ gefahrlos dazu – verläuft der Wasserstoffnachweis über die Knallgasprobe. Hierzu habe ich in getrennten Spritzen zunächst Sauerstoff bzw. Wasserstoff entwickelt und diese beiden Gase über einen Dreiwegehahn in einer weiteren Spritze im richtigen Verhältnis (Welches überhaupt?) vermischt.

Die Knallgasmischung wurde durch eine Kanüle durch Seifenlösung geblubbert, wobei wunderbar kleine Seifenblasen entstanden. Diese konnten mit einem längeren Streichholz oder einem Kerzenfeuerzeug angezündet werden und verfehlten nicht den gewünschten Effekt. Für diejenigen Mitleser, die noch nie selbst Zeuge einer Knallgasreaktion werden durften, hier einmal ein kleines Video.

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Alles in allem waren diese Nachweise äußerst einfach und – im Falle der Knallgasreaktion – auch optisch/akustisch mehr als reizvoll. Weniger gut gelungen ist mir der Sauerstoffnachweis. Leider stand mir keine Druckgasflasche mit Sauerstoff zur Verfügung, sodass ich diesen aus H2O2 und Trockenhefe selbst entwickeln musste. Darunter litt natürlich die Reinheit des Sauerstoffs. Wurde der Sauerstoff nun von mir aus der Spritze in ein Reagenzglas gedrückt, war noch das beste Ergebnis ein äußerst mageres Aufleuchten des Glimmspans….

Schmanker’l: Natriumchlorid-Synthese

Das absolute Highlight meines Praktikums war die Synthese von NaCl (also mehr oder minder handelsüblichem Kochsalz) aus Chlorgas und elementarem Natrium. Hierzu habe ich mir aus einem Reagenzglas ohne Ansatz einen kleinen Gasentwickler gebaut. Hierzu musste ich einen passenden Gummistopfen vorsichtig mit zwei Kanülen durchbohren. Achtung: Hierbei kann die Spitze der Kanülen leicht zerdrückt werden, sodass kein Gas hindurchgelangt.

Dieser wurde nun auf das  Reagenzglas gesetzt, in das zuvor eine Spatelspitze Kaliumpermanganat gegeben wurde. Auf die eine Kanüle wurde eine schwergängige Spritze mit konz. Salzsäure gesetzt, auf die andere eine leichtgängige Spritze zum Auffangen des Chlorgases. Dann wurde langsam HCl in das Reagenzglas getropft und man konnte sehr schön die Entwicklung grünlich-brauner Chlordämpfe erkennen.

Nachdem ich die mit Chlor gefüllte Spritze abgenommen hatte, wurde auf die Kanüle ein Aktivkohle-Adsorptionsröhrchen aufgesetz. Auch dieses konnte ich schnell und einfach aus einer Spritze basteln, von der ich zuvor den Stempel entfernt hatte.

In einem dickwandigen Reagenzglas brachte ich nun Natrium zum Schmelzen (geht mit dem Bunsenbrenner schon recht gut) und gab vorsichtig das Chlorgas über eine Kanüle hinzu. Die äußerst hübsche Reaktion begann, wie auch hier im Video zu sehen.

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Für die Idee zu diesem Versuch muss ich Viktor Obendrauf danken, der die Idee entwickelte, allerdings statt eines Reagenzglases eine Filmdose benutzte. Leider ist es heutzutage gar nicht mehr so einfach, Filmdosen aufzutreiben, weshalb ich ein Reagenzglas genommen habe…

Die Natriumchlorid-Synthese kann also mit ChemZ mit einem minimalen Aufwand an Geräten und Chemikalien erfolgen – ein großer Vorteil gegenüber der „klassischen“ Methode mit einem Gasentwickler und weiteren Glasgeräten.

Zum Schluss meiner kleinen Serie möchte ich im nächsten und letzten Teil kurz meine Erfahrungen mit ChemZ zusammenfassen und versuchen, Vor- und Nachteile des Konzeptes herauszuarbeiten.

Bisher in dieser Artikelserie:

ChemZ 2 – Versuche und Erfahrungen

Wie ich mir hätte denken können, war meine Zeit während des Praktikums zu knapp, um regelmäßig über meine Erfahrungen mit ChemZ zu berichten, wie ich mir eigentlich vorgenommen hatte. Jetzt ist das Praktikum seit einigen Tagen vorbei, auch der Praktikumsbericht ist mittlerweile abgegeben. Somit gibt es jetzt keine Ausreden mehr: Meine Erfahrungen mit dem Konzept „Chemie mit medizintechnischem Zubehör“ sollen geschildert werden. In diesem Post möchte ich über verschiedene Methoden der Herstellung von Gasen berichten. In weiteren Teilen möchte ich dann noch auf verschiedene Nachweisreaktionen mit Hilfe von ChemZ eingehen und in einem letzten Post meine Erfahrungen zusammenfassen.

Herstellung von Gasen

Die Darstellung von Gasen mit ChemZ sollte laut Handbuch einfach und unkompliziert sein – und das war sie nach einiger Übung auch. Zunächst probierte ich die Darstellung von Wasserstoff aus, indem ich wenig Magnesiumspäne in die Spritze gab und langsam verdünnte Salzsäure in die Spritze zog. Durch einen Dreiwegehahn lies sich die Spritze leicht verschließen, das Gas entsteht. Die Flüssigkeit kann leicht durch Öffnen des Hahns und Halten des Stempels herausgedrückt werden und man kann das Gas weiter verwenden. Sehr unkompliziert.

Nicht viel schwieriger war die Darstellung von Gasen mit einem vereinfachten Gasentwickler, der auf folgendem Bild zu sehen ist.

Ein einfacher Gasentwickler mit ChemZ
Ein einfacher Gasentwickler mit ChemZ

Unten im Reagenzglas mit Ansatz war beispielsweise Trockenhefe, zugetropft wurde durch einen mit einer Kanüle durchbohrten Stopfen langsam eine Wasserstoffperoxid-Lösung. Die in der Hefe vorhandene Katalase setzt das Peroxid zu Wasser und Sauerstoff um, wobei letzterer über den seitlichen  Ansatz in eine weitere Spritze überführt wurde. Funktionierte alles in allem sehr gut, wenn der ganze Kram auch schäumte wie blöd sehr stark schäumte. Kleiner Tipp: Wirklich langsam tropfen!

Sehr einfach lässt sich auch Kohlenstoffdioxid herstellen – und zwar nach beiden oben geschilderten Methoden. Versuche mit reinen Hydrogencarbonaten und Carbonaten und verdünnter Säure waren nicht so erfolgreich, da sich sehr viele, nur schwer entfernbare Rückstände in Spritzen und Reagenzglas bildete. Wesentlich besser funktionierte das Ganze mit handelsüblichen Brausetabletten: Bereits ein kleines Stück setzt in Kontakt mit Wasser eine schier unglaubliche Menge an CO2 frei, das in einer weiteren Spritze aufgefangen werden kann. Hier bieten sich auch diverse analytische Aufgaben an, die auch im ChemZ-Handbuch geschildert sind.

Charakterisierung der Produkte

Wie man mit ChemZ recht unkomplizierte Nachweisreaktionen durchführen kann, möchte ich in einem separaten Blogeintrag schildern. Dort dann auch noch ein weiteres Schmankerl (Stichwort Kochsalz). In diesem Zusammenhang möchte ich an dieser Stelle nur auf eine Möglichkeit hinweisen, die Dichte von flüssigen und gasförmigen Stoffen relativ einfach mit verblüffend großer Genauigkeit zu bestimmen.

Hierzu wird der Stempel einer Spritze mit einem einfachen Stahlnagel durchbohrt. Ich habe das mit einer Kombination aus Hämmern und einem scharfen Teppichmesser ganz gut hinbekommen. Nun kann man die Spritze mit Hilfe eines Stopfens verschließen, den Stempel gegen das entstehende Vakuum hochziehen und mit dem Nagel arretieren. So erhält man das Leergewicht der Spritze. Wird die Spritze (natürlich mit einem gleichen Volumen Flüssigkeit bzw. Gas) gewogen, so erhält man schnell einen guten Wert für die Dichte. Für die Dichte von Wasser sowie der von mit untersuchten Stoffe konnte ich auf diese Weise ganz gut die Literaturwerte reproduzieren. In der Schule ist diese Messung sonst ja manchmal mit einigem Aufwand verbunden. Zum Abschluss noch ein Bild der von mir präparierten Spritze:

Präparierte Spritze
Präparierte Spritze

Bisher in dieser Artikelserie:

Behebung des Fehlers 'Das Verzeichnis "wp-content" konnte nicht gefunden werden.'

Kaum war WordPress auf meinem eigenen Webserver (gehostet von all-inkl.com) installiert, quälte mich das erste größere Problem: Immer wenn ich Plugins, Themes, … über das Admin-Tool installieren wollte, bekam ich folgenden Fehler:

Das Verzeichnis „wp-content“ konnte nicht gefunden werden.

Ärgerlich, alles per FTP direkt in die entsprechenden Verzeichnisse zu kopieren klappt zwar, ist auf die Dauer aber nervtötend. Vor allem, da es allem Anschein nach ja auch komfortabler vonstatten gehen könnte.

Viele im Internet geschilderte Lösungen halfen nicht weiter, ich konnte nur das Problem ansatzweise verstehen: Schuld scheint eine merkwürdige Konfiguration des Webserver/FTP-Server-Gespanns zu sein, die beide nicht das Gleiche Verzeichnis als Hauptverzeichnis angeben. Der FTP-Server betrachtet also Beispielsweise /***/***/htdocs als das Verzeichnis, in dem meine eigentliche Homepage liegt, der Webserver sieht das anders. So können beide nicht vernünftig miteinander kommunizieren. Blöde Geschichte.

Eine sehr einfache Lösung für dieses Problem schildert der Blog noizeramp: Am besten einfach einen neuen FTP-Benutzer anlegen, dessen Stammverzeichnis genau euer WordPress-Verzeichnis ist. Bei mir hat besagter FTP-Benutzer also das Hauptverzeichnis /***/***/wordpress/. Mit diesem FTP-Benutzer funktioniert nun alles reibungslos, Gott sei’s gedankt.

Umzug

Nach einigem Hin- und Her-Überlegen habe ich mich nun dazu entschlossen, meine auf wordpress.com unternommenen Gehversuche mit WordPress und dem Bloggen auf eigenem Webspace und in eigener Verantwortung zu intensivieren. Daher:

Willkommen auf meinem neuen – alten – Blog!

ChemZ 1 – Der Koffer

Als ersten Teil meines Tests des ChemZ-Konzeptes möchte ich den „Lehrerkoffer“ der Firma ChemZ etwas näher unter die Lupe nehmen. Damit ihr euch einen Eindruck verschaffen könnt, beginne ich mit einem Übersichtsfoto.

Übersicht über den ChemZ-Koffer

Der Koffer an sich ist äußerst stabil, vergleichbar mit einem Werkzeugkoffer. Er enthält Fächer, die in ihrer Größe verstellbar sind. Außerdem ist er randvoll mit Spritzen diverser Größen und Formen, einer Hahnenbank, mehreren Dreiwegehähnen, Schläuchen, einem Reagenzglas mit seitlichem Ansatz und vielem anderen mehr. Meine erste Großtat: Ich begann zu spielen.

Denn das System bietet einem alten Lego-Bauer wie mir sehr viel Abwechslung. Hat man sich erstmal mit dem Luer-Lock-System (so sind Verbindungen einfach miteinander verschraubbar) angefreundet, entwickelt man schnell auch komplizierteste Aufbauten. Alles in allem war ich durch die vielen Möglichkeiten positiv angetan.

Jedoch gibt es beim Koffer auch einige Dinge, die ich mir zusätzlich gewünscht hätte. Das ChemZ-Konzept empfiehlt Silikonfett zum Fetten der Spritzen, damit diese leichtgängiger laufen. Leider ist dieses im Lehrerkoffer nicht zu finden. Einige Versuche mit Exsikkatorfett und Glycerin waren aber durchaus auch erfolgreich. Ich kann allerdings nicht beurteilen, in wie weit sich diese Art der Fettung auf die Lebensdauer der Spritzen auswirkt.

Außerdem wären einige Schläuche verschiedener Größen sehr praktisch gewesen. Diese finden sich aber wahrscheinlich in den allermeisten Schulen und stellen nicht wirklich ein Manko dar.

So, die Frage aller Fragen zum Schluss: Ist der Preis von 100 € gerechtfertigt? Hier von mir ein klares „Jein“. Die meisten Inhalte des Koffers sind doch eher centPfennigartikel, lassen sich im Handel aber meist nur in 100er oder 1000er Packungen kaufen. Zum „mal Ausprobieren“ ist der Koffer, soweit meine Recherchen reichen, die günstigste Version. Entscheidet man sich allerdings zur großflächigen Nutzung von ChemZ an einer Schule, so stellen die großen Packungen wohl kein deutliches Problem dar.

Im nächsten Teil meiner kleinen Serie werde ich über die Entwicklung von Gasen mit ChemZ schreiben und meine Erfahrungen schildern.

Bisher in dieser Artikelserie:

ChemZ – Chemie mit Medizingeräten

Ich habe zur Zeit die schöne Möglichkeit, in einem zweiwöchigen Praktikum an der Uni Hamburg mich voll und ganz einem Thema meiner Wahl zu widmen. Es sollte möglichst einen großen Alltagsbezug besitzen und perspektivisch (so oder ähnlich) auch in der Schule durchführbar sein.

Da ich vor einiger Zeit das Konzept „Chemie mit medizintechnischem Zubehör“ (ChemZ) im Internet entdeckt habe, entschied ich mich für die Untersuchung von Gasen mit Hilfe von ChemZ. Der Alltagsbezug ist in meinen Augen zum einen durch die „alltäglichen“ Geräte wie Spritzen usw. gegeben, zum anderen aber auch durch die starke Relevanz von Gasen (Atmung, CO2 in Getränken, Auflösen von Kalk unter CO2-Entwicklung, Verbrennungsreaktionen in verschiedenen Atmosphären, CO2-Löscher, …).

Glücklicherweise finanzierte mit die Uni den fertigen Experimentierkoffer der Firma ChemZ, sodass ich alles beisammen habe. In der nächsten Zeit möchte ich nach und nach über den Koffer, die durchgeführten Versuche, Fehlschläge, Ideen und Erfahrungen an dieser Stelle berichten. Da während des Praktikums wahrscheinlich nicht wahnsinnig viel Zeit für Schreibereien im Internet verbleibt, werden sich die Berichte über einen längeren Zeitraum als zwei Wochen Praktikumszeit verteilen.

Ich hoffe, meine Erfahrungen helfen dem Einen oder der Anderen weiter bei der Entscheidung Für und Wider des Konzeptes ChemZ und für neue Versuche.

Bisher in dieser Artikelserie:

Wissensexplosion in Deutschland

Gerade las ich einen sehr interessanten Artikel bei Spiegel Online über die unterschiedliche Veröffentlichung von Wissen in Deutschland un England im 19. Jahrhundert. Dort wird ein Zusammenhang zwischen der Anerkennung von „Geistigem Eigentum“ und somit einhergehender Limitierung von Auflagen neuer Bücher und der industriellen Entwicklung hergestellt.

In Deutschland, so der Artikel, konnte auf Grund der Zerschplitterung in viele kleine Staaten, kein „geistiges Eigentum“ geschützt werden. Neue Bücher wurden daher oft schnell kopiert und gerade praktische Ratgeber waren auch für viele nicht zur absoluten Elite gehörende Menschen bezahlbar. Es gab geradezu eine Inflation an Ratgeberliteratur in Deutschland die zum schnellen Wandel von der Agrarnation hin zur modernen Industrienation führte.

In England hingegen gab es geistiges Eigentum. Bücher wurden kaum kopiert und nur in geringen Stückzahlen veröffentlicht. Dementsprechend teuer waren sie und dementsprechend wenige Menschen konnten sich eigene Bücher leisten. Die wirtschaftliche Entwicklung in England verlief daher wesentlich langsamer – ausgehend von dem sehr viel höherem technischen Niveau noch zu Anfang des Jahrhunderts – als in Deutschland.

Jedoch waren in Preußen, dem größten Deutschen Staat,  Realgymnasien erst ab 1882 zugelassen, bis 1900 führte das humanistische Gymnasium allein zum Abitur. Wie passt das mit dem in dem Artikel geschilderten Umständen zusammen?

Meine Interpretation: Die Bildungselite pochte weiter auf dem humanistischen Gymnasium als Zugangsvorraussetzung in öffentliche Ämter. Dabei lebten sie aber offenbar an der Realität vorbei: Durch eine – um mit Spiegel Online zu sprechen – unglaubliche Wissensexpansion gerade in naturwissenschaftlich-technischen (und somit tendenziell „realen“) Wissenschaften konnte sich eine deutsche Industrienation überhaupt erst konstituieren und mit anderen europäischen Ländern auf Augenhöhe kommunizieren.

Lehrstellen- und Schulabbrecher Boom?

Gerade lese ich in der sz: Es gibt viel zu wenige Lehrlinge, gerade das Handwerk findet keine Lehrlinge. Das ist zunächst einmal schön und eine freudigere Nachricht als in vielen Lehrjahren zuvor. Doch hat dies für mich einen sehr faden Beigeschmack: Wie kann es sein, dass sich gleichzeitig den Schulabgängern selbst basale Fähigkeiten abhanden kommen?

Schulabgängern fehlten immer öfter die Grundvoraussetzungen für eine Ausbildung, klagen die Betriebe. Mehr als jedes zweite Unternehmen organisiere Nachhilfe und müsse zunehmend ausbügeln, was Elternhaus und Schule versäumt hätten[…]. (Ebenfalls sz)

Dies stimmt doch nachdenklich. Ist unsere Schule so schlecht, dass sie es nicht einmal mehr schafft, unsere Jugendlichen entsprechend auf die Ausbildung vorzubereiten? Oder sind heutige Jugendliche in der Masse dümmer als noch vor wenigen Jahren? Oder haben die Unternehmen – wie die sz schreibt – zu hohe Erwartungen an die Schüler?

Weiter nachdenklich stimmt mich folgende Aussage der ARGE aus Hamburg: 2008 lag die Qute der Hamburger Schüler ohne Hauptschulabschluss bei erschreckenden 8,2%. Und ein Großteil dieser Jugendlichen bekommt entsprechend dann auch keinen Ausbidlungsplatz. Also, woran liegt es? Und wie schaffen wir es aus dieser Misere?

Eine Reform des Schulsystems, wie sie beispielsweise die Linkspartei forderte, bietet in meinen Augen zwar Ansätze zur Verbesserung der Situation, ist aber nicht die Lösung für unsere Probleme. Solange sich die Ausstattung der Schulen und die Wertschätzung der Arbeit der Lehrer in der Gesellschaft nicht grundlegend ändert, werden nur durch eine von außen beschlossene Strukturreform (so sinnvoll ich diese grundsätzlich finde!) keinerlei Probleme beseitig. Passieren müsste hier zum einen ein massiver Ausbau der Ganztagesbetreuung: Hausaufgabenbetreuung direkt und kostenlos in der Schule, gemeinsames Mittagessen – von Lehrern und Schülern, betreute Nachmittagsangebote und vieles mehr. Zum anderen muss die strukturelle Ausstattung gerade im Personalbereich deutlich verbessert werden. Klassen mit 32 Schülern bieten weder für Schüler noch für Lehrer angenehme Arbeitsbedingungen.

Schließlich sollte die Gesellschaft die Arbeit von Pädagogen vermehrt anerkennen. Lehrer haben zwar viele Ferien, arbeiten dafür aber in der Schulzeit umso mehr. Mehr dazu hier, hier oder auch zur Belastung von Lehrern im Berufsalltag hier.

Kurz: Durch viele Reformen kann die Qualität der Schule und somit hoffentlich auch die Leistungen der Schüler deutlich gesteigert werden. Ein Allheilmittel wird aber auch dies nicht sein.

Sind also Schüler heute einfach zu dumm? Das glaube ich nicht, auch wenn hier empirische Studien eher schwierig sein dürften. Was aber wohl wahr ist, ist dass sich die Freizeitgestaltung der heutigen Schülergeneration extrem von derjenigen noch vor wenigen Jahren unterscheidet. So sind in der Mediennutzung Fernsehen und Internet weit vor Büchern. Die Lesekompetenz bei Schülern liese sich wohl schon schlicht dadurch entwickeln, wenn Eltern darauf achteten, dass ihre Kinder häufiger mal zu Zeitung und Buch griffen. Zu genaueren Lesegewohnheiten der Deutschen siehe auch die folgende Grafik aus der Wikipedia.

Zeit, die Deutsche im Durchschnitt mit Lesen verbringen in Abhängigkeit des Lebensalters. Quelle: Wikipedia

Schließlich bleiben noch die Unternehmen: Sie erwarten in meinen Augen häufig, dass die Schule ihnen einen fertigen „Output“ an Facharbeitern liefert. Mit Sicherheit, Schule hat auch die Aufgabe, auf Studium und Beruf vorzubereiten. Die Hauptaufgabe ist aber, die Schüler zur Teilhabe am gesellschaftlichen Leben zu befähigen und ihnen die nötigen Fähigkeiten zu vermitteln. Dies schließt ein wesentlich breiteres Spektrum an bildungsrelevanten Fähigkeiten und bildungsrelevantem Wissen ein, als dies für den späteren Beruf tatsächlich benötigt wird. Möchten die Unternehmen unkritisch denkende Arbeitskräfte, so sei ihnen empfohlen, doch auf Roboter auszuweichen…

Warum blogge ich eigentlich?

Der erste Beitrag meines Blogs sollte vielleicht dem Leser erklären, warum es diesen Blog überhaupt gibt. Vielleicht will auch ich mir noch klarer werden, warum ich das hier überhaupt mache. Doch zu aller erst sei dem SoftwareGuide gedankt. Denn dieser Artikel brachte die letzte Motivation, wage Gedanken wirklich in die Tat umzusetzen.

Wie entstand also der Gedanke an einen eigenen Blog? Da ich vor Jahren viel mit Webseiten zu tun hatte und auch selbst diverse – mittlerweile hoffnungslos veraltete – Webseiten erstellt habe, kommt der Gedanke an eine eigene Seite immer wieder rechtzeitig in mir auf, wenn die freie Zeit ein wenig überhand nimmt. Nun, im Moment sind Semesterferien und ich habe viel freie Zeit, die gefüllt werden möchte.

In dieser freien Zeit streife ich auch gerne mehr oder minder ziellos in den Weiten des Internets umher und bin gerade in den letzten Tagen auf allerlei skurrile Webseiten gestoßen. Beispielhaft möchte ich hier eine ganze Webseite zum Thema Quantenmedizin mit besonders obskuren pseudo-wissenschaftlichen Artikeln nennen. Aber auch diverse Verschwörungstheorien rund um Chemtrails oder die (nicht) weltzerstörende Macht des LHC fesselten mein Interesse. Und so entschloss ich mich, den Versuch zu wagen und tatsächlich selbst meinen Senf dazuzugeben.

Nebenbei gibt es auch immer wieder Ereignisse in meinem Leben, in meinem Studium, in der Politik, die eine breitere Öffentlichkeit verdient haben oder unbedingt kommentiert werden müssen. Und – zu guter Letzt – versuche ich natürlich im täglichen Überlebenskampf mit meinem Computer – verschiedene Dinge zu schaffen und bringe häufig Stunden mit der Lösungssuche zu. Und da bleibt dann hoffentlich die Zeit, euch, liebe Leser, an meiner Problemlösung teilhaben zu lassen und euch so etwas Zeit zu sparen.

Ihr seht, der Blog soll als eine Art Ersatz für meine Homepage dienen. Und wird dies vielleicht später auch. Vielleicht, vielleicht auch nicht. Das habt ihr natürlich auch ein wenig mit in der Hand.