Informationen zum Kapitel

Will man mit einer Schulklasse die Welt der kleinen Dinge entdecken und erforschen, so sieht man sich als Lehrperson oft vor eine Reihe von Problemen gestellt: Oft stehen nicht genügend Mikroskope für alle Schülerinnen und Schüler zur Verfügung. Zudem ist es schwierig, sich gegenseitig Mikroskopbilder zu zeigen. Und Bilder von einfachen Mikroskopen können nicht gesichert und weiterverarbeitet werden.

Viele Kinder haben aber ein Handy mit hochauflösender Kamera und wissen, wie man damit Fotos und Videos aufnehmen und bearbeiten kann. Mit dem Smartphone-Mikroskop können die Schülerinnen und Schüler ihre Handys oder Tablets nutzen, um Fotos und Videos von Objekten mit bis zu 30-facher Vergrösserung aufzunehmen, diese weiterzuverarbeiten und gegenseitig zu teilen. Hierfür werden lediglich das Smartphone-Mikroskop und ein Handy oder Tablet mit Kamera benötigt.

Smartphone-Mikroskope können entweder selber gebaut  (siehe Werkanleitung im Downloadbereich) oder im Naturama als Klassensatz (24 Stück) ausgeliehen werden.

Eine Anleitung zur Benutzung der Smartphone-Mikroskope findet sich im Downloadbereich als PDF (Forschen mit dem Smartphone-Mikroskop). In der Praxis haben sich noch ein paar Tipps und Tricks bewährt, die im Folgenden kurz aufgelistet werden:

• Die Linse des Smartphone-Mikroskops mit der Kameralinse exakt zu treffen, ist am Anfang nicht einfach. Am besten geht es, wenn man das Smartphone mit geöffneter Kamera aus ca. 30cm Höhe  zum Mikroskop bewegt und darauf achtet, dass die Linse des Smartphone-Mikroskops immer mittig im Bildausschnitt liegt. Das Bild auf dem Bildschirm darf dabei auch unscharf sein.
• Es lohnt sich, am Anfang die Flügelmuttern und den Objekttisch weit unten zu platzieren, damit bei der groben Scharfstellung (Schritt 3 der Anleitung) genügend Spielraum vorhanden ist und die richtige Höhe einfach gefunden wird.
• Objekte sehen überraschend anders aus, wenn man mit dem Licht experimentiert; beispielsweise mit der Taschenlampen-Funktion eines zweiten Smartphones oder einer anderen Lichtquelle.
• Übung macht den Meister! Je öfter die Schülerinnen und Schüler mit dem Smartphone-Mikroskop arbeiten, desto besser werden die aufgenommenen Bilder.
• Und mit dem Tablet? Viele Schulen haben Tablets in Klassensätzen zur Verfügung. Grundsätzlich funktionieren alle Geräte mit einer Kamera und können für das Smartphone-Mikroskop verwendet werden. Ein Tablet braucht aber möglicherweise eine zusätzliche Unterlage, um optimal genutzt werden zu können.

Organisationsform

• Das Smartphone-Mikroskop eignet sich sowohl für Einzel- als auch Partnerarbeit.
• Eventuell gelingt es zu zweit besser, ein scharfes Bild zu erhalten (Schritte 3 und 4 der Anleitung).
• Partnerarbeit ist dann sinnvoll, wenn nicht alle Schülerinnen und Schüler ein eigenes Smartphone zur Verfügung haben.

Ideen für die Anwendung und Möglichkeiten für fächerübergreifenden Unterricht

Das Smartphone-Mikroskop kann beim Betrachten, Erforschen und Dokumentieren von unterschiedlichsten Objekten eingesetzt werden. So werden bei Blüten, Käfern oder Blättern plötzlich Teile erkennbar, die von blossem Auge unsichtbar sind.

Es besteht aber auch die Option das (Smartphone-)Mikroskop selber zum Thema zu machen. So existieren verschiedene Möglichkeiten zur thematischen Einbettung oder für fächerübergreifenden Unterricht:

• Räume, Zeiten, Gesellschaften (Geschichte): Wer war an der Entwicklung und Erfindung von Mikroskop und Lupe beteiligt? Wie haben sich Lupe und Mikroskop von früher bis heute entwickelt? 
• Natur und Technik (Biologie): Was hat dazu geführt, dass Mikroskope und Lupen erfunden/entwickelt wurden? Wo und wie werden Mikroskope heute eingesetzt?
• Natur und Technik (Physik): Wie funktioniert überhaupt ein solches Mikroskop? Welche physikalischen Eigenschaften und Prinzipien werden dabei genutzt?
• Technisches Gestalten (Werken): Im Downloadbereich steht eine Bauanleitung für das Smartphone-Mikroskop zur Verfügung.
• Medien und Informatik: Das Aufbereiten der Fotos fördert verschiedene Kompetenzen im Bereich Medien und Informatik: z.B. Dateien übertragen und sinnvoll speichern oder Bilder in geeigneten Programmen bearbeiten.
• Methodische Kompetenzen (Überfachliche Kompetenzen): Wie präsentiere ich die Ergebnisse meinen Mitschülerinnen und Mitschülern? Als Bild, in einer PowerPoint-Präsentation oder vielleicht sogar als Erklärvideo? Ein mögliches Beispiel findet sich im Dowloadbereich (Beispiel Erklärvideo).

Für Fortgeschrittene

Ein Bild erzählt eine Geschichte. Beim Mikroskopieren ist es darum wichtig, dass der Vergrösserungsmassstab bzw. ein Millimeter-Balken angegeben wird. Nur so bekommt man ein Gefühl dafür, wie gross die untersuchten Objekte in Wirklichkeit sind. Eine Möglichkeit, den Massstab mit einzubeziehen, ist folgendes Vorgehen:

• Objekt vergrössern, scharfstellen und fotografieren.
• Objekt entfernen und durch ein Geodreieck ersetzen. Wichtig: die Kameraeinstellungen und die Position des Objekttisches dürfen dabei nicht verändert werden!
• Geodreieck ebenfalls fotografieren.
• Den Vergrösserungsmassstab dem Geodreieck-Bild entnehmen: Dazu zeichnet man über das Foto (z.B. in PowerPoint) eine Linie, die genau 1mm auf dem Geodreieck markiert. Dieser Balken wird mit "1mm" beschriftet und über das Bild des Objekts eingefügt. Dabei müssen sowohl das Foto vom Objekt wie auch das Foto vom Geodreieck immer genau gleich skaliert bleiben.

Für die schnelleren Schülerinnen und Schüler kann der Auftrag, den Vergrösserungsmassstab bzw. den Millimeter-Balken im aufgenommenen Bild anzugeben, auch ohne Anleitung erteilt werden. Dies bietet eine einfache Möglichkeit zur Differenzierung / Individualisierung.

Umweltbildung Naturama Aargau

Das Team der Fachstelle Umweltbildung des Naturama Aargau berät Lehrpersonen und Schulen rund um alle Themen: Unterrichtsfragen, Medien, ausserschulische Lernorte oder Exkursionsdidaktik.

Weitere Informationen: