HHU StartMNFPhysikGrundpraktikum Dr. Götz LehmannProjekteNeuentwicklung von eLearning-Modulen zu den Themen: "Kalorimetrie, Radioaktivität, Trenntechniken" (2009 - 2011)

Neuentwicklung von eLearning-Modulen zu den Themen: "Kalorimetrie, Radioaktivität, Trenntechniken"

(2009 - 2011)
M. Tomkowski, E. Saviello, C. Staudt, D. Schumacher

Zur Verbesserung der Qualität der Lehre ist es notwendig, die Praktika in den Naturwissen-schaftlichen Grundlagenfächern Chemie und Physik, die integraler Bestandteil der Studiengänge Medizin und Pharmazie sind, zu optimieren. Dies ist notwendig, weil die Vorkenntnisse der Studierenden in den naturwissenschaftlichen Fächern in den letzten Jahren nicht nur deutlich geringer sondern auch heterogener geworden sind. Hinzu kommt, dass die Ansprüche an die Lernenden gewachsen sind.

Der von den Studierenden gewünschte, und im Praktikum "Physik für Mediziner" vielfach genutzte Einsatz von eLearning Modulen bietet überzeugende Vorteile gegenüber einem traditionellen Praktikum. Darunter fallen die Flexibilität der Lernzeit und des Lernortes, die Vermeidung von Wartezeiten und die prinzipiell beliebige Wiederholbarkeit von Teilen oder des gesamten Lernweges.

Ausgehend von den mittlerweile sehr umfangreichen Erfahrungen mit dem Einsatz von eLearning Modulen im Praktikum "Physik für Mediziner" zeigt sich aktuell ein konkreter Bedarf für weitere Entwicklungen von drei Online-Versuchen für den Einsatz in den Praktika:

Kalorimetrie

Im Rahmen dieses Praktikumsversuches sollen die Studierenden den Energiehaushalt eines Lebewesens und im speziellen des Menschen kennen und physikalisch korrekt mit Hilfe der Hauptsätze der Thermodynamik beschreiben lernen. Im Physikpraktikum für Studierende der Medizin existiert bereits ein realer Praktikumsversuch in dem die Studierenden den Energieumsatz eines Lebewesens (Maus) bestimmen. Aus inhaltlicher und didaktischer Sicht sollte dieser Versuch unbedingt durch die Bestimmung der Brennwerte von ausgewählten Nahrungsmitteln (z.B. Zucker, Schokolade) ergänzt werden. Eine solche Messung liefert allerdings nur bei einer Verbrennung in reiner Sauerstoff-Atmosphäre hinreichend genaue Daten. Ein solches Experiment erfordert Sicherheitsvorkehrungen, die für einen Praktikumsversuch nicht angemessen sind.

Durch den Aufbau eines entsprechenden Online-Versuches konnte auf den Einsatz von Versuchstieren verzichtet und die Messung der Brennwerte für die Studierenden verfügbar gemacht werden.

Radioaktivität

Im Rahmen dieses Praktikumsversuches sollen die Studierenden das Phänomen der Radioaktivität kennen und quantitativ beschreiben lernen. Darüber hinaus sollen sie sich mit dem Nachweis und der Anwendung radioaktiver Strahlung sowie den Grundbegriffen des Strahlenschutzes vertraut machen. Da die Richtlinien zum Strahlen-schutz es nahezu grundsätzlich verbieten, dass die Studierenden selbständig mit radioaktiven Präparaten arbeiten, wurde das Thema in der Vergangenheit stets in die begleitende Vorlesung verschoben.

Der Aufbau eines Online-Versuches unter intensivem Einsatz von Interaktiven Bildschirm-experimenten stellt eine ideale Lösung dieses Problems dar.

Trenntechniken

Trenntechniken wie Chromatographie, Elektrophorese, Destillation, Dialyse sind essentieller Bestandteil moderner Analytik. Im Rahmen dieses Versuches sollen die Studierenden die Grundlagen dieser Techniken kennen lernen. Um einerseits dem Curriculum sowie andererseits den Wünschen der Studierenden gerecht zu werden, soll der Versuch Trennverfahren zukünftig als Online-Versuch angeboten werden. Dabei sollen beispielsweise die Dünnschichtchromatographie von Schmerzmitteln sowie die Extraktion mit den dazugehörigen Berechnungen der Rf-Werte bzw. der Verteilungsgleichgewichte als IBE umgesetzt werden.

Die im Rahmen dieses Projektes neu konzipierten Online-Versuche kommen in  den Physik-Praktika für Mediziner und Pharmazeuten zum Einsatz. Der Online-Versuch zur Kalorimetrie wird inzwischen auch im Physikpraktikum für Biologen optional angeboten.

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