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Ein flammend gutes Gefühl: Warum Wissenschaft ohne Experimente nichts ist – Physics World

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Als reifer Student der Open University Dan Roach lässt seine Liebe zum praktischen Experiment wieder aufleben


Studenten in weißen Laborkitteln an einem Labortisch
Gutes Geschäft Dan Roach (rechts) und sein Laborpartner Leeaaron Jones fühlen sich am ersten Tag ihrer Sommerschule an der Open University in Milton Keynes wie richtige Wissenschaftler. (Mit freundlicher Genehmigung von Dan Roach)

Knall!

Der Pyrex-Becher ist noch intakt, es fehlt ihm jedoch ein erheblicher Teil seines Flüssigkeitsinhalts.

„Oh mein Gott, es tut mir so leid!“ ruft mein Partner aus, als sich Salzsäure vor uns beiden auf dem Labortisch ausbreitet.

Ein kurzer Blick in die Arbeitsmappe des Labors zeigt, dass dies nicht in der Anleitung steht, also nehmen wir beide etwas entionisiertes Wasser, spritzen es auf die verschüttete Stelle und wischen es verzweifelt mit einer blauen Papierrolle auf. Es ist kein Schaden angerichtet und wir haben eine Lektion gelernt: Wenn man einen Draht in einem Bunsenbrenner erhitzt, bis er glühend heiß ist, bevor man ihn in Säure taucht, kommt es zu einer Reaktion. Offensichtlich, oder?

Wir haben das klassische Flammentest-Experiment durchgeführt, das zeigt, welche Farben verschiedene Metallsalze beim Verbrennen annehmen. Es ist ein Experiment, das Generationen von Oberstufenschülern bekannt ist, aber ich mache es zum ersten Mal im Rahmen des Experiments Open University (OU) Level-1 Labor-Sommerschule auf seinem Campus in Milton Keynes. Mein erster Abschluss war Informatiker, aber im Alter von 47 Jahren beschloss ich, wieder an die Universität zu gehen, um neben meinem Vollzeitjob als IT-Berater nebenbei Physik zu studieren.

Meine Entscheidung, als reifere Studentin Physik zu studieren, fiel während der Pandemie, als mir durch einen zufälligen Kommentar eines Freundes klar wurde, wie wenig ich über das Universum wusste. Da ich unbedingt mehr über die Geheimnisse der Zeit, der Schwerkraft, des Urknalls und der Schwarzen Löcher erfahren wollte, begann ich, einige der OUs freizugeben OpenLearn Online-Kurse, die meine Freude am Lernen neu entfacht haben. Von da an war es nur noch ein kurzer Schritt zu einem OU-Physikstudium.

Das Schöne am Studium an der OU ist, dass es, abgesehen von den Sommerschulen, fast ausschließlich im Fernunterricht erfolgt. Solange Sie über einen anständigen Laptop und eine Internetverbindung verfügen, können Sie sich für den Rest Ihres Lebens auf das Studium vorbereiten, was großartig ist, wenn Sie viel zu tun haben, sowohl in der Familie als auch beruflich. Als COVID-19 zuschlug, bemühten sich die traditionellen Universitäten verzweifelt um die Umstellung auf das Internet, doch für die OU lief alles wie gewohnt, da sie bereits über eine hervorragende Online-Bildungsplattform verfügte.

Der Nachteil ist, dass Sie nicht persönlich mit anderen Studierenden in Kontakt kommen können (obwohl es informelle Facebook- und WhatsApp-Gruppen gibt). Eine weitere Herausforderung beim Fernstudium der Naturwissenschaften besteht darin, dass alle Experimente, die Sie versuchen, rudimentär sind. Die meisten von uns haben keine radioaktiven Isotope, die hinten im Küchenschrank herumliegen, um die Halbwertszeiten zu messen. Es sei denn, Sie sind es Marty McFly für Zurück in die Zukunft, in diesem Fall verfügen Sie bereits über einen Vorrat an waffenfähigem Plutonium, um Ihren DeLorean anzutreiben (und eine Vorliebe für Rockmusik der 1980er Jahre).

Eine Sommerschule an der Open University ist die perfekte Gelegenheit, die Lücken in Ihrem experimentellen Wissen zu schließen, aus den Fehlern Ihrer Kommilitonen zu lernen und an den Erfolgen der anderen teilzuhaben

Eine OU-Sommerschule ist daher die perfekte Gelegenheit, Ihre experimentellen Wissenslücken zu schließen. Es ist auch eine Gelegenheit, die Fehler Ihrer Kommilitonen zu sehen und daraus zu lernen und an den Erfolgen der anderen teilzuhaben. Mein Laborpartner ist Leeaaron Jones, der im Einzelhandel eines Zero-Waste-Gemeinschaftsunternehmens in Nordwales arbeitet, aber in die Mikrobiologie wechseln möchte. Gemeinsam hatten wir Mühe, unser Spektroskop zu fokussieren und ein schönes Natriumlichtspektrum für Beobachtungen zu erhalten. Andere Studenten im Labor haben jedoch einen tollen Blick darauf und teilen ein Foto mit mir.

Die Laborarbeit macht großen Spaß. Wie an vielen Universitäten beinhaltet ein OU-Abschluss die Absolvierung verschiedener Fächer vor der Spezialisierung, und tatsächlich bin ich überrascht, wie viel Spaß mir die Biologie-Praktika machen. Wir sammeln Daten über die Länge der Wurzeln und die Höhe der Stängel von Weizenpflanzen, die in verschiedenen Salzwasserkonzentrationen wachsen, um zu sehen, wie sich die Salzmenge auf die Wachstumsrate auswirkt. Abgesehen davon, dass es bestätigt, dass die Biologie eine komplizierte Wissenschaft ist, ist es auch eine großartige Lektion in statistischer Analyse und der Variabilität zwischen Lebewesen.

Ich genieße auch ein Chemieexperiment, bei dem wir versuchen, das Metall in verschiedenen flüssigen Lösungen mit einem Kolorimeter sowohl qualitativ als auch quantitativ zu identifizieren. Wir führen eine Titration einer Wasserprobe durch, die wir aus unseren Heimatstädten mitgebracht haben, um festzustellen, wie hart oder weich das Wasser ist (ich komme aus Rochdale und habe festgestellt, dass das Wasser dort ziemlich weich ist). Wir führen die Experimente paarweise durch und bündeln dann die Daten der gesamten Gruppe, um eine genauere Analyse zu erhalten. Anschließend validieren wir dies anhand der bekannten Wasserhärtedaten für dieses Gebiet.

Und natürlich können wir mit Bunsenbrennern experimentieren, um diese Flammentests durchzuführen.

Die zweieinhalbtägige Sommerschule ist nicht verpflichtend: Die Noten, die ich erhalte, werden nicht auf meinen Abschluss angerechnet. Aber es war von unschätzbarem Wert, da ich echte praktische Erfahrungen sammeln und mit den richtigen experimentellen Daten arbeiten konnte, die ich und meine Gruppe gesammelt haben. Anstatt mit erfundenen theoretischen Daten umzugehen, lerne ich, eine gerade Linie durch eine reale, zufällige Streuung von Punkten zu zeichnen, was schwieriger ist, als Sie vielleicht denken.

Abgesehen von einem Tag zu Beginn des Studiums war dies der einzige persönliche Kontakt, den ich während meines Studiums mit anderen Studierenden und Dozenten hatte. Ich hoffe, dass die OU mehr solcher Möglichkeiten bietet, denn es gibt nichts Besseres, als die Liebe zur Physik mit anderen Studenten zu teilen und direkte Unterstützung und Anleitung von Tutoren zu erhalten. Online-Lernen ist schön und gut, aber Naturwissenschaften sind im Kern ein experimentelles Thema – auch wenn uns ein aufgeblasenes Becherglas und ein säuregetränkter Labortisch daran erinnern müssen.

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