Hola a nuestros amigos! Diese Woche steht ganz im Zeichen unserer spanischen Gäste, die eine Woche an der Augusta-Bender-Schule verbringen, um gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufe 1 des Biotechnologischen und Ernährungswissenschaftlichen Gymnasiums das Erasmus Projekt "My digital pharmacy" durchzuführen. Was die jungen Menschen mit den Lehrkräften Ulla Smidt, Lena Minde und Tim Freundenreich erarbeiten und erleben, das erzählen sie uns in ihrem Blog - stay tuned! Es geht weiter mit Tag 2!
Von Creme bis Zahnpasta – unser Vormittag an Tag 2
Unser 2. Projekttag begann gegen 8 Uhr morgens in der ABS. Zu Beginn arbeiteten alle Gruppen an ihren Produkten vom Vortag weiter. Unsere Gruppe beschäftigte sich mit der Herstellung von Urea-Creme (Bild 1), die leider drei Mal gescheitert ist, und deshalb zeitaufwendiger war. Da unsere spanischen Schüler/innen zu diesem Zeitpunkt noch nicht anwesend waren, setzten wir die Aufgaben so lange in kleinen Gruppen fort. Während Wiki und Finia an der Urea- Creme weiterarbeiteten (Bild 2), holte ich die Gummibärchen aus der Form, die wir bereits am Vortag hergestellt hatten. Dabei meinte Wiki: „Die Gummibärchen sehen ja süß aus.“ Das sieht man auf Bild 3. Im weiteren Verlauf des Vormittags verpackten und dekorierten wir die Produkte vom vorherigen Tag (Bild 4). Außerdem erhielten wir spanische Süßigkeiten als Geschenk, was die Stimmung in den Gruppen zusätzlich verbesserte. Um 9:40 Uhr kamen die spanischen Schüler/innen dazu, und wir machten gemeinsam eine kurze Frühstückspause. Dabei aßen wir Brezel und tranken Getränke, die uns Erasmus zur Verfügung stellte. Nach der Pause setzten wir uns weiter an die Arbeit. Kurz vor 10:30 Uhr begannen wir mit der Herstellung einer Zahnpasta (Bild 5). Dabei lernten wir, unser Wissen praktisch anzuwenden, und teilten die Aufgaben innerhalb der Gruppe sinnvoll auf. Insgesamt war der Vormittag sehr abwechslungsreich und wir haben viel gelernt. Wir konnten verschiedene Produkte herstellen und als Team zusammenarbeiten.
Ab 10.30 Uhr hatten Wiktoria und ich die Infos zu den Produkten aufgeschrieben, die später für die Website relevant sind. In dieser Zeit hatten Samira und Laura ihren Versuch eine Zahnpasta herzustellen, erfolgreich abgeschlossen. Die Spanier sind ins Nebenzimmer gegangen, um sich die Versuche mit und um Aspirin anzuschauen. Dort waren sie dann den ganzen Vormittag bis zum Essen. Nachdem die Zahnpasta fertiggestellt war, musste diese dann noch etwas an der Luft trocknen. Nun konnte das Dekorieren der Produkte beginnen. Samira fing an eine Box für die Gummibärchen zu basteln und Wiktoria achtete darauf, dass die Zahnpasta sich nicht am Boden des Glases absetzt. In dieser Zeit waren Laura und ich natürlich nicht untätig, denn wir hatten schon mal angefangen, die ersten Gläser zu spülen. Als die Zahnpasta schließlich eine gute Konsistenz hatte, füllte Wiktoria die Zahnpasta in kleine Döschen um und meinte darauf hin: „ Es hat die perfekte Konsistenz.“ Somit gelang uns auch die Zahnpasta und wir konnten die Verpackungen dekorieren. Als gegen 12 Uhr alle anfingen, die Tische aufzuräumen und alles zu spülen, kamen die Spanier auch wieder und halfen uns. Danach sind wir alle gemeinsam zum Landratsamt in die Kantine gelaufen und haben Mittag gegessen. Es gab Nudeln mit Tomaten- oder Käse Soße.
Kleine Pannen, gute Laune
Nach der Mittagspause gingen wir alle zurück in die Schule. Jede Gruppe arbeitete weiter an ihren Produkten (Bild 1). Unsere Gruppe erstellte Fotos und Texte, die später für unsere Apotheken-Webseite verwendet werden sollten. Dabei stellten wir fest, dass unsere Gummibärchen leider zu weich waren. Um sie fester zu bekommen, stellten wir sie zuerst in den Ofen, um sie mit Umluft ohne Hitze zu trocknen. Als dies nicht klappte, probierten wir, sie mit Zucker zu bestreuen (Bild 2). Leider merkten wir zu spät, dass der Zucker das Wasser aus den Gummibärchen zog. Danach probierten wir noch, sie in geschmolzenes Bienenwachs zu tauchen, um sie stabil zu halten, dies ist leider auch gescheitert. Nach den gescheiterten Versuchen haben wir uns dazu entschlossen, die Gummibärchen so zu lassen. Sie sahen nicht wunderschön aus, schmeckten aber trotzdem gut. Die Stimmung war dabei auf keinen Fall verloren, ganz im Gegenteil: Dieses Missgeschick brachte unsere ganze Gruppe zum Lachen.
Gegen 14 Uhr begannen alle Gruppen, ihre Tische aufzuräumen und alles gründlich zu reinigen. Anschließend gingen wir mit den Spaniern in die Innenstadt von Mosbach, um ihnen die Stadt zu zeigen (Bild 3). Den spanischen Schülerinnen gefiel die Stadt sehr, und sie erzählten, dass sie die Gebäude besonders schön fanden.
Während der Stadtführung bekamen wir Lust auf Eis und gingen zusammen mit den Spaniern ein Eis essen (Bild 4). Gegen 15.25 Uhr machten wir uns auf den Weg zum Rathaus. Dort wurden wir vom Oberbürgermeister begrüßt, der sich sehr darüber freute, dass ein Besuch der Spanier möglich war. Er unterhielt sich mit ihnen über ihre Erfahrungen und Eindrücke in Deutschland.
Zum Abschluss machten wir alle noch ein gemeinsames Foto. Danach gab es Getränke und Snacks, und wir konnten den Nachmittag entspannt ausklingen lassen (Bild 5). Damit war auch der zweite Tag mit unserem Besuch leider schon vorbei.
Insgesamt war der Nachmittag sehr abwechslungsreich und gelungen. Trotz kleiner Probleme beim Arbeiten hatten wir viel Spaß, konnten Zeit mit den spanischen Schülerinnen verbringen und neue Eindrücke sammeln.
Praxisbezug mit Herausforderungen
Heute stand für viele der Schülerinnen und Schüler sowohl aus Deutschland als auch Spanie, eines der wohl interessantesten Experimente der gesamten Woche statt: Die Herstellung von Aspirin. Hierfür konnten interessierte Schüler dem Chemielehrer Herr Freudenreich, der dieses Experiment vorbereitet hat und bei der Durchführung assistierte, in den Chemieraum C. 02 folgen. Nach einer kurzen Einweisung und demonstrativen Gefahrenaufklärung anhand eines Papiertuchs, durch das Schwefelsäure innerhalb von einigen Sekunden ein großes Loch gefressen hatte, durften die Schüler sich auf 2 Gruppen aufteilen. Ausgestattet mit Kitteln und Schutzbrillen war der erste Schritt das Abwiegen der benötigten Chemikalien – mit einem folgeschweren Fehler, wie sich im Nachhinein herausstellte. Für den Versuch benötigten wir laut Versuchsanleitung 100g Salicylsäure (pulverartig), 10ml Essigsäureanhydrid (flüssig) und zu guter letzter 2-3 Tropfen von der stark ätzenden konzentrierten Schwefelsäure (flüssig), die wir zusammen in einen Erlenmeyerkolben gaben. Im zweiten Schritt wurde der Erlenmeyerkolben zusammen mit einem Thermometer, durch ein Stativ in einem Wasserbad befestigt. Nach und nach erhöhten wir die Temperatur auf 60° um die pulverartige Salicylsäure zu verflüssigen, jedoch stellten wir nach einem deutlichen überschreiten der hierfür regulär benötigten Zeit fest, dass sich nichts getan hatte. Auch nach einem weiteren Erhöhen der Temperatur und stetigem Umrühren war keine sichtbare Veränderung zu bemerken. Im Eifer des Gefechts stellte sich nach einigen Grübeleien leider heraus, dass die Anleitung falsch war, und wir die Salicylsäure 10-fach überdosiert hatten. Die Zeit bis zur Mittagspause wurde immer knapper, und während die Spanier zwischendurch eine kurze Schulführung bekamen, wurde im Eiltempo der Versuch wiederholt. Diesmal war schon bereits nach kurzer Zeit zu bemerken, wie sich die Salicylsäure zu einer klaren Flüssigkeit entwickelte, dieses chemische Gemisch aus den beiden Säuren und dem Anhydrid durfte danach für weitere 5 Minuten vorsichtig erhitzt werden, ehe die Flüssigkeit leicht trüb wurde. Danach gaben wir die Flüssigkeit in ein kleines Becherglas und streckten Sie mit einem Eisbad ab, in kurzer Zeit kristallisierte die Flüssigkeit erneut zu einem festen Aggregatzustand. Durch die veränderte Struktur war deutliche die abgelaufene Reaktion zu erkennen. In einem letzten Schritt wurde das Aspirin durch einen Büchnertrichter gefiltert, mit einem interessanten Verfahren. Ein mit dem Wasserhahn und Konstrukt aus Büchnerfilter und Gefäß verbundener Schlauch sorgte für einen Unterdruck zum Wasserhahn. Durch dieses Verfahren dauerte die Filtrierung nur wenige Sekunden anstelle von Minuten. Das weißliche Aspirin war nach diesem Schritt in der Herstellung fertig. Für uns als angehende Chemie-Abiturienten und die sich in Ausbildung befindenden chemischen Assistenten aus Teneriffa war dies eine hochinteressante Angelegenheit – zumal wir deutschen Schüler die Reaktion hin zu Aspirin für das Abitur lernen müssen. Die Reaktionsgleichung hierfür folgt aber zu einem anderen Zeitpunkt. Das Experiment führte uns vor Augen, dass die Dinge in der Praxis oftmals nicht so wollen wie in der Theorie. Daraus können wir aber auch Schlüsse ziehen für die Zukunft.
Mir wurde heute die besondere Aufgabe erteilt, einen kurzen Bericht über unser Projekt, die bereits abgehaltenen Versuche und die folgenden Tage an den Bürgermeister von Mosbach, Patrick Rickenbrot, zu geben. Herr Rickenbrot, der uns dankenswerterweise in das Rathaus einlud, verfolgte interessiert was die Schüler, Lehrer und auch ich zu erzählen hatten. Im Anschluss zu diesem netten Austausch wurden noch Bilder vor dem Rathaus gemacht und es gab sogar ein kleines Büffet aus Getränken, Keksen und Salzstangen.
Kreppband als Lösung eines IT-Problems
Unsere Gruppe, bestehend aus Kiara, Erik, Ricardo und Janina, hatte die Aufgabe, das Lagersystem für die Medikamente, welche an der Schule von unseren sowie den spanischen Schülern hergestellt werden, zu programmieren. Ziel ist es, den Ausleger, also den „Arm“ des Lagersystems, so zu programmieren, dass dieser die Ware vom Fließband abholt und die Ware dann in das passende Fach des Regals einsortiert. Wir arbeiteten bei der Programmierung mit der Programmiersprache Python.
Wir nutzten für die Herstellung des Programmiercodes für das Lagersystem ein Modell der Fischertechnik. Unsere Gruppe erhielt dabei Hilfe von Andreas, einem externen Dozenten der Pädagogischen Hochschule in Heidelberg, welcher sich sehr gut mit der Technik des Modells auskennt. Er hat sich auch die Mühe gemacht und uns ein kleines Heft zusammengestellt, welches Tipps für die Programmierung enthält.
Unser zweiter Tag startete um 8 Uhr an der MPDV. Wir wurden, wie am vorherigen Tag, von Pascal, einem Mitarbeiter der MPDV, in Empfang genommen und gingen im Anschluss gemeinsam in den Projektraum der Jugendakademie. Da wir heute zusätzlich zu Frau Minde von Herrn Lorenz begleitet und unterstützt wurden, konnten wir ihm zu Beginn unseren Fortschritt vom vorherigen Tag vorführen. Zu diesem Zeitpunkt hatten wir bereits die Grundbausteine für das Endprodukt gelegt und konnten nun den Arm des Roboters nach oben und unten sowie nach rechts und links beliebig weit bewegen.
Das Erste, worauf wir unseren Fokus an diesem Tag legten, war die Programmierung der Lichtschranke. Diese hat die Aufgabe zu erkennen, wann sich eine Ware auf einem Fließband befindet, und diese entweder weiter zu befördern oder zu stoppen, sodass die Ware dann von dem Arm abgeholt und eingeräumt werden kann. Die Logik dahinter ist, dass, sobald der Wert der Lichtschranke vorne oder hinten 0 ist, also belegt, das System dieses erkennt und der Motor reagiert und nun stoppt. Leider hatten wir hierbei Probleme, da die Lichtschranke oftmals nicht richtig erkannte, dass die Ware nun da angelangt war, wo sie enden sollte, und so stürzte die Ware öfters mal ab. Doch wir fanden eine Lösung mit Hilfe eines Kreppbandes, eine eher provisorische Lösung. Mit Krepppapier erzeugten wir eine zusätzliche Reibung auf dem Fließband, sodass die Ware erkannt und abgebremst wurde. Diese Lösung ermöglichte es uns weiterzuarbeiten.
Die nächste Sache, die wir programmierten, waren die GPIO-Pins (kleine programmierbare Kontaktstifte). Zunächst ordneten wir den einzelnen GPIO-Pins die jeweiligen Förderbänder und Sensoren zu. Hierbei mussten wir eine uns vorgegebene Tabelle beachten, in welcher wir mit Unterstützung von Andreas eintrugen, welche Pins als Eingänge für die Lichtschranken und welche als Ausgänge für die Motoren und Roboterarme genutzt werden.
Als Nächstes widmeten wir uns der Programmierung des Roboterarms, mit dem die Ware später vom Fließband in die Regale einsortiert werden soll. Hierfür passten wir die X- und Y-Werte des Roboterarms genau an. Um dies zu vereinfachen, rechneten wir die Umdrehungen der Motoren in Zentimeter um und konnten später dann dadurch die Positionen der einzelnen Lagerfächer einfacher bestimmen.
Doch dann rief uns Pascal schon zum Mittagessen. Heute gab es wieder einen Salat als Beilage und zusätzlich als Hauptspeise deftige Pfannkuchen mit Kroketten und einer Soße aus und mit Blumenkohl. Während des Essens kam es wieder zu interessanten Unterhaltungen zwischen Lehrern und Schülern. Somit herrschte eine angenehme Atmosphäre, bei der alle sich gemütlich stärken konnten, bevor es wieder an die Arbeit ging.
Der Nachmittag wurde damit verbracht, alle Fehler des Programmes zu beheben, da es Schwierigkeiten gab, denn das Modell wollte nicht ganz mitspielen. Erik hatte morgens durch einfache Mathematik die Koordinaten der einzelnen Fächer des Regales ausgerechnet. Damit konnten wir sehr einfach den Ausleger zu einem beliebigen Fach schicken. Doch trotz der richtigen Rechnung von Erik kam es durch einen kleinen Fehler, der bei der Produktion unseres Fischermodells beim Hersteller entstanden war, zur ständigen Verschiebung des Arms. Unsere Ware konnte nicht in das Fach eingeordnet werden, da das Fach des Regales relativ klein ist und die Ware deshalb perfekt zentral von dem Ausleger eingeordnet werden muss. Doch durch eine kleine Änderung in unserem Programm konnten wir auch diesen Fehler beheben. Zudem hatten wir ein kleines Problem in einer while-Schleife. Denn diese wurde gar nicht ausgeführt. Verzweifelt suchten fünf Personen nach dem Fehler und übersahen ihn alle. Denn die einfachsten Fehler werden am Ende die unscheinbarsten sein. Es war ein simpler Formulierungsfehler eines Befehls. Wir hatten vergessen, einen Teil des Befehls zu schreiben und hatten dem Programm somit nicht alle Informationen gegeben. Doch als dieser Fehler endlich entdeckt wurde und behoben werden konnte, war der Tag auch schon fast vorbei. Zum Schluss korrigierten wir noch weitere kleine Schönheitsfehler, bevor dann alle erschöpft, aber stolz unseren Heimweg antreten konnten.
