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Lab in a Bag – Wasser-Lehrlabor im Koffer

Das „Lab in a Bag“ oder das Wasser-Lehrlabor im Koffer ist ein komplementäres didaktisches Konzept für die erfahrungsbasierte Lehre im Wasserbau, der Hydraulik und der Siedlungswasserwirtschaft an Hochschulen – nicht nur in Entwicklungsländern. Mit einfachen, kostengünstigen und vor allem anschaulichen Experimenten, die die komplexe Welt des Wassers verständlich machen, Open Source Codes und begleitender Literatur umspannt dieser Ansatz die Wasser-Lehre ganzheitlich. Seit Frühjahr 2021 unterstützt der DAAD das Projekt des Vereins zur Förderung des internationalen Wissensaustauschs e.V., der FH Erfurt und dem Arusha Technical College (ATC), Tansania.

Lehrkonzept

Das Lehrkonzept wurde an der Technischen Universität München initiiert, im Laufe der Jahre weiterentwickelt und an verschiedenen Hochschulen in Asien, Lateinamerika und Afrika implementiert. Als Begleitliteratur wurde 2017 das Buch Hydraulik für Ingenieure und Naturwissenschaftler – Ein Kurs mit anschaulichen Experimenten und Open Source Codes zunächst auf Deutsch veröffentlicht; 2021 folgte die zweite Auflage. Das Buch wurde mittlerweile auf Englisch übersetzt und soll zeitnah open access über den Springer-Verlag weltweit kostenlos zum Download zur Verfügung gestellt werden.

Naturwissenschaftliche Bildung sollte stets mit der Beobachtung bzw. dem Erfassen des Phänomens beginnen, was als „erfahrungsbasierte Lehre“ bezeichnet wird. Durch die Vorstellung davon, was passiert, begreift man und leitet daraus eine zusammenhängende Theorie ab. Die Erkenntnisse müssen gründlich hinterfragt werden; dies geht einher mit einem permanenten Abgleich von Theorie und Experiment. Schließlich muss das Wissen auf unterschiedliche Probleme angewendet werden, um es so zu verinnerlichen.

Akademischer Austausch

August 2022

2022 wurde durch einen wissenschaftlichen Mitarbeiter der FH-Erfurt und einen Masteranden der Bauhaus-Universität Weimar ein 3D-Drucker in Arusha aufgebaut, mit dem maßgeschneiderte Teile der low-cost-Experimente gefertigt werden können. In einem Workshop wurden Dozenten und Studierende des ATC an der frei verfügbaren Software TinkerCAD geschult und erste Teile entworfen.

September 2023

Im Anschluss daran wurde eine erste Delegation tansanischer Dozenten für gut eine Woche in Erfurt und München empfangen. Im Vordergrund standen die strategische Planung des Lab in a Bag, die Ausweitung des Konzepts auf weitere Disziplinen sowie der Ausbau der Hochschulkooperation.

November/Dezember 2023

Der zweimonatige Gastaufenthalt zweier tansanischer Studierender in Erfurt und die Fortsetzung des 3D-Druck-Workshops in Arusha rundeten den akademischen Austausch im November und Dezember 2023 ab. So wurde durch tansanische Studierende ein Experiment zur Veranschaulichung der Funktionsweise einer Pelton-Turbine entworfen. Aus der Bewegungsenergie der Turbine erzeugt ein Fahrrad-Dynamo Strom, mit dem eine kleine Lampe betrieben wird. Zwischenzeitlich wurde eine Durchstromturbine nach demselben Prinzip konstruiert, gedruckt und zu Lehrzwecken in Betrieb genommen.

März 2023

Im März 2023 sind zwei Mitglieder des Vereins zur Förderung des internationalen Wissensaustauschs e.V. für einen einwöchigen Workshop am ATC empfangen worden. Zwei Pumpen, Rohre, Ventile, Federwaagen, Schlauchklemmen uvm. wurde in einer Alubox, in der das Labor später verschickt und aufbewahrt werden soll, transportiert. Spezialteile wie maßgeschneiderte Schlauchverbindungen, Venturi-Düsen, Rohranschlüsse etc. wurden vor Ort konstruiert, gedruckt und unmittelbar eingesetzt. Im Rahmen des Workshops wurden mit Studierenden und Dozenten des ATC insgesamt 10 weitere Experimente zur Hydrostatik, Rohrhydraulik und zum Impulssatz aufgebaut und durchgeführt.

Ausblick

In den kommenden zwei Jahren liegt der Fokus auf der Finalisierung der Hydraulik- und Wasserbau-Experimente. Außerdem soll bald der Startschuss für die erfahrungsbasierte Lehre im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft fallen. Die einzelnen Workshops wurden bereits terminiert. Der Verein zur Förderung des internationalen Wissensaustauschs hat bereits die Hälfte der open access-Gebühren für das Lehrbuch eingeworben und hofft auf baldige Finalisierung.

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