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Organik: Quantitative Analyse

25. Januar 2010 Maik Riecken Kommentar hinterlassen

Eine typische Aufgabe für den Anfang (Kohlenwasserstoffe) könnte so aussehen:

Bei der Verbrennung einer organischen Substanz, die nur aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff besteht, werden bei Normalbedingungen 0,63L Kohlenstoffdioxidgas und 0,63g Wasser gebildet. Berechne das Anzahlverhältnis zwischen Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen in dieser Verbindung.

Bei dieser Aufgabe ergibt sich im Verlauf der Rechnung ein Problem, welches wir im Chemieunterricht gerne durch eine entsprechende Frisierung der Ausgangsdaten umgehen: Wir bekommen zwei Zahlen mit Rundungsfehlern und müssen darauf ein ganzzahliges Anzahlverhältnis ermitteln, da es nunmal nur ganze Atome gibt. Für das obige Beispiel ergibt sich:

Stoffmenge des Kohlenstoffs

gegeben:

V(CO₂) = 0,63L

V_m(CO₂) = 24L/mol (Satz von Avogadro, Normalbedingungen: 25°C)

gesucht:

n(CO₂)

allg. gilt:

n(CO₂) = V(CO₂) / V_m(CO₂)

einsetzen:

n(CO₂) = 0,63L / 24L/mol â‰ˆ 0,026mol

Stoffmenge des Wassers:

gegeben:

M(H₂O) = 18g/mol

m(H₂O) = 0,63g

gesucht:

n(H₂O)

allg. gilt:

M(H₂O) = m(H₂O) / n(H₂O) â†” n(H₂O) = m(H₂O) / M(H₂O)

einsetzen:

n(H₂O) = 0,63g /18g/mol â‰ˆ 0,035mol

Pro Wassermolekül sind zwei Wasserstoffatome gebunden, sodass für die ursprüngliche Stoffmenge an Wasserstoff der doppelte Wert anzusetzen ist:

n(H) = 2*n(H₂O) = 0,07mol

Das Problem:

Es ergibt sich ein Anzahlverhältnis

n© : n(H) = 0,026 : 0,07 â‰ˆ 0,37

Wie komme ich jetzt auf ein ganzzahliges Anzahlverhältnis? Wie mache ich aus dieser Dezimalzahl wieder einen Bruch und berücksichtige dabei Rundungsfehler?

Ein Mathematikkollege brachte mich auf folgenden Ansatz:

0,37 = n©/n(H) â†” n© = 0,37*n(H)

n© und n(H) sollen dabei möglichst nahe an einer Ganzzahl liegen.

(a) Den Graphen der Funktion zeichnen und schauen, an welcher Stelle dieses Kriterium erfüllt ist

(b) Einfach eine Wertetabelle anlegen, z.B. mit dem Taschenrechner, der bei uns ein Algebrasystem mit an Bord hat:

n(H)	n©
1	0,37
2	0,74
3	1,11
4	1,48
5	1,85
6	2,22
7	2,59
8	2,96
9	3,33
10	3,7

Mit hinreichender Genauigkeit passt das 8. Wertepaar. Es gilt hier also:

n© : n(H) = 3 : 8

So geht es dann doch trotz der recht krummen Werte, denen man das ganzzahlige Verhältnis nicht auf den ersten Blick ansieht. Ok – man kann das auch auf molare Verhältnisse hochrechnen, aber so kommt der TR zum Einsatz und langsamer ist es auch nicht.

Chemieunterricht Analyse, Chemie, Dezimalzahl, Problem, quantitativ, Verhältnis

Blog & Wiki im Unterricht: Die Rezeptionsherausforderung

19. Januar 2010 Maik Riecken 2 Kommentare

Blogs und Wikis sind neue Formen der produktionsorientierten Gestaltung. Sie können kollaborativ organisiert werden und besitzen eine prozessuale Dynamik: Immer wieder lassen sie sich überprüfen, ergänzen, nachbearbeiten, evolutionär verbessern. Ich erlebe es auf Twitter gelegentlich, dass um Kommentare für Schülerblogs gebeten wird â€“ auch ich habe mich schon dazu hinreißen lassen, das Blog eines mir völlig unbekannten Schülers zu kommentieren, habe dabei jedoch sehr schnell die Lust verloren. Ohne irgendeine Form der Bindung fehlt mir dabei sehr schnell die Motivation.

Blogs und Wikis werden ja oft als produktionsorientierte Formen mit immensem Mehrwert im Duktus der Web2.0‑Sprache beworben. Für mich gilt das nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen, die m.E. alle LuL erkannt haben, die um externe Kommentare für derartige Produkte von SuS werben:

Der Mehrwert entsteht für mich erst durch Rückmeldungen, die so motivierend sind, dass sie den Verbesserungs- und Überarbeitungsprozess anzutreiben vermögen. Deswegen versauern m.E. nach einer ersten euphorischen Anfangsphase so viele Schülerblogs. Ich blogge ja auch u.a. deswegen, weil dabei ideeller Lohn herausspringt â€“ im einfachsten Fall sind das Zugriffszahlen, die ansteigen, im besten Diskussionen, die sich um meine Gedanken herum durch Kommentare entwickeln. Das ist bei Schülerprodukten schwierig â€“ es gibt Ausnahmen, die sehr gut laufen und sich hervorragend entwickeln â€“ Schule bedeutet für mich jedoch die Integration möglichst vieler Menschen – schwache Leistungen in der Schule, oft schwache Leistungen im Blog oder Randdasein in der „Blogarbeitsgruppe“ – das sind aber dann oft soziale Herausforderungen – seufz, der ganzheitliche Ansatz mal wieder…

Methoden Blog, Herausforderung, initiieren, Organisation, Problem, Rezeption, Wiki

Für dumm verkauft – EC-Karten

9. Januar 2010 Maik Riecken Kommentar hinterlassen

Hier einmal eine für mich zentrale Aussage in dem ganzen Desaster:

„Der derzeitige Workaround, damit die Händler-Terminals die betroffenen Karten wieder akzeptieren, ist nur ein Downgrade vom sicheren EMV-Verfahren auf die alten, unsicheren Verfahren. Dazu werden alle „TA‑7.0“-Terminals von den jeweiligen Netzbetreibern umkonfiguriert, damit diese die Karten nicht mehr per EMV-Anwendung ansprechen, sondern über die Anwendungen „electronic cash ecc“ oder die magnetstreifenbasierten Anwendung „electronic cash Spur 2“ authentisieren. Gerade den Magnetstreifen wollte man aber mittelfristig ablösen, um beispielsweise Skimming-Angriffe abzuwehren.“ (http://www.heise.de/security/meldung/Desaster-mit-EC-Karten-kann-teuer-werden-896988.html)

Eine große deutsche Bank schreibt dazu in ihrer Kundeninformation:

„Es besteht keinerlei Sicherheitsproblem für Ihr Konto und Ihre Karte.“

So so.Vielleicht bin ich ja doof – Ich lese aus der ersten Pressemitteilung übersetzt etwa folgendes heraus: Ihre Karte hat ein Schloss mit einem Sicherheitsschlüssel und eines mit einem Schlüsselbart. Das Schloss mit dem Sicherheitsschlüssel passt nicht mehr zu gängigen Schlüsseln, die es öffnen sollen, deswegen wird nur noch das Schloss für die Bartschlüssel verwendet.

Das ist für die zitierte Bank kein Sicherheitsproblem. Spannend.

Fehler können überall vorkommen – wobei man sich schon darüber streiten kann, wie ein derartiger Programmierlapsus sämtliche Kontrollgremien und Prüfverfahren der deutschen Kreditwirtschaft passieren konnte. Wenn ich im Unterricht oder bei einer Klausurkorrektur einen solchen Fehler mache, rudere ich zurück und biege das u.U. auf Kosten meiner Autorität wieder hin. Auf jeden Fall kläre ich die Lerngruppe aber über die Folgen des Fehlers auf. Sich hinzustellen und quasi zu behaupten, alles sei wieder absolut in Ordnung empfinde ich als einen Angriff auf meine Intelligenz.

Wir brauchen kein Wissen mehr. Das stört nur beim Programmieren. Es ist vielleicht wirklich besser, wenn wir SuS mit den Kompetenzen ausstatten, sich die Lösungen für künftige Probleme zusammenzugooglen und zusammenzunetzwerken. Das hilft vor allen Dingen immer dann, wenn man etwas Neues entwickelt. Unglaublich.

Gesellschaft 2010, EC, Lösung, Problem, Sicherheit

Moodle und Reverse Proxies

3. Januar 2010 Maik Riecken 9 Kommentare

Heute wird es sehr technisch – aber wofür sind Ferien denn da… Ich hatte einmal mehrere Moodlesysteme hinter einem Reverse Proxy laufen – das wird den meisten nicht viel sagen, daher eine kurze Erklärung.

Das Problem

Moodle ist extremst resourcenhungrig und kann unter hoher Last einen schlecht konfigurierten Webserver in die Knie zwingen, besonders auf schwachbrüstigen Maschinen (die man privat so finanzieren kann). Da liegt daran, das für Moodle vom Webserver ein sogenannter PHP-Interpreter aufgerufen werden muss, der dann aus zahlreichen Scriptvorgaben eine stinknormale HTML-Seite baut und über den Webserver an den Browser des Benutzers ausliefert. Erschwerend kommt hinzu, dass die Scripten von Moodle zusätzlich viele Datenbankabfragen erzeugen und so durch den erforderlichen Datenbankserver (meist MySQL) Last erzeugen. Ein gut konfigurierter Moodleserver wird also dafür sorgen, dass möglichst wenig Last beim PHP-Interpreter und bei der MySQL-Datenbank ankommt – man sagt: Das Backend (PHP&MySQL) muss „geschützt“ werden.

Reverse Proxy als Lösung

Dafür führt kein Weg an einem Reverse Proxy vorbei. Was macht dieser genau? Der PHP-Interpreter und die Datenbank bauen ja eine stinknormale HTML-Seite zusammen – das kann z.B. die Startseite eines Moodlekurses sein. Immer wenn der gleiche Nutzer die gleiche Seite aufruft, muss diese wieder und wieder gebaut werden. Ein Reverse Proxy speichert diese Seite im HTML-Code zwischen und liefert sie bei zweiten Aufruf direkt an den Browser ohne den Webserver, den PHP-Interpreter oder die MySQL-Datenbank zu bemühen. Ein Reverse Proxy ist sehr schlank und braucht nur wenige Resourcen. Selbst wenn ein Opcode-Cache wie eaccelerator oder xcache die PHP-Seite direkt bedienen kann, sind vorher zwei Instanzen mit viel höherem RAM-Verbrauch beteiligt (bei Apache ein kompletter Thread, bei lighty der Webserverprozess und ein fastCGI-Thread) – das ist in Lastsituationen nach meiner Erfahrung immer suboptimaler als gleich per Proxy auszuliefern. Der Opcode-Cache ist trotzdem eine wichtige zusätzliche Vorkehrung. Der Reverse Proxy löst gerade bei mehreren Moodleinstanzen auf dem gleichen Server noch einige weitere Probleme, aber dazu weiter unten mehr.

Moodle, Tech-Talk Moodle, Problem, Proxy, Reverse, Setup

Ein ganz normaler Schultag

24. November 2009 Maik Riecken Ein Kommentar

Heute habe ich zwei zweistündige Klausuren im Fach A schreiben lassen. Diese waren nicht verschiebbar, da es für „Nebenfachklausuren“ Vorschriften bezüglich des Zeitpunktes vor den Zeugnissen gibt und beide Klasse in diesem Jahr zwei Wochen im Betriebspraktikum waren.

Ich unterrichte dienstags Klasse A, Klasse B und Klasse C im Fach A im Raum A jeweils einstündig in den ersten drei Stunden nacheinander. Klasse A sollte in den ersten beiden Stunden schreiben und zwar nicht in Raum A, sondern in ihrem Klassenraum B, da ich Raum A ja in der zweiten Stunde für Klasse B brauchte. Desweiteren habe ich die Fachlehrerin A, die in Klasse A in der zweiten Stunde das Fach B unterrichtet, darüber informiert, dass sie in Raum B Aufsicht führen muss und mich bitte im Laufe der Pause ablöst. Fachlehrerin A erkrankte nun kurzfristig, sodass Fachlehrer B nun die Klasse A in der zweiten Stunden vertreten sollte und von mir entsprechend informiert worden ist. Dummerweise stellte sich am Vortag der Klausur heraus, dass Fachlehrer B ebenfalls erkrankt das Bett hütet, sodass ich in Absprache mit den Stundenplaner, der noch am Mittag der Klasse A Fachlehrer C als Ersatz für Fachlehrer B zuteilte, der ja schon Ersatz für Fachlehrerin A war, den Kollegen C informierte. So konnte ich ihm noch am Vorabend eine ruhige Stunde mit reiner Aufsicht ankündigen. Die Klausur für Klasse A lief damit ausgezeichnet und auch die Ablösung funktionierte tadellos, sodass ich Klasse B noch rechtzeitig im Raum A erreichte und dort den Unterricht „ausbringen“ konnte. Blieb noch die zweite Klausur, diesmal für Klasse C.

Aus der Schule Anekdote, Klausur, Organisation, Problem, Tag

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