Empfehlungen für den Einsatz von Labster im Unterricht

Wie pädagogische Szenarien und Sequenzen den Einsatz von STEM-Simulationen verbessern

Autor: Monique Mainella, Pädagogische Beraterin und Lehrerin, Collegial Sainte-Anne

Es ist durchaus üblich, dass virtuelle Labore isoliert und ohne pädagogischen Kontext eingesetzt werden. Es ist jedoch die sorgfältige Gestaltung von pädagogischen Sequenzen und Szenarien, die virtuelle Labore wirklich einbetten und das Lernerlebnis in virtuellen Laboren bereichern.

Tatsächlich hat sich gezeigt, dass die Einbettung einer Laborsimulation in eine pädagogische Sequenz oder ein Szenario und die Zusammenarbeit mit einer Bildungsberaterin oder einem Bildungsberater äußerst vorteilhaft sind (Poellhuber et al., 2022).

Die Zusammenarbeit zwischen der pädagogischen Beraterin oder dem pädagogischen Berater und den Fachexperten für Kurse wie Biologie oder Chemie ermöglicht beispielsweise eine sorgfältigere Planung von Simulationen, die zu einer erhöhten Motivation der Studierenden und einem größeren Engagement der beteiligten Lehrkräfte führt.

Wie man die virtuelle Laborsimulation in ein pädagogisches Szenario oder eine Sequenz einbettet 

Bei der Planung von Unterrichtsstunden kann die strategische Platzierung der Laborsimulation innerhalb einer pädagogischen Sequenz ihre pädagogische Nützlichkeit verlängern. Marquis & Poellhuber (2022) untersuchten den Einsatz von virtuellen Laborsimulationen im Rahmen eines pädagogischen Konzepts, das aus vier Teilen besteht: Vorbesprechung, Briefing, Integration des virtuellen Labors und Debriefing.

• Pre-Briefing: In der Vorbesprechungsphase werden die Lernenden durch Aktivitäten und Fragen zu dem Thema, das im Labor behandelt wird, angeregt. Sie können sich beispielsweise verwandte Videos ansehen, Texte lesen oder sogar einen diagnostischen Test absolvieren.
• Briefing: In der Briefing-Phase erhalten die Lernenden Unterstützung bei der Verwendung des virtuellen Labors und der Plattform. Sie werden mit den Kurszielen und deren Ausrichtung auf das spezifische Labor sowie anderen Informationen vertraut gemacht.
• Integration: In der Integrationsphase spielen die Studierenden die virtuelle Laborsimulation. Die Lehrkräfte machen das Erlebnis aktiver, indem sie die Studierenden mit Fragen wie "Was denkst du, was als nächstes passieren wird?" anregen und die Studierenden auffordern, ihre Beobachtungen aufzuschreiben.
• ‍Debriefing: Abschließend reflektieren die Lernenden in der Debriefing-Phase über das Labor, das sie durchgeführt haben, hinsichtlich des Prozesses, den sie durchlaufen haben, um es abzuschließen. Es bietet auch eine Gelegenheit, das Gelernte zu synthetisieren, indem ein Bericht geschrieben wird. Die umfangreiche Aufmerksamkeit, die der Briefing-Phase gewidmet wird, ist möglicherweise besser für erstmalige Nutzer:innen von virtuellen Laboren geeignet, aber diese Phase ist wichtig, um Interesse und Engagement aufrechtzuerhalten.

Einbeziehung von Universal Design for Learning (UDL) zur Motivation aller Studierenden 

Während dieser Phasen kann die Lehrkraft Entscheidungen treffen, um UDL zu berücksichtigen und Lernmöglichkeiten zu maximieren. Zum Beispiel kann die Lehrkraft in der Pre-Briefing-Phase entscheiden, dass einige Studierende vor dem Labor einen Text lesen, während andere ein Video ansehen werden. Obwohl das Thema für beide Gruppen gleich ist, ist der Inhalt unterschiedlich. Die Studierenden können dann paarweise arbeiten und teilen, was sowohl das Video als auch der Text zum Lernen beigetragen haben. In der Briefing-Phase können die Studierenden auf verschiedene Arten ausdrücken, was sie wissen, während sie gleichzeitig an einer ansprechenden und neuen Labor-Simulation teilnehmen (CAST, 2018).

Virtuelle Labor-Simulationen ermöglichen es Lehrkräften, Lernmöglichkeiten zu maximieren und die Hauptprinzipien von UDL zu nutzen, indem sie die verschiedenen Möglichkeiten berücksichtigen, auf die Kursinhalte dargestellt und Studierende engagiert werden können (Ciasullo, 2018). Durch die Verwendung von virtuellen Labor-Simulationen können Themenbereiche konsolidiert werden, Konzepte erlernt werden, die sonst schwer zu verstehen wären, und unsichtbare Strukturen und Prozesse visualisiert werden (Poellhuber et al., 2022).

Forschungen haben gezeigt, dass der Einsatz von virtuellen Laboren im akademischen Kontext die Motivation erhöht. Studierende berichten, dass das spielerische Gefühl und die Möglichkeit, den Fortschritt zu verfolgen, motivierend sind.

Vorteile eines "Guides an der Seite": Lehrkraft-geführte Simulation 

Wenn Lehrkräfte die Nutzung von Simulationen durch Studierende erleichtern, kann es hilfreich sein, zusätzliche Informationen bereitzustellen, während die Studierenden das Labor durchführen, zum Beispiel, wie eine Funktion manipuliert werden kann oder wie man einen einfachen Fehler behebt. Dadurch wird das Potenzial für Frustrationen reduziert und das Lernerlebnis verbessert (Poellhuber et al., 2022). Obwohl dieser zusätzliche "Guide an der Seite" mehr Aufwand für die Lehrkraft erfordert, gaben Studierende an, dass es ihnen geholfen hat, motiviert zu bleiben und auf Kurs zu bleiben, weil sie die Simulation nicht unterbrechen oder bis später auf Hilfe von der Lehrkraft warten mussten.

Verwendung virtueller Labore zur Bewertung

Eine weitere Überlegung wäre, das Labor als Werkzeug zur Festigung des Lernens zu verwenden. Wenn man diese Verwendung in Betracht zieht, können die Lernenden ihr Verständnis des behandelten Stoffes über mehrere Kurse hinweg vor der Vorstellung der Laborsimulation zeigen. Auf diese Weise kann die Simulation formativ als Überprüfung oder zur Überprüfung des Verständnisses verwendet werden. Die Labore können auch für summative Bewertungszwecke verwendet werden.

Virtuelle Labore zur Aktivierung von Vorwissen (APK) 

APK wird verwendet, damit die Schülerinnen und Schüler das, was sie bereits wissen, mit dem verbinden können, was explizit gelehrt oder erfahren werden soll (Ferlazzo et al., 2018). Zum Beispiel kann der Lernende durch die Verwendung eines Labors entdecken, warum einige Blutgruppen inkompatibel sind und den Inhalt des Labors mit dem verbinden, was er bereits weiß.

Die Schülerinnen und Schüler sind motiviert, wenn vor einem lehrergeführten Vortrag oder einer Aktivität eine Science-Laborsimulation verwendet wird, und sie erwerben Wissen durch die Verwendung und Experimentation im Labor. Die Verwendung von Labors zur Aktivierung von Vorwissen ermöglicht es den Lernenden, ihren Fortschritt beim Verständnis des Inhalts von dem, was sie vor dem Labor wussten, bis zu dem, was sie nach Abschluss der Laborsimulation gewonnen haben, zu verfolgen.

Auswahl von virtuellen Laboren mit dem SAMR-Framework 

Da der Einsatz von Technologie in unserem Unterricht zum Mainstream geworden ist, ist es wichtig, dass Lehrkräfte das SAMR-Framework verwenden, um strategisch Technologie auszuwählen, die ihnen bei der Erreichung ihrer Ziele hilft (Puentedura, 2014).

Wenn wir den Einsatz von Labster-Virtual-Labs in Betracht ziehen, erreichen wir die vierte Stufe des SAMR-Frameworks der Technologieintegration, wo die Technologie transformative ist. In der vierten Stufe, die Puentedura "Redefinition" nennt, wird die Technologie verwendet, um eine Aufgabe neu zu definieren oder um das zu tun, was aufgrund von Kosten oder physischen und geografischen Beschränkungen normalerweise im Klassenzimmer nicht möglich wäre. Hier kann ein virtuelles Labor von Vorteil sein.

Abschließende Gedanken 

Wenn uns die Pandemie und das Online-Lernen etwas gelehrt haben, dann ist es, dass der Einsatz virtueller Wissenschaftslabors nicht nur technisch möglich, sondern auch vorteilhaft für das Lernen ist. Die fortschrittliche Plattform von Labster hat das STEM-Lernerlebnis in dem Maße verbessert, dass es ein integraler Bestandteil der Kursplanung eines Lehrers sein kann - sowohl für das Online- als auch für das Präsenzlernen.

Quellen: 

Ciasullo, A. (2018). Universal Design for Learning: the relationship between subjective simulation, virtual environments, and inclusive education. Research on Education and Media, 10(1), 42-48.

CAST (2018). Universal Design for Learning Guidelines version 2.2. Retrieved from http://udlguidelines.cast.org.

Ferlazzo, L., & Sypnieski, K. H. (2018). The ELL teacher's toolbox: Hundreds of practical ideas to support your students. John Wiley & Sons.

Hamilton, E. R., Rosenberg, J. M., & Akcaoglu, M. (2016). The substitution augmentation modification redefinition (SAMR) model: A critical review and suggestions for its use. TechTrends, 60(5), 433-441.

Marquis, C. et Poellhuber, B. (2022). Gabarit de planification d'un scénario pédagogique en réalité virtuelle.

Poellhuber, B. (2022). Pedagogical practices associated with sophisticated pedagogical scenarios using VR simulations in postsecondary science courses

Poellhuber, B. (2022). VR simulations and behavioural engagement: A multilevel analysis

Puentedura, R. (2014). Learning, technology, and the SAMR model: Goals, processes, and practice [Weblog post]. Retrieved from http://www.hippasus.com/rrpweblog/archives/2014/06/29/LearningTechnologySAMRModel.pdf

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