Lehren jenseits des Laborbudgets: Wie virtuelle Labore die naturwissenschaftliche Bildung erweitern

Virtuelle Labore ermöglichen einer neuen Generation von Schülerinnen und Schülern modernste Laborerfahrungen Die naturwissenschaftliche Bildung hat schon immer einen höheren Preis in Bezug auf Laborerfahrungen und Feldarbeit gehabt. Leider sind Pädagoginnen und Pädagogen oft gezwungen, bei praktischem Lernen Abstriche zu machen, sei es aufgrund von Ausrüstungskosten oder begrenzter Zeit und Zugang zu modernsten Laborumgebungen. Der Verzicht ist noch größer, wenn man bedenkt, dass praktisches Lernen die Absolventenrate in den MINT-Fächern um 23% erhöht.

In einer Zeit, in der von MINT-Pädagoginnen und Pädagogen oft verlangt wird, mehr mit weniger zu tun, bieten virtuelle Labore eine Chance, das Feld der praktischen Lernmöglichkeiten in Gymnasien und Universitäten auszugleichen. Wissenschaftssimulationen erweitern den Zugang zu interaktiven virtuellen Umgebungen, in denen Schülerinnen und Schüler in anspruchsvollen Laborumgebungen experimentieren können, die früher unerschwinglich waren.

Virtuelle Labore überwinden die Grenzen von Budgets und Räumlichkeiten

Die globale Umstellung auf hybride Lernmodelle (Modelle, die digitale und Präsenz-Lernstrategien kombinieren) hat eine neue Ära der Digitalisierung mit sich gebracht, die durch die breite Einführung von immersiver virtueller Labortechnologie gekennzeichnet ist.

"Ich kann kein Mikrobiologie-Laboratorium auf dem Niveau durchführen, wie [virtuelle Labore] es können", sagt Emily Dehoff, die Biochemie am North County Career Center in Vermont unterrichtet. "Ich habe nicht die Ausrüstung. [Virtuelle Labore] ermöglichen es uns, Laboratorien durchzuführen, die Tage dauern würden und in 30 Minuten erledigt sind".

Dr. Karlheinz Trebesius verwendet Wissenschaftssimulationen in seinem Bioengineering-Programm an der Hochschule München, wo er sein Labor virtuell erweitern konnte. "Mit [virtuellen Laboren] können Sie Experimente durchführen, die im Labor nicht durchgeführt werden können, weil Sie die Ausrüstung nicht haben. So können Sie ein viel breiteres Spektrum an Dingen tun", erklärt Trebsesius.

Neudefinition des Möglichen in einer hybriden Lernzukunft

Indem Lehrkräften Bibliotheken mit Wissenschaftssimulationen zur Verfügung gestellt werden, werden Institutionen die Grenzen dessen, was sie den Studierenden anbieten können, neu definieren.

• Virtuelle Labore sind kostengünstiger als Laborgeräte. Virtuelle Labore ermöglichen nicht nur den Zugang zu Geräten, die sich eine Universität sonst nicht leisten könnte, sondern erlauben es jedem Studenten, sein eigenes Labor zu haben und Themen zu erkunden, die sonst massive Verschiebungen in Abteilungsbudgets erfordert hätten.
• Übungslabore reduzieren teure Pausen und Abfälle. Die Anschaffung von Laborgeräten ist genauso wichtig wie deren Erhaltung. Virtuelle Übungslabore helfen Lehrkräften, kritische Laborfähigkeiten außerhalb des Labors zu trainieren und Studenten im Voraus vorzubereiten, um die Chancen auf Verschwendung von Materialien oder teuren Pausen zu reduzieren.
• Vor-Labore maximieren die kritische Zeit im Labor. Der Zugang zum Labor kann schwierig und teuer sein, wenn Institutionen viele Studenten, aber begrenzte Einrichtungen haben. Jede Stunde im Labor zählt, und virtuelle Labore bieten Lehrkräften kritische Werkzeuge, um Fähigkeitslücken im Voraus zu schließen, damit sie die (teure) Zeit optimal nutzen können.

Simulationen führen Studierende nicht nur in reale Laborumgebungen, sondern auch an Orte, die Labore nicht erreichen können, wie das Quantenreich oder die Oberfläche des Mars. Virtuelle Umgebungen sind mehr als nur das Training von Fähigkeiten, sie helfen den Studierenden, abstrakte Theorie auf neue und tiefgründige Weise zu visualisieren und zu interagieren. Digitales Lernen eröffnet auch neue Möglichkeiten zur Verfolgung des Lernfortschritts der Studierenden, so dass Lehrkräfte genaue Einblicke erhalten, wo die Studierenden Schwierigkeiten haben und wo sie am meisten Unterstützung benötigen.

"Labster ist kosteneffektiv, einfach zu bedienen und hat ein besseres Ergebnis", sagt Cord Carter, der an der Fisk University in North Carolina Chemie unterrichtet. Carter hat nicht nur seinen Kurs erweitert, das interaktive Format der virtuellen Labore hat auch zu tieferem Engagement und Begeisterung bei seinen Studierenden geführt. "Es ist großartig, wenn Ihre Studierenden ihren Freunden sagen, 'Hey, du solltest diesen Kurs belegen'."

Über Labster: Labster bietet interaktive, 3D-virtuelle Wissenschaftslabore, die die Wissenschaft zum Leben erwecken. Labster hilft den Studierenden, Theorien zu visualisieren, auf modernste Labore zuzugreifen und ihr Lernen über das Klassenzimmer hinaus zu bringen, vom Quantenreich bis zur Oberfläche des Mars. Erweitern Sie Ihr Curriculum, konzentrieren Sie sich auf Lernbedürfnisse und fördern Sie Inhaltsbeherrschung, um die nächste Generation von Wissenschaftlern vorzubereiten.