"Virtual Excursion (VirtEx)" sind aus einer DVD und textuellen Leitprogrammen bestehende Lehrmittel zu den Themenbereichen Vegetationsökologie, Botanik und Bodenkunde. Die DVD beinhaltet Panoramabilder und Videosequenzen, die interaktiv steuerbar sind und mit deren Hilfe Studierende Exkursionen am Bildschirm absolvieren. Leitprogramme liefern Fragestellungen und Aufgaben, die je nach Zielpublikum (Studiengang, Semester) und Fach (z.B. Ökologie, Bodenkunde) verschieden ausgerichtet sind.
"VirtEx" ist beispielhaft dafür, wie bestehende Veranstaltungen (Botanikunterricht und Exkursionen) durch gezielte Nutzung der zusätzlichen Möglichkeiten digitaler Medien ergänzt und unterstützt werden können, indem räumliche und zeitliche Beschränkungen überwunden werden. Besonders hervorzuheben ist dabei der Ansatz der textuellen, studienspezifischen Leitprogramme, die eine flexible Integration der DVD in verschiedene curriculare Zusammenhänge erlaubt.

Prof. Dr. Matthias Baltisberger
Geobotanisches Institut ETH
Zollikerstrasse 107
CH-8008 Zürich

Koni Osterwalder, E-Mail: koni.osterwalder@env.ethz.ch

• Hauptzielgruppe: Studierende der Biologie, Umweltnaturwissenschaften, Pharmazeutische Wissenschaften, Forstwissenschaften und Agraronomie im Grund- und Fachstudium
• Nebenzielgruppen: Fachleute und interessierte Laien sowie SchülerInnen der Sekundarstufe II.

Das Lehrmittel "Virtual Excursion" deckt die Bereiche Vegetationsökologie, Botanik und Bodenkunde ab. Neben dem Kennenlernen von Pflanzenarten sind weitere Aspekte der "Systematischen Botanik" sehr wichtig und auch Prüfungsstoff. Vegetationen und Standortsfaktoren sowie deren Verknüpfungen und Veränderungen können nur auf den Exkursionen sinnvoll und einprägsam erfahren werden. Dies ist grundlegendes Wissen für all jene Studierenden, die später mit nachhaltiger Nutzung der Umwelt zu tun haben. Für Vor- und Nachbereitung sowie Vertiefung dieser Inhalte (insbesondere auch im Selbststudium) wurde die DVD "VirtEx" entwickelt.
"VirtEx" fokussiert nicht primär auf die Wissensvermittlung (z.B. botanische Artenkenntnis) sondern ermöglicht - ergänzend zur Felderfahrung - ein tieferes Verständnis der ökologischen Zusammenhänge an spezifischen Standorten.

"VirtEx" ist als Lehrmittel mit zwei Teilen konzipiert: Eine DVD-ROM beinhaltet alle Medien und dazugehörige Informationen. Schriftliche Leitprogramme bieten themen- und studienspezifische Fragestellungen und Lerntests an, welche anhand der DVD sowie auf realen Exkursionen bearbeitet werden können. Dies ermöglicht eine flexible und homogene Einbettung in die unterschiedlichsten Unterrichtskontexte.
Die DVD "VirtEx" beinhaltet Bildmedien (Bilder, Videos, 3D-Objekte), die interaktiv steuerbar sind und mit deren Hilfe Studierende Teile der Exkursionen am Bildschirm absolvieren können. Auf der DVD können Aspekte gezeigt werden, die auf realen Exkursionen nicht angetroffen oder realisiert werden oder für die spezielle Techniken oder Geräte benötigt werden. So "wandern" Studierende am Computer mit zwei Clicks vom Maggiatal in der Südschweiz (Tessin) in den Schaffhauser Randen (nördlichster Zipfel der Schweiz), besuchen unerreichbare Orte (z.B. ein geschütztes Hochmoor oder eine steile Felswand) und betrachten einen Standort über mehrere Jahreszeiten (Zeitlupe, Zeitraffer oder seltene Ereignisse wie Hochwasser).
Virtuelle Exkursionen können realen Exkursionen sinnvoll ergänzen (Repetition, Vor- und Nachbereitung besuchter Exkursionen, Selbststudium, Erweiterung des Wissens durch Spezialeffekte, Einbezug von Bodenkunde). Ein Hauptanliegen von "VirtEx" ist die optimierte Nutzung der Zeit auf realen Exkursionen und eine stärkere Einbindung und Aktivierung der Studierenden. Dazu können die Studierenden selbständig Teile der Exkursion mit "VirtEx" vorbereiten und anschließend präsentieren. Gezielte Repetition einer Exkursion am Computer zur Nachbereitung rundet die Erfahrung ab.
"VirtEx" ermöglicht eine inhaltliche Schwerpunktverschiebung von einzelnen Pflanzenarten hin zu Zusammenhangswissen. Ferner werden tiefer gehende Diskussionen über das Zusammenspiel von Klima, Pflanzen und Boden sowie direkte Vergleiche unterschiedlicher Gebiete ermöglicht. Auch die Prüfung wurde angepasst. Im Teil Ökologie werden neu analytische Fähigkeiten in der Beurteilung einer Standortsituation verlangt. Die Rolle der Assistierenden wandelt sich so von den Dozierenden zu Betreuenden, worauf diese auch in Weiterbildungen vorbereitet werden.
Geplant sind auch Hybrid -Exkursionen, auf welchen klassische Exkursionen und Gruppen- oder Einzelarbeit unter Einbezug von "VirtEx" miteinander verbunden werden.

Abb. 1: Kastanien-Hain - Informationen zu Vegetation und Bodenkunde

Abb. 2: Vergrößerung einer Pflanzendarstellung

Allgemeine Hinweise zu Visualisierung mit Multimedia finden Sie unter der Rubrik Didaktisches Design.

"VirtEx" ist auf den Unterricht in Botanik an der ETH Zürich ausgerichtet. Dabei kann die DVD mit unterschiedlichen Leitprogrammen in verschiedenen Veranstaltungen benutzt werden. Dies sind insbesondere die Grundlagenfächer Systematische Botanik sowie Bodenkunde und die Wahlfächer wie beispielsweise "Flora und Vegetation der Alpen" resp. "Flora, Vegetation und Böden der Alpen", "Forstliche Standortkunde" oder "Ökologie der Feuchtgebiete". "Virtual Excursion" wird nicht direkt zum Leistungsnachweis eingesetzt, die Nutzung dient jedoch der unmittelbaren Prüfungsvorbereitung.

Bislang wurden formative Selbstevaluationen durchgeführt. Im Winter 2004/05 erfolgt eine weitere Evaluation der im Sommer 2004 im Unterricht verwendeten Version 1. Die Einbettung im Sommer 2005 und der Nutzen für die Studierenden der für Frühling 2005 vorgesehenen Vollversion wird im Rahmen einer Doktorarbeit untersucht.
Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass es gelungen ist, eine adäquate und attraktive Unterstützung der Exkursionserfahrung anzubieten sowie den Zusammenhang zur Bodenkunde herzustellen. Wie erhofft, variiert die Art, die DVD zu benutzen, sehr stark. Individuelle Lernstrategien werden zu einem guten Teil unterstützt. Negative Rückmeldungen gibt es zu Performanz und Benutzerfreundlichkeit.
Transfermodelle im Zusammenhang mit dem Portierungsinteresse einer dänischen Universität sind am entstehen.

2000-2004: Projektbeginn bis zum Einsatz und Evaluation der zweiten "VirtEx"-Version.

Fonds zur Finanzierung lehrbezogener Projekte (FILEP), ETH Zürich, 360.000 Schweizer Franken.
Preiträger im MedidaPrix 2004 (Förderpreis)

"VirtEx" wird als Kooperation zwischen dem Geobotanischen Institut, dem Institut für terrestrische Ökologie (Bodenkunde), dem Didaktikzentrum der ETH Zürich sowie dem Lehrstuhl für allgemeine Didaktik der Universität Zürich entwickelt. Die institutsübergreifende Zusammenarbeit bezieht sich auf die inhaltliche Konzeption. Die Kooperation im Bereich Didaktik umfasst die Evaluation und Begleitung des Projektes und beinhaltet die Durchführung einer Dissertation im Rahmen von "VirtEx".

Zugang
Unter Einbezug der Erfahrungen mit Testmodul und erster Version wird die DVD "Virtual Excursion" voraussichtlich im Frühling 2005 in ihrer ersten Vollversion fertiggestellt. Ein DVD-Laufwerk wird benötigt.

Nutzung
Als Medien werden Panoramafotografien, Videos, Audio und Bilder eingesetzt. Diese sind als QuickTime Medien aufbereitet. Es werden keine Kommunikationsinstrumente eingesetzt. Die Distribution erfolgt auf Grund des umfangreichen Bild- und Videomaterials über eine DVD-ROM.

Benötigte Software
Unterstützt werden Macintosh OS X sowie Windows (98, 2000, XP). Benötigt wird der QuickTime 6 - Player.

Entwicklung
"VirtEx" ist mit Macromedia Director unter Integration von QuickTime umgesetzt. Für die Medienbearbeitung kamen discreet Cleaner, LiveStage Pro, Macromedia Flash sowie Adobe Illustrator zum Einsatz.

Informationen zu technischen Aspekten der Entwicklung von multimedialer Lernsoftware finden Sie im Bereich Medientechnik unter der Rubrik " Aufbereitung ".