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Virtuelles Labor

Der Einsatz virtueller Labore erscheint insbesondere im natur- und ingenieurswissenschaftlichen Bereiche sinnvoll. Dabei kann die Umsetzung solcher Lehrszenarien sehr unterschiedlich gestaltet werden. So ist die Entwicklung komplexer Simulationen oder die Einrichtung von Remote-Laboren mit hohem Aufwand verbunden, während beispielsweise die Einbildung von Bildern oder Videos in Lernprogramme relativ unkompliziert ist und das Lernen ebenfalls effektiv unterstützen kann.

Eine eindeutige Definition des Begriffs „Virtuelles Labor" gibt es bisher nicht. So wird etwa an der FernUniversität in Hagen die Möglichkeit, psychologische Studien online durchzuführen als „Virtuelles Labor" bezeichnet, und die Bauhaus-Universität in Weimar betreibt unter dem Titel „Virtuelles Labor" eine „dynamisch wachsende Internetplattform zur Geschichte der experimentellen Lebenswissenschaften im 19. und 20. Jahrhundert". Weitere, nochmals anders ausgerichtete Beispiele ließen sich ergänzen: Offensichtlich sind die Möglichkeiten, virtuell „wie in einem Labor" (zusammen) zu arbeiten, je nach Fachkultur sehr unterschiedlich.

Für viele Studiengänge - etwa die Ingenieurswissenschaften, die Informatik, die Elektrotechnik usw. - ist die Möglichkeit, Versuche bzw. auch ein (Labor-) Praktikum in einem virtuellen, digitalen Setting durchzuführen, besonders attraktiv. Solche Laborübungen im engeren Sinn gewinnen zunehmend an Bedeutung, da so berufsrelevante Fähigkeiten und Kompetenzen vermittelt bzw. erworben werden können. Umgesetzt werden können solche virtuellen Labore auf unterschiedliche Weise. Drei wesentiche Varianten sind (1) Remote-Labore, die über ein Webinterface Zugriff auf ein reales Labor ermöglichen, (2) virtuelle Labore, in denen die Charakteristika und Eigenschaften von Präsenzlaboren durch Simulationen und Spiele ersetzt werden und (3) teilvirtualisierte Labore, in denen das Präsenzlabor durch virtuelle Elemente und einen Remote-Zugriff ergänzt wird. Alles drei Einsatzmöglichkeiten werden in der Vertiefung Virtuelle Labore in der Rubrik Didaktisches Design genauer beschrieben. Alle Umsetzungsformern ermöglichen es, Laborübungen multimedial und interaktiv, wirklichkeitsnah, aber räumlich (und teilweise auch zeitlich) unabhängig darzubieten. Durch Telekooperation in den virtuellen und realen Laboratorien sind die Studierenden selbst Teil eines rückgekoppelten Prozesses. Sie haben das virtuelle Steuerpult mit der Online-Befehlseingabe auf dem Bildschirm und können in Echtzeit die Wirkungen ihrer Handlungen erfahren.

Vorteile ergeben sich z. B. bei einer großen Anzahl von Studierenden und wenigen Variationen der Versuche und Experimente oder dadurch, dass sich die Ergebnisse von Experimenten digital auswerten lassen. Bei einer Entscheidung für bzw. gegen den Einsatz bzw. die Einrichtung virtueller Labore gilt es Aufwand und Nutzen eines solchen Vorgehens abzuwägen. Möglich sind auch weniger aufwändige Umsetzungsformen, in denen Studierenden z. B. Bilder von Präparaten oder Videos von Experimenten online zur Verfügung gestellt werden, die um Aufgaben ergänzt werden können, die den Lernprozess unterstützen.

Weiterführende Hinweise und Beispiele:

Weitere Hinweise zum Thema  virtuelle Labore finden Sie im Bereich Didaktisches Design.

Links im Artikel

Virtuelles Labor: https://www.fernuni-hagen.de/psychologie/forschung/virtuelles-labor.shtml

Virtuelles Labor: https://www.uni-weimar.de/de/medien/professuren/medienwissenschaft/theorie-medialer-welten/forschung/virtuelles-labor/

Simulationen: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/ea27290d5d8049b89c0fe43e36a50fc3

Virtuelle Labore: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/941c2f36be4540feb92f25af8fe7b319

Didaktisches Design: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/ea4d8936625d4225a62bd4e796f0b8e8

Erfahrungsbericht: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/b4e9169a72b540b0831cf9918bad9baa

Was macht Lernen mit digitalen Medien erfolgreich?: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/c2ee942f0d1448e9839cf630334e2ab8

Digital Learning Map: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/a682bb56967d488e9652d8febcb3793a

ndustrial eLab: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/67cdb4ec73af4711964e7e70dcb53096

VR-Lab in der Medizin: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/c26f2fd16c7a4358951a42755534539c

Remote-Lab und Lehrvideos: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/4c40acad731f47f5ba20924c702d1b51

Remote-Labore in Deutschland: https://remote-labore.de/

Digitale Labore - Neue Projekte: https://cross-lab.org/university-future-festival/

University:Future Festivals 2021: https://festival.hfd.digital/de/

Stiftung Innovation in der Hochschullehre: https://stiftung-hochschullehre.de/

CrossLab: https://stiftung-hochschullehre.de/projekt/crosslab/

DistLab: https://stiftung-hochschullehre.de/projekt/distlab/

MINT-VR: https://stiftung-hochschullehre.de/projekt/mint-vr/

SHELLS: https://stiftung-hochschullehre.de/projekt/shells/

Lehrsammlung: https://eliph.klinikum.uni-heidelberg.de/

Lernprogramm der Universität Halle-Wittenberg: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/d055150292c64c7bac92f6ecab085d61

Referenzbeispiele: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/1474a41def6a4ab182c9dd1502c8c02c

Verbund Virtuelles Labor: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/resolveuid/965e8d73f24b46458156139ee6f67779

GenLab: https://www.offis.de/offis/projekt/genlab.html

virtuelle Labore: https://www.e-teaching.org/didaktik/gestaltung/virtuelles_Labor/index_html

Zitation

e-teaching.org (2022). Virtuelles Labor. Zuletzt geändert am 28.01.2022. Leibniz-Institut für Wissensmedien: https://www.e-teaching.org/lehrszenarien/praktikum/labor/index_html. Zugriff am 30.11.2022