Learning-Management-Systeme (LMS)

Im Laufe des Semesters erstellen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Seminars drei verschiedene interaktive Lernumgebungen, die sich inhaltlich wie auch durch das verwendete Learning-Management-System (LMS) unterscheiden. Mit Hilfe solcher LMS können interaktive Aufgabenformate organisiert, strukturiert und bereitgestellt werden. Dies aktiviert Lernende und fördert sie individuell. Bei der Erstellung der verschiedenen Lernumgebungen stehen die adressatengerechte Auswahl, Bereitstellung und Nutzung verschiedener Visualisierungen im Vordergrund.

Im Kurs werden folgende drei Lernumgebungen erarbeitet, im Plenum vorgestellt und diskutiert.

Moodle-Kurs zum Magnetismus

Moodle ist eine Lernplattform, die den Unterricht in vielen Aspekten unterstützen kann. Durch sie können Lehrende und Lernende in Kontakt treten, Inhalte untereinander austauschen und Organisatorisches planen. In der Praxis wird Moodle meist genutzt, um Lernmaterialien bereitzustellen, Hausaufgaben abzugeben, Tests durchzuführen und Fragen zu klären. Im Rahmen des Seminars hat eine Gruppe Studierender einen interaktiven Moodle-Kurs zum Thema Magnetismus erarbeitet. Dieser richtet sich vorwiegend an Schülerinnen und Schüler der 7. Klassen zum Einstieg in das Thema. Auch zur selbstständigen Wiederholung des Stoffes zu einem späteren Zeitpunkt kann der Kurs von Nutzen sein.

Der Moodle-Kurs beginnt mit einem Abschnitt zur Wissensvermittlung. Der Stoff wird zusammengefasst und den Schülerinnen und Schülern ähnlich wie in einem Lehrbuch zur Verfügung gestellt. Anschließend soll der Lerner im Remote-Lab experimentieren. Dabei wird ein tieferes Verständnis der Materie bei der Schülerin oder dem Schüler aufgebaut, indem selbstständig experimentiert und das theoretische Wissen praktisch angewandt werden kann. Zum Abschluss des Kurses absolviert die oder der Lernende einen Test zur Überprüfung seines Wissensstands. Der Lehrkraft hat nun die Möglichkeit via Moodle die Testergebnisse seiner Schülerinnen und Schüler abzufragen und erhält somit eine Rückmeldung, ob die Lernenden den Stoff tatsächlich verinnerlicht haben und wo eventuell weiterer Bedarf zur Vertiefung der Thematik besteht.

WISE-Projekt zur Optischen Fouriertransformation

WISE ist eine Lernplattform der Universität Berkeley, die auf der Lerntheorie der Knowledge Integration beruht. Das bedeutet, dass neues Wissen stets mit bereits vorhandenem Vorwissen in Verbindung gebracht werden soll. Das war auch das Ziel bei der Erstellung des WISE-Projekts zur Optischen Fouriertransformation. Die Lerneinheit zielt darauf ab, einen guten Einstieg in das Thema zu bieten, welches selbst nicht im aktuellen Lehrplan in Bayern enthalten ist. Das Projekt kann dennoch im Rahmen von Seminaren, Profilfächern oder Projektarbeiten insbesondere in der Oberstufe des Gymnasiums angewandt werden. Auch als Einstieg in die Thematik zu Beginn des Physikstudiums kann das Projekt nützlich sein, da es das Vorwissen aus der Schule möglichst anschaulich mit der neuen Theorie verbindet.

Der Aufbau zielt vor allem auf die selbstständige Bearbeitung des Materials durch den Lerner ab. Die anfängliche Thematisierung meist schon bekannter Beugungstheorien soll das Vorwissen aktivieren und Lernenden die Chance geben, sich möglichst alle nötigen Grundlagen wieder anzueignen. Das eingebundene Remote-Lab ist das Kernstück des Projekts. Mit Hilfe des ferngesteuerten Labors aus dem RCL-Projekt der ehemaligen Arbeitsgruppe Jodl der TU Kaiserslautern wird es dem Lerner ermöglicht, selbstständig zu Experimentieren und so die Nutzung der Fouriertransformation in der Optik zu erarbeiten. Im Abschlusstest werden theoretische Grundlagen abgefragt und noch einmal zu einem kleinen Experiment im Remote-Lab animiert.

Beispiel-Studierenden-Arbeit aus dem Wintersemester 2018/19: https://wise.berkeley.edu/project/30586#!/project/30586/node2

Graasp-Learning-Space zur Spektralanalyse

Graasp ist ein Learning-Management-System, das es erlaubt, interaktives Arbeitsmaterial auf Basis des Inquiry-based Learning zu erstellen. Das heißt, das Material zielt darauf ab, den Lerner aktiv zu motivieren, Fragen zu stellen, Probleme zu lösen und die Lösungen auf unterschiedliche Situationen zu adaptieren. Die Studierenden haben mit Hilfe dieser Möglichkeiten einen sogenannten Inquiry-Learning-Space zum Thema „Spektralanalyse“ entwickelt. Auch hier stellt ein Remote-Lab das Herzstück des Arbeitsmaterials dar. Der Lerner kann damit Spektren verschiedener Leuchtmittel untersuchen.

Der Theorieteil dieses interaktiven Arbeitsmaterials beschäftigt sich insbesondere mit

• Zielen der Spektralanalyse,
• verschiedenen Arten von Spektren (kontinuierlich, Emission, Absorption),
• dem Spektrum der Sonne,
• der aktiven Arbeit mit dem ferngesteuerten Labor.

Das Material richtet sich vor allem an Schülerinnen und Schüler der Oberstufe und eignet insbesondere zur Unterrichtsnachbereitung. Die Lehrkraft kann das interaktive Arbeitsmaterial beispielsweise auch als Hausaufgabe verwenden und durch die Analytics-Funktion überprüfen, ob und wie die Lernenden die Aufgaben absolviert haben. Dazu tragen vor allem auch die Quizze nach jedem Abschnitt bei, die den Wissenstand der Schülerinnen und Schüler überprüfen, so dass der Lernerfolg dokumentiert werden kann.

Beispiel-Studierenden-Arbeit aus dem Wintersemester 2018/19: https://graasp.eu/ils/5c46ff4d8e853c8532084cf1/?lang=de