Forschende: Simon Abele; Betreuung: Maximilian Haberbosch & Steffen Schaal
Projektlaufzeit: Start: 01. April 2024; voraussichtliches Ende: 30 September 2024
Titel des Forschungsprojekts: Virtuelle Simulation als Vorbereitung für molekularbiologische Lernlabore - Zusammenhang zwischen Cognitive Load und Lernerfolg in der gymnasialen Oberstufe
Kann die Vorbereitung auf das praktische Arbeiten im Lernlabor durch virtuelle Laborsimulationen im Vergleich zu einer videobasierten Vorbereitung den kognitiven Workload verringern und wie beeinflusst dies den Aufbau des Fachwissens über Molekularbiologie?
Insbesondere das praktische Arbeiten im molekularbiologischen Lehr-Lern-Labor LaboraTRI hat sich in der Vergangenheit als wirksame Methode erwiesen, um fundiertes Fachwissen über Molekularbiologie aufzubauen. Gleichzeitig zeigt sich, dass der Lernerfolg beim Besuch des Lernlabors sehr unterschiedlich ausfällt. Besonders das Arbeiten mit neuen biologischen Methoden kann viel kognitive Kapazität beanspruchen, was möglicherweise den Fachwissensaufbau beeinträchtigen kann. Daher ist es entscheidend, bei der Entwicklung von Lernangeboten den cognitive load zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der Besuch des Lernlabors nicht nur als Freizeitaktivität betrachtet wird, sondern dass Lernlabore auch als authentische Lernorte fungieren. In meiner Masterarbeit möchte ich erforschen, ob die Vorbereitung auf das praktische Arbeiten im Lernlabor durch virtuelle Laborsimulationen im Vergleich zu einer videobasierten Vorbereitung den cognitive load verringern kann und welche Auswirkungen dies auf den Aufbau des Fachwissens über Molekularbiologie haben könnte.
Für meine Forschung verwende ich ein quasi-experimentelles Kontrollgruppendesign, bei dem die Schülerinnen und Schüler zufällig entweder der Interventionsgruppe oder der Kontrollgruppe zugeteilt werden. Die Interventionsgruppe wird durch virtuelle Simulationen auf den Laborbesuch vorbereitet, während die Kontrollgruppe mit Videos arbeitet, die den praktischen Ablauf der im Labor durchzuführenden Methode erklären. Eine Woche nach der Vorbereitung besuchen alle Lernenden das Lernlabor und führen einen molekularbiologischen Schulversuch zum genetischen Fingerabdruck durch, wobei sie die Methoden PCR und Gel-Elektrophorese praktisch kennenlernen. Über mehrere Messzeitpunkte hinweg wird das Fachwissen, das Interesse, das Selbstkonzept und die kognitive Belastung durch einen Online-Fragebogen erfassen.