Mission to Science – Lernen mit GPS

Grundlagen des wissenschaftlichen Arbeitens sind ein wichtiges Lernziel von Lernenden zur Erlangung von Forschungskompetenzen. Dies gilt für Lernende aller Alterststufen bis hin zum Studium. Insbesondere die vorwissenschaftliche Arbeit als erste Säule der neuen Reifeprüfung stellt Schülerinnen und Schüler sowie Lehrende vor große Herausforderungen. „Wir haben die Idee, mit Hilfe von mobilen Lernbegleitern, forschendes Lernen mit den Elementen Beobachtung, Hypothese und Experiment mit spielerischen Komponenten in einer vom Lehrenden programmierbaren Mission in der freien Natur zu ermöglichen“, erklärt Thorsten Schwerte von der School of Education. Der Lernende lädt sich eine „Forschungs-/Lern“ Mission auf sein Gerät und kann diese ohne die Notwendigkeit einer mobilen Datenverbindung absolvieren. Typische Elemente des Missionsverlaufs sind das Aufsuchen einer Geolokation über GPS mit der Präsentation entsprechender Aufgaben an diesem Ort. Die Aufgaben können ganz vielseitig sein: „Dies reicht vom Beobachten, Messen, Experimentieren und die Beantwortung von gestellten Fragen.“ Das notwendige Inventar für die erfolgreiche Mission kann sich aus physikalischen Komponenten, wie etwa Probenbehälter oder Thermometer zusammensetzen. Ziel einer Mission kann das spielerische Erlangen von Wissen oder die Erhebung von Daten mit anschließendem Erkenntnisgewinn bei der Auswertung sein. „Durch die Möglichkeit für erbrachte Leistungen über eine Statistik auch Honorierung in Form von Rewards zu vergeben, kann die Applikation auch einen spielerisch-kompetitiven Anreiz für Citizen Scientists jeden Alters bieten“, erläutert Schwerte. Die Daten werden bei der Verfügbarkeit einer mobilen Datenverbindung mit dem Datenbankserver synchronisiert und können weiterhin mit einem plattformunabhängigen Web-Frontend mit weiteren Daten angereichert und zur Auswertung mit Programmen von Drittanbietern strukturiert heruntergeladen werden. Damit stehen die Daten sowohl dem Lehrenden zur Kontrolle, also auch den Lernenden für die weitere Auswertung zur Verfügung.

Beobachten, Messen und Auswerten

Als Rollen werden sogenannte Standard-User, das sind die Lernenden oder Citizen Scientists von den Mission-Authors, den Lehrenden oder Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unterschieden. Eine Mission kann Aufgaben umfassen, die die Teilnehmenden in vorgegebener oder beliebiger Reihenfolge absolvieren. „Eine Definition von Aufgaben, die nur im Team gelöst werden können ist auch denkbar“, so Schwerte. Eine Mission kann Lerninhalte mit Text, Bildern, Audio und Video präsentieren, den Lernenden zum Beobachten und Messen auffordern und in Form von Multiple Answers die Ergebnisse oder das Wissen überprüfen. Handschriftliche Notizen auf dem Eingabegerät können im Bedarfsfall von Lehrenden später korrigiert und besprochen werden. In jedem Fall soll ein Lernender ein als Laborbuch dienendes Notizbuch führen, um über die App nicht erfassbare relevante, aber unstrukturierte Daten zu erfassen. Auf diese Art kann ein Lernender jeden Ort unter freiem Himmel zu einem interaktiven Lernort machen ohne lokal Medien installieren zu müssen. Zusätzlich kann durch mitgegebene oder gesammelte Gegenstände die Mission unterstützt werden. Durch Kombination von Aufgaben aus unterschiedlichen Fachbereichen kann Wissen jeden Faches auch interdisziplinär vermittelt werden.

Praxisnah

Ein typisches Szenario aus der Ökologie: Im Unterricht werden Singvögel als sensible Zeigerorganismen zur Bewertung von Störungen der Umwelt eingeführt. In der Mission soll der Lernende zu mehreren Lokationen in einem nahe gelegenen Wald gehen. Ergänzend zum Unterricht bekommt der Lernende vor Ort Bilder und Gesänge einiger der dort lebenden Singvogel-Arten präsentiert und wird aufgefordert, diese dort zu identifizieren. Als Beweis kann er eine Audioaufnahme und/oder ein Foto machen. Auf diese Weise wird interaktiv Artenkenntnis trainiert. Diese kann in weiteren Missionen beispielsweise zur Kartierung von Vogelarten über einen bestimmten Beobachtungszeitraum als Projekt zum forschenden Lernen mit wissenschaftsnaher Fragestellung erweitert werden. Diese Mission könnte weiterhin Messorte zur Erfassung der Wassertemperatur in einem Bach, die Entnahme einer Bodenprobe oder die Bestimmung des Schallpegels an einer viel befahrenen Straße enthalten. Die in modernen Smartphones enthaltenen Sensoren können auch zur Unterstützung der Messung herangezogen werden. Diese Idee einer GPS-gestützten spielerischen Vermittlung von Wissen unter Verwendung der natürlichen Umwelt mit Potential zur Erhebung wissenschaftlich relevanter Daten, trägt zum Gewinn von Erkenntnissen bei.

Thorsten Schwerte/ Clemens Stecher