IBH-Lab Seamless Learning - Lernobjekt Wellen (ABH062)

Der Physikunterricht im Studiengang Systemtechnik an der School of Engineering der ZHAW wurde als Living Lab verwendet, um im Kontext des Seamless Learning Rahmens neue didaktische Konzepte umzusetzen und zu evaluieren. In enger Zusammenarbeit mit dem Basisprojekt des gemeinsamen IBH-Labs wurden mehrere Lernobjekte geschaffen, die im bestehenden Curriculum klassischen Unterricht ersetzen. Dabei werden verschiedene Brüche überwunden, die im Physikunterricht besonders ausgeprägt sichtbar sind:

1. Die Studierenden stehen vor der Herausforderung, zwei Welten miteinander in Verbindung zu bringen. Auf der einen Seite stehen Beobachtung oder Vorstellung der Zusammenhänge in der physischen Welt ihrer unmittelbaren Umgebung. Dem gegenüber steht die analytische Beschreibung von physikalischen Phänomenen, letztlich in mathematische Formeln gefasst. Mit Einsatz von Computersimulationen und fein abgestimmten Aufträgen, welche die Studierenden aktivierten, wurden die beiden Welten einander nähergebracht.
2. Nahtstellen in den Lernbiografien der Studierenden stellen ähnliche Gräben dar, die es im Fachhochschul-Physikunterricht zu überwinden gilt: die aktuelle Unterrichtssituation knüpft an vorangehende Veranstaltungen oder an Stoff aus der Schulbildung an. Weiter spricht man im Unterricht Aufgabenstellungen an, die die Studierenden erst in ihrem künftigen Berufsalltag nach Abschluss des Studiums antreffen werden. Diese Referenzen – bewusst gewählt und sorgfältig ausgearbeitet – haben ein großes Potenzial zur Erklärung und Motivationssteigerung.
3. Eine spezielle Herausforderung ergibt sich durch die Digitalisierung des Unterrichts. Es ist der Bruch zwischen Analog und Digital. Ein Großteil des Projekts wurde während der Covid19-Pandemie durchgeführt, womit der Einsatz von Computersimulationen einen doppelten Nutzen erhalten haben: mit dem Einsatz von numerischen Modellen auf den mobilen Endgeräten der Studierenden konnte neue aktivierende Elemente in den Unterricht gebracht werden, die das Wegfallen der physisch im Hörsaal vorgeführten Experimenten teilweise ersetzen konnten. Aus Sicht der Didaktik wurde untersucht, in wie weit sich analoge und digitale Experimente ergänzen, und wie in einer Kombination ein umfassendes Verständnis für die physikalischen Phänomene signifikant verbessert werden kann.

 Aus den erarbeiteten Konzepten wurden konkrete Lernepisoden entwickelt, welche im Unterricht mit mehreren Parallelklassen getestet wurden. Über drei Jahrgänge wurden die Projektresultate entlang der Methodik des Design Based Research evaluiert und verbessert.

In der letzten Phase des Projektes wurden die Erkenntnisse verallgemeinert und auf andere Module übertragen. Eine über die Laufzeit des Interreg-Projektes hinausgehende Zusammenarbeit mit der Weiterbildungsorganisation für Lehrende auf Sekundarstufe II (Gymnasium) sieht außerdem die weitere Multiplikation der Projektresultate für andere Altersgruppen vor.