LabNet - Anwendungsszenarien

Laufzeit: April 2023 – Mai 2024
Status: Abgeschlossen
Bildungsstufe: Primarstufe, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II – Berufsbildung, Sekundarstufe II – Gymnasiale Bildung, Tertiärstufe, Heil- und Sonderpädagogik
Thema: Digital Tools
Keywords: Labornetzwerk

Ausgangslage

Lernlabore und hier insbesondere Maker-Spaces sind Lernräume, die oftmals spezielle Hardware oder Software zur Verfügung stellen. Somit gestaltet sich der Betrieb eines Lernlabors bzw. Maker-Spaces aufwändig. Möchte man eine gewisse Angebotsbreite anbieten, sind hohe Investitionen notwendig und es wird eine passende Infrastruktur, insbesondere hinsichtlich Räumlichkeiten, benötigt. Ist ein Lernlabor eingerichtet, ist der Durchsatz verhältnismässig gering, da Einweisungen stattfinden müssen oder Geräte wie z.B. 3D-Drucker relativ langsam arbeiten. Möchte man als Nutzer*in ein Lernlabor besuchen, muss ein passendes Angebot gefunden und besucht werden. Dafür ist gerade im Schulumfeld eine aufwändige Planung notwendig und es muss viel Zeit investiert werden. Die Problematik kann entschärft werden, wenn sich vorhandene Lernlabore zu einem Netzwerk, einem LabNet, zusammen-schliessen und bspw. folgendes Angebot anbieten:

1. Bereitstellung von an einem Standort erarbeiteten Angeboten an weiteren Standorten im Lab-Net. Möglichst viele Informationen und Angebote sollten online bzw. virtuell verfügbar sein.
2. Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Lernlaboren und auch die Kommunikation mit den Nutzer*innen sollen vornehmlich durch hybride Kommunikation erfolgen. Die notwendige An-/Abreise entfällt, womit sich die potenzielle Teilnehmergruppe vergrössert.
3. Angebot von Kursen, die über verschiedene Standorte verteilt sind.
4. Remote Maker-Space: Fernzugriff auf Geräte und Versuche

Im Projekt «LabNet – Offener Laborverbund» wurde ein Konzept für ein derartiges LabNet erstellt und auch Anwendungsszenarien für Hochschulen und Schulen als Nutzende eines LabNet entwickelt. In dem Projekt wurden die Anwendungsszenarien nicht umgesetzt, sondern nur konzeptionell beschrieben. Entsprechend fehlten praktische Erfahrungen in ihrer Umsetzung.
Ebenso konnten Kommunikationssettings, die auch eine tragende Säule des LabNet-Gedankens sind, nicht erstellt, eingesetzt und optimiert werden. Die Kommunikationssettings sind notwendig, um das LabNet-Paradigma «Distanzen überwinden» umzusetzen. Wenn ein Treffen vor Ort nicht möglich ist, soll der Austausch anwendungsgerecht per Video- und Audiokanälen erfolgen. Dabei werden in der Regel Kollaborationswerkzeuge wie z.B. Microsoft Teams oder Zoom eingesetzt. Unterschieden wird zwischen Online-Kommunikation und hybrider Kommunikation.

Bei der Online-Kommunikation befindet sich an jedem Standort nur eine Person, während sich bei der hybriden Kommunikation an mindestens einem Standort mehrere Personen befinden. Die hybride Kommunikation ist anspruchsvoller, entspricht aber mehr realen Anwendungsszenarien. Der Austausch in einem Lernlabor ist vielfältig. Es kann eine einfache Diskussion zwischen zwei Personen sein. Es können sich aber auch zwei Projektgruppen treffen, um ihre realen Produkte in Aktion vorzustellen und daneben noch eine Simulation zur Exploration einzusetzen. Diese Vielfalt gilt es in den Online- und hybriden Kommunikationssettings abzubilden und zu ermöglichen. Entsprechend ist ein Set an Online- und hybriden Kommunikationssettings notwendig. Für eine einfache Kommunikation ist ein simples Setting verfügbar und für komplexere Austauschszenarien kann zwischen verschiedenen aufwändigeren Settings das passende ausgewählt werden.

Ziele

Forscher*innen der PHBern und der BFH haben sich in dem Projekt «LabNet – Anwendungsszenarien» zu-sammengeschlossen, um Antworten auf die zwei Kernfragen

• Wie können Making-Projekte als Anwendungsszenario in einer Schule umgesetzt werden?
• Wie kann ein Set an Online-Kommunikationssettings für Volksschulen aussehen?

zu erarbeiten und die erstellten Konzepte auch in der Praxis zu untersuchen.

Methode

Für die Zusammenarbeit mit Schulen wurden Making-Projekte entworfen. Von den darin verwendeten verschiedenen Fertigungsverfahren wurde der Lasercutter als Gerät ausgewählt, dass in den Schulen nicht zur Verfügung steht und dessen Nutzung nur über die Entfernung im LabSpace der PHBern erfolgt. Für die entfernte Nutzung des Geräts wurden verschiedene hybride Kommunikationssettings entwickelt und in den Making-Projekten getestet. Für die Nutzung eines unbekannten Geräts in einem Making-Projekt ist die Vorstellung des Geräts und seiner Fähigkeiten für Schüler*innen besonders wichtig, da ihnen Erfahrungswerte fehlen. Entsprechend breit muss die Vorstellung des Lasercutters erfolgen können. Neben dem Gerät selbst müssen Positiv- und Negativproduktbeispiele und auch der Design-Workflow von der Idee zur Fertigungsdatei vorgestellt werden können. Die Making-Projekte wurden mit drei Schulen in verschiedenen Klassen (Zyklus 2 und 3) durchgeführt. Im Anschluss wurden Leitfrageninterviews mit den beteiligten Lehrpersonen durchgeführt. Zur Erfassung der Perspektive der Schüler*innen wurde ein Arbeitsblatt mit Reflexionsfragen entwickelt. Darin teilten die Schüler*innen in Gruppen ihre Erkenntnisse zur Arbeit an den Fertigungsmethoden und zur Zusammenarbeit mit dem Projektteam mit.

Ergebnisse

Hybride Kommunikationssettings
Im Projekt wurden fünf Kommunikationssettings entwickelt, die den Einsatz von modernen Fertigungsverfahren wie 3D-Drucker oder Lasercutter in Making-Projekten erlauben, die an der Schule nicht verfügbar sind, aber von einem Lernlabor per hybrider Kommunikation nutzbar gemacht werden. Diese Settings bieten verschiedene Vorteile und Herausforderungen und ermöglichen den Schulen, je nach ihren spezifischen Bedürfnissen und Ressourcen, die passende Lösung auszuwählen.

Making-Projekte
An drei Schulen wurden in verschiedenen Klassen Making-Projekte durchgeführt. Sie hatten zum Ziel, den Zugang zu modernen Fertigungsverfahren wie 3D-Druck, Lasercutter und Schneideplotter zu ermöglichen. In den Projekten wurden drei der fünf entwickelten hybride Kommunikationssettings erprobt. Dabei sollten räumliche Distanzen durch die Kombination von Online-Kommunikation und direktem Kontakt überwunden werden, um eine flexible und standortunabhängige Betreuung der Projekte zu gewähr-leisten.

Evaluation
Nach der Durchführung der Making-Projekte wurde die Umsetzung des LabNet-Paradigmas «Distanzen überwinden» evaluiert, um seinen Mehrwert für Schulen zu ermitteln. Die Evaluation erfolgte durch Interviews mit Lehrpersonen und Reflexionsarbeitsblätter für Schüler*innen. Die hybride Kommunikation, eine Kombination aus virtueller und physischer Anwesenheit, wurde als hilfreich beschrieben, obwohl technische Herausforderungen wie die Abstimmung von Bild und Ton bestanden. Der persönliche Kontakt vor Ort wurde von den Schüler*innen bevorzugt.

Die Projektrückmeldungen waren überwiegend positiv, da die Teilnahme als bereichernd und motivierend empfunden wurde, trotz des teilweise hohen Betreuungsaufwands und technischer Probleme. Für zukünftige Projekte wurde empfohlen, sich auf einzelne Fertigungsverfahren zu konzentrieren und ein flexibles Angebot eines LabNet zu nutzen, das sowohl Geräte als auch Unterrichtsmaterialien umfasst. So kann individuell entschieden werden, ob man nur die Unterrichtsmaterialien, bzw. nur das Geräteangebot oder beides nutzen möchte. Die Schüler*innen reflektierten über ihre Erfahrungen und berichteten von Erfolgen im Erlernen neuer Fähigkeiten sowie Herausforderungen beim exakten Arbeiten und der Materialhandhabung. Für zukünftige Projekte würden Schüler*innen teilweise kreativer und grösser gestalten und besser planen.

Umgesetzte Translation

Der Think Tank Medien und Informatik (TTIM) der PHBern führt weitere Making-Projekte in Volksschulen durch, um die Kommunikationssettings und Abläufe weiter zu optimieren.

Beteiligte Institutionen