Das Ziel dieses ILS ist es, dass die SchülerInnen etwas über die Stoffmengenkonzentration und die damit verbundenen Komponenten lernen. Dabei lernen Sie konkret, was die sogenannte Stoffmengenkonzentration ist und wie man diese bestimmt.

Mithilfe eines virtuellen Labors, können die SchülerInnen frei experimentieren und beispielsweise lernen, die Konzentration verschiedener Flüssigkeiten zu bestimmen und deren Sättigungswert zu ermitteln. Sie sind anschließend in der Lage, sowohl allgemeine, als auch hypothesenbezogene Schlussfolgerungen aus den durchgeführten Experimenten zu ziehen und ihren Lernprozess, zum Teil selbst und zum Teil gemeinsam mit anderen SchülerInnen, zu reflektieren.

Für LehrerInnen bietet dieses ILS zudem die Möglichkeit, die Lernprozesse der SchülerInnen zu verfolgen und deren Lernverhalten zu analysieren. Mithilfe von entsprechenden Apps, kann beispielsweise die zeitliche Verweildauer in den einzelnen Lernphasen überwacht werden, sodass die Einteilung der Partnerarbeit im Rahmen der Kollaboration, an das Tempo einzelner SchülerInnen angepasst und eine entsprechende Zuordnung optimal koordiniert werden kann. Den LehrerInnen wird zudem die Möglichkeit gegeben, den SchülerInnen ein individuelles Feedback zukommen zu lassen.

Insgesamt bietet dieses ILS ein großes Repertoire an Lernressourcen, Instruktionen und (analytischen) Apps, damit die Lernprozesse der SchülerInnen optimal strukturiert, unterstützt und zusätzlich durch die LehrerInnen koordiniert und analysiert werden können. Wie die Art der Hilfestellung für die einzelnen Apps und das Online-Lab aussieht, wird im Folgenden ausführlich beschrieben.

Verwendete Apps (+ Online-Lab) und die Art der Hilfestellung/Hilfsfunktion

1. Eingabebox: Die Eingabebox wird verwendet, damit sich die SchülerInnen Notizen machen und somit die Fragen beantworten können, die zwischendurch gestellt werden. Da sie jederzeit in der Eingabebox nachschauen können, hilft diese App den SchülerInnen dabei, die gewonnenen Informationen aufzubewahren und auch im weiteren Verlauf für andere Aufgaben nutzbar zu machen, sodass eine kognitive Überlastung gegebenenfalls vermieden werden kann.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Orientierung, Einführung: Online-Lab, Hypothesenbildung, Zusatzaufgaben, Schlussfolgerung

2. Quiz: Das Quiz soll das Wissen der Lernenden überprüfen, welches durch zuvor genutzte Lernressourcen erworben werden konnte. Somit wird das Quiz genutzt, um eine erste theoretische Wissensbasis zum Thema Stoffmengenkonzentration (inklusive der damit verbundenen Komponenten) abzufragen und diese durch direktes Feedback bei den SchülerInnen zu festigen. Durch vorgegebene Antwortmöglichkeiten, wird den Lernenden dabei eine Hilfestellung gegeben.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Hypothesenbildung

3. Concept Mapper: Der Concept Mapper bietet den SchülerInnen die Möglichkeit, eine Concept Map zu erstellen. Auf diese Weise erhalten die Lernenden einen Überblick über alle Schlüsselkonzepte und wie diese miteinander in Beziehung stehen. Diese grafische Darstellung von Informationen und der jeweilige Zusammenhang der Konzepte, hilft den SchülerInnen dabei, ihre Gedanken zu ordnen und über das Gelernte zu reflektieren. Die gelernten Inhalte werden aktiv erarbeitet und miteinander in Beziehung gesetzt, sodass sie letztlich übersichtlich und kompakt dargestellt werden können und der Lernprozess visuell unterstützt wird. Als erweiterte Hilfestellung, wurden einige Konzepte vordefiniert und der Startpunkt für die Concept Map vorgegeben, damit die SchülerInnen zu Beginn nicht überfordert sind. Leicht verständliche Erläuterungen zu der Nutzung dieser App sind zudem in den Instruktionen und unter der Hilfsfunktion „?“ zu finden.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Hypothesenbildung

4. Hypothesenwerkzeug: Das Hypothesenwerkzeug hilft den SchülerInnen dabei, sinnvolle Hypothesen zu formulieren. Damit die Lernenden nicht auf sich alleine gestellt sind, fungiert diese App als Gerüst, indem vordefinierte Begriffe zu bestimmten Wenn-Dann-Sätzen zusammengesetzt werden sollen. Damit die SchülerInnen wissen, wie sie die Hypothesen richtig formulieren, wird in den Instruktionen eine Beispielhypothese genannt und weitere Hilfe durch einen Klick auf das „?“ angeboten. Insgesamt soll dieses Gerüst den Lernenden bei der Formulierung der Hypothesen entlasten, sodass sie sich eher auf den Inhalt, als auf den Satzbau der Hypothese konzentrieren können. Durch vorgegebene Begriffe, werden die SchülerInnen zudem in die richtige Richtung geführt, sodass sie Hypothesen formulieren, die anschließend tatsächlich in dem eingesetzten Online-Lab untersucht werden können. Auf diese Weise können Hypothesen vermieden werden, die in der Untersuchungsphase nicht sinnvoll geprüft werden können, sodass die SchülerInnen nicht gezwungen sind, erneut Hypothesen formulieren zu müssen. Um zu vermeiden, dass die einzelnen SchülerInnen Hypothesen zu ganz unterschiedlichen Aspekten des Online-Labs formulieren, wurden zudem drei Aufgabenbereiche mit entsprechenden Ansätzen vordefiniert, damit alle SchüllerInnen konkrete Hypothesen zu standartisierten Themengebieten formulieren. Die angegebenen Ansätze sollen zudem als Hilfestellung fungieren, um die SchülerInnen zu entlasten und den Schwierigkeitsgrad dieser Aufgabe reduzieren zu können. Zusätzlich sollen die Lernenden mithilfe eines „Sicherheitshufeisens“ angeben, wie sicher sie in Bezug auf die einzelnen Hypothesen sind. Das erleichtert die Selbsteinschätzung und fördert im Rahmen des Schlussfolgerungswerkzeuges (siehe „9. Schlussfolgerungswerkzeug“) die Selbstreflexion.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Hypothesenbildung

5. Experiment Design Tool: Diese App hilft den SchülerInnen dabei, ihre Experimente zu planen und die beobachteten Ergebnisse festzuhalten. Auf diese Weise fangen die Lernenden nicht planlos an im Online-Lab zu forschen, sondern geben die Variablen an, die sie variieren bzw. konstant halten wollen, um ein bestimmtes Maß (die Stoffmengenkonzentration) zu messen. Die sogenannte History-Tabelle speichert alle Ergebnisse der durchgeführten Versuche, sodass die SchülerInnen die Ergebnisse im Überblick haben. Die App hilft den Lernenden somit dabei, ihre Hypothesen gezielt zu überprüfen und ein vollständiges Experiment durchzuführen, bei dem keine wichtigen Schritte vergessen werden. Dadurch fokussieren sich die SchülerInnen auf ihre eigentlichen Hypothesen und verlieren sich nicht in ziellosen Untersuchungen. Eine zusätzliche Hilfestellung bietet dabei die integrierte Schritt-für-Schritt-Anleitung, die den Lernenden gezielt und leicht verständlich durch die Nutzung dieser App navigiert. Hinweis: Aufgrund der Beschaffenheit des eingesetzten Online-Labs, ist diese App nur für eine grobe (!) Planung gedacht. Erläuterungen dazu und weitere Hilfestellungen lassen sich in den Instruktionen und unter dem „?“ finden. Im Rahmen dieser App, wird zudem die zusätzliche Nutzung des Tabellenwerkzeuges empfohlen (siehe „6. Tabellenwerkzeug“), da das Experiment Design Tool mit allgemeinen Formulierungen arbeitet und die einzelnen Stoffe des Online-Labs erst in einer weiteren Tabelle, den jeweiligen Versuchen/Ergebnissen zugeordnet werden müssen.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Untersuchung

6. Tabellenwerkzeug: Das Tabellenwerkzeug wurde eingesetzt, da es im Rahmen des Experiment Design Tools dabei helfen soll, die einzelnen Stoffe, den jeweiligen Versuchen zuzuordnen (siehe „5. Experiment Design Tool“), damit die Ergebnisse noch einmal übersichtlich zusammengefasst werden können. Dadurch muss der Lernende sich nicht selber merken, welche Versuche er/sie zu welchem Stoff durchgeführt hat, sodass die App dabei hilft, die SchülerInnen kognitiv zu entlasten. Das Tabellenwerkzeug wurde außerdem im Rahmen der Schlussfolgerungsphase eingesetzt, damit die SchülerInnen zu bestimmten Aspekten der Stoffmengenkonzentration gezielte Schlussfolgerungen ziehen können. Durch die Beschriftung der Zeilen und Spalten wird den Lernenden ein Gerüst gegeben, dass sie lediglich durch ihr eigenes Wissen ergänzen müssen. Dabei wurde für die einzelnen Aspekte eine Formulierung gewählt („x versus y“), die das Abwägen und Beurteilen von Unterschieden und Gemeinsamkeiten in Bezug auf die Stoffmengenkonzentration provoziert und die SchülerInnen in eine bestimmte Richtung lenkt. Die kompakte und übersichtliche Darstellung in Form einer Tabelle, unterstützt und erleichtert insgesamt den Reflexions- und Lernprozess der SchülerInnen. In den Instruktionen und unter dem „?“ werden zudem weitere Hilfestellungen zu der Nutzung der Tabelle und den geforderten Inhalten gegeben.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Untersuchung, Schlussfolgerung

7. Online-Lab „Konzentration“: Das Lab wurde genutzt, damit die Lernenden interaktiv an einem Experiment teilnehmen und selbst die Stoffmengenkonzentration verschiedener Flüssigkeiten messen können. Dabei werden Instrumente genutzt, die man auch in einem echten Labor zum Messen der Konzentration einsetzen könnte (Konzentration-Meter, Becken für Flüssigkeiten, Streuer, Pipette, verschiedene Stoffe). Durch die realitätsnahe Darstellung und das eigenständige experimentieren, kann der Lernprozess der Lernenden unterstützt und gefördert werden. Ausführliche Erklärungen zu der Nutzung des Online-Labs (anhand einer praktischen Aufwärmübung) in der Phase "Einführung: Online-Lab" und weitere zahlreiche Übungsaufgaben in der Phase "Zusatzaufgaben", befinden sich in den Instruktionen, sodass die SchülerInnen die verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten des Labs kennenlernen und somit gezielt bei ihrem Lernprozess unterstützt werden können, indem sie selbst zu aktiven „Forschern“ werden.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Einführung: Online-Lab, Untersuchung, Zusatzaufgaben

8. Beobachtungswerkzeug: Mithilfe dieser App können die SchülerInnen alle ihre Beobachtungen bei der Durchführung der Experimente und der Analyse der Ergebnisse im Online-Lab dokumentieren. Das entlastet die Lernenden, da sie sich nicht alles merken müssen und das Online-Lab die durchgeführten Experimente nicht speichert. Die aufgeschriebenen Beobachtungen können anschließend im Rahmen des Schlussfolgerungswerkzeugs (siehe „9. Schlussfolgerungswerkzeug“) genutzt werden, um die zuvor formulierten Hypothesen zu überprüfen. Wie das Werkzeug zu nutzen ist, wird in den Instruktionen und durch einen Klick auf das „?“ erläutert. Besonders wichtig für die weitere Nutzung ist dabei, dass für jede Beobachtung ein neues Eingabefeld genutzt wird!

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Untersuchung

9. Schlussfolgerungswerkzeug: Mit dieser App können die SchülerInnen auf Basis der gemachten Beobachtungen (siehe „8. Beobachtungswerkzeug“) schauen, ob die Ergebnisse der durchgeführten Experimente im Online-Lab dazu beitragen, ihre Hypothesen zu stützen oder zu verwerfen. Diese App erleichtert erheblich den kognitiven Aufwand der Lernenden, da passende Beobachtungen direkt bei den entsprechenden Hypothesen stehen und die SchülerInnen beides miteinander verbinden können, um passende Schlussfolgerungen zu ziehen. Wie auch bei dem Hypothesenwerkzeug (siehe „4. Hypothesenwerkzeug“), kann mithilfe eines „Sicherheitshufeisens“ angegeben werden, wie sicher man sich bezüglich der einzelnen Hypothesen ist. Durch den direkten Vergleich dieser beiden Angaben, können die Lernenden direkt sehen, wie sich der Grad ihrer Sicherheit in Bezug auf eine Hypothese geändert hat und darüber weitere Schlussfolgerungen zu ihrem eigenen Lernprozess ziehen. In einem entsprechenden Eingabefeld können zudem die jeweiligen Argumente für eine mögliche Änderung des Vertrauens in eine Hypothese und die generellen Schlussfolgerungen zu den jeweiligen Hypothesen angegeben werden. Diese App bietet den Lernenden somit einen perfekten Rahmen, um mit wenig Aufwand, angemessene Schlussfolgerungen ziehen zu können. Wie die App zu nutzen ist, wird in den Instruktionen und durch einen Klick auf das „?“ erläutert.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Schlussfolgerung

10. Reflexionswerkzeug (Learning analytics app): Diese App gibt den SchülerInnen ein visuelles Feedback zu ihrer persönlichen Nutzung des ILS. Das Werkzeug gibt prozentual und mit Hilfe von entsprechenden Graphen an, wie viel Zeit ein/e Schüler/in in den einzelnen Lernphasen, im Vergleich zu einem Durchschnittswert verbracht hat, der von dem/r Lehrer/in festgelegt wird. Da Reflexion eine sehr wichtige Strategie ist, um das eigene Lernen zu verbessern und bedeutsame Einsichten aus den eigenen Erfahrungen zu gewinnen, hilft die App den Lernenden dabei, ihren eigenen Lernprozess zu reflektieren und daraus zu lernen. Dafür sollen die SchülerInnen im Rahmen dieser App, einige vorgegebene Fragen beantworten, die als Hilfestellung für den Reflexionsprozess fungieren.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Diskussion

11. Wiki-App: Bietet dem Lernenden die Möglichkeit, noch einmal ausführlich und in ganzen Sätzen ihr erworbenes Wissen wiederzugeben und dieses in Form eines Artikels festzuhalten. Zusätzliche Hilfestellungen liefern dabei die beistehenden Leitfragen, die beschreiben, worüber die Lernenden schreiben sollen. Insgesamt sollen alle bisherigen Notizen, Beobachtungen, Ergebnisse Schlussfolgerungen und weitere schriftliche oder gelernte Informationen darin verarbeitet werden. Diese aktive und ausführliche Wiederholung des Gelernten soll dabei helfen, dass das Wissen der SchülerInnen zusätzlich gefestigt wird. Anschließend sollen die selbsterstellten Artikel genutzt werden, um eine Partnerarbeit durchzuführen. Die App bietet dafür die Möglichkeit, dass die SchülerInnen ihre Texte untereinander bearbeiten und diskutieren können. Dadurch können sie einander helfen und miteinander lernen. Als weitere Hilfestellung für einen erfolgreichen Austausch und eine gelungene Diskussion, werden einige Leitfragen vorgegeben, die sich die beiden Partner im Rahmen der Kollaboration stellen sollen. Dadurch soll die Partnerarbeit effizient strukturiert und den Lernenden ein Leitfaden gegeben werden, damit sie etwas haben, woran sie sich während der Diskussion orientieren können.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Diskussion

12. File-Drop: Bietet den Lernenden die Möglichkeit, noch einmal ausführlich und in ganzen Sätzen ihre Meinung zu dem erworbenen Wissen und der Lernumgebung wiederzugeben und dieses dann gesammelt an einem Ort hochzuladen. Dabei soll im Rahmen der Diskussionsphase zum einen die Partnerarbeit festgehalten werden (Hilfestellung durch beistehende Leitfragen für den Ablauf der Diskussion) und im Rahmen des Feedbacks soll die persönliche Meinung zu der Lernumgebung hochgeladen werden, wobei letztere anonym behandelt wird. Auch hierbei liefern beistehende Leitfragen eine zusätzliche Hilfestellung, da beschrieben wird, worüber die Lernenden konkret schreiben sollen. Den Lehrkräften wird durch diese App die Möglichkeit gegeben, die entsprechenden Dateien herunterzuladen und die Leistung innerhalb der Partnerarbeit nachvollziehen und bewerten zu können, während die Meinungen der SchülerInnen für eine Verbesserung der Lernumgebung genutzt werden können.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Diskussion, Feedback

13. Lehrer-Feedback: Diese App gibt den Lehrern/innen die Möglichkeit, jedem/r Schüler/in ein individuelles Feedback zu hinterlassen. Die Lernenden können auf diese Weise gelobt und angemessen kritisiert werden, sodass sie beispielsweise stolz auf ihre Leistungen sein können, sich verbessern möchten und der Lernprozess insgesamt unterstützt und gefördert werden kann. Um das Feedback für einzelne SchülerInnen abzugeben, müssen LehrerInnen auf den jeweiligen Link eines Standalone-Benutzers klicken (verfügbar im Mitgliederbereich in der Autorenansicht), sich dann in die Diskussionsphase begeben und das Feedback in die entsprechende Box tippen. Diese Anleitung steht ebenfalls in der Autorenansicht und hilft den LehrerInnen auf verständliche Art und Weise das Werkzeug richtig einzusetzen. Außerdem erhalten die LehrerInnen eine Übersicht über alle SchülerInnen, denen sie ein Feedback gegeben haben, sodass niemand vergessen werden kann.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Feedback

14. Online-Nutzer Visualisierung (Learning analytics app): Diese App erlaubt es den LehrerInnen, den Verlauf der SchülerInnen zu überwachen, indem die jeweiligen NutzerInnen in den einzelnen Phasen angezeigt werden. Das Ganze geschieht in Echtzeit. Auf diese Weise können LehrerInnen unterstützend eingreifen, wenn einer der Lernenden sich beispielsweise (zu lange) in einer Phase aufhält, in der er/sie zu diesem Zeitpunkt nicht sein sollte. Dadurch kann den SchülerInnen geholfen werden, die sich zum Beispiel nicht trauen, bei Unklarheiten die Lehrperson von sich aus anzusprechen oder denen nicht bewusst ist, dass sie zu viel Zeit in bestimmten Phasen verbringen. Außerdem kann und sollte diese App dafür genutzt werden, die Partnerdiskussion im Rahmen der Diskussionsphase zu koordinieren, da SchülerInnen die sich bereits in dieser Phase befinden, in Kleingruppen aus zwei Personen eingeteilt werden können. Auf diese Weise kann die Zuordnung effizient gestaltet werden, da ein/e Schüler/in aus der Diskussionsphase nicht ungünstigerweise mit einem/r Mitschüler/in aus der Untersuchungsphase zusammen gesteckt wird, sondern mit jemandem arbeiten kann, der in derselben Phase wie der/die andere Schüler/in ist.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Dashboard (nur für LehrerInnen sichtbar)

15. Zeiterfassungswerkzeug (Learning analytics app): Als Ergänzung zu der Online-Nutzer Visualisierung, zeigt diese App den LehrerInnen an, wie viel Zeit die einzelnen SchülerInnen in den jeweiligen Lernphasen verbracht haben. Dadurch können diese sehen, ob die SchülerInnen in einigen Phasen mehr Zeit verbracht haben, als ursprünglich vermutet wurde, sodass diese Phasen nachträglich geändert bzw. verbessert werden können. Wenn einige der SchülerInnen bedeutend mehr oder weniger Zeit in einer der Phasen verbringen, können die LehrerInnen sofort eingreifen und die jeweiligen SchülerInnen unterstützen. Als Richtwert gilt dabei die obenstehende Durchschnittszeit, die den LehrerInnen dabei hilft, stärkere Abweichungen ganz schnell festzustellen.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Dashboard (nur für LehrerInnen sichtbar)

16. Aktionsstatistiken (Learning analytics app): Diese App zeigt zum einen die globale Beteiligung und zum anderen die Nutzung der zur Verfügung gestellten Apps durch die SchülerInnen an. LehrerInnen erhalten einen Überblick über die (relative) Menge der Aktivität pro App in dem ILS für jeden Lernenden. Für jeden Nutzer des ILS und dessen Nutzung der einzelnen Apps wird ein Balken angezeigt. LehrerInnen können dies als Indikator für eine relativ hohe oder niedrige Nutzung von bestimmten Apps durch eine/n Schüler/in nutzen und diese mit der durchschnittlichen Nutzung dieser App vergleichen. Auf diese Weise kann ermittelt werden, wie stark die einzelnen Apps überhaupt von den SchülerInnen genutzt werden, damit bei einer auffallend geringen Nutzung einer App, ein entsprechender Hinweis oder eine Nachfrage durch die Lehrkraft erfolgen kann.                      

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Dashboard (nur für LehrerInnen sichtbar)

17. Eingereichte Dateien (Learning analytics app): Mit dieser App können LehrerInnen auf einen Blick sehen, welche der SchülerInnen ihre Dateien abgegeben haben und wann sie das taten. Auf diese Weise können die LehrerInnen unterstützend eingreifen, indem sie dies den entsprechenden SchülerInnen mitteilen, falls einige der Dateien noch fehlen sollten. Die App trägt somit dazu bei, dass keiner der Lernenden vergisst, seine Dokumente zeitnah hochzuladen.

→ Befindet sich in den folgenden Lernphasen: Dashboard (nur für LehrerInnen sichtbar)