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Ein IBE (Interaktives Bildschirmexperiment) ist eine fotografische Repräsentation eines realen Experimentes mit Hilfe eines Computers. Alle für das Experiment didaktisch relevanten Handlungen werden im Idealfall durch das IBE unterstützt. Damit vereint ein IBE die Möglichkeiten einer Simulation mit der realistischen Darstellung eines Realfilms. Die Erstellung eines IBE ist aufwändig, da für jede vornehmbare Handlung Fotoserien oder Videosequenzen des realen Experiments bereitgestellt werden müssen. Die Fotos werden mit den Handlungen (Mausbewegungen) so verknüpft, dass der Eindruck einer direkten Manipulation des abgebildeten Experimentes entsteht. Erste IBE wurden 1999 an der TU Berlin entwickelt (Kirstein, 1999). Technisch werden IBE durch die Einbettung der Fotos in z.B. Macromedia Director oder Flash realisiert.
Abgrenzung zu Realfilm und Simulation
| Eigenschaften | Realfilm | IBE | Simulation |
|---|---|---|---|
| 1 Repräsentationsart | |||
| a) künstliche Abbilder | 0 | 0 | x |
| b) reale Abbilder | x | x | 0 |
| 2 Daten basieren auf | |||
| a) mathematischen Modellen | 0 | 0 | x |
| b) realen Vorgängen | x | x | 0 |
| 3 Abfolge | |||
| a) linear | x | 0 | 0 |
| b) verzweigt (mehrdimensional) | 0 | x | x |
| 4 Interaktion | |||
| a) Indirekte Manipulation | x | 0 | 0 |
| b) Direkte Manipulation | 0 | x | x |
Quelle: Physikdidaktik der TU Berlin
Einsatzmöglichkeiten
IBE können in Lernsituationen eingesetzt werden, in denen Experimentieren des Lernenden didaktisch gewünscht ist:
- im Hochschul- oder Betriebspraktikum
- in der Schule, z.B. im Physikunterricht
- zum ubiquitären Nachbereiten realer Experimente
IBE haben den Vorteil gegenüber realen Experimenten, dass - bei vorhandenen Computern - der Logistikaufwand erheblich geringer ist. Nachteil ist, dass dem IBE die haptische Komponente des Realexperimentes fehlt.
Forschung und Entwicklung
Viele Forschungsarbeiten rund um IBE sind Entwicklungsprojekte, bei denen aus realen Experimenten neue IBE entwickelt wurden (z.B. Kirstein, 1999; Theyßen, 2000 als Grundlage für IBE), wenige Arbeiten untersuchen bislang empirisch die Lernwirksamkeit:
- Vergleichbarer Lernerfolg: Der Vergleich mit Hilfe von Nebenfachstudenten, die im Physikpraktikum mit IBE (eingebettet in eine hypermediale Lernumgebung) oder mit den realen Experimenten arbeiteten, lieferte die gleiche Lernwirksamkeit (Hüther, 2005).
- Höhere Lerneffizienz: Beim Einsatz im Schülerpraktikum (Physikunterricht 9. Klasse Gymnasium) stellte man fest, dass die Schüler mit dem IBE genauso gut lernen wie mit dem Realexperiment, jedoch arbeiten die Schüler mit dem IBE um 28% schneller (Brell, 2008).
Literatur
- Kirstein, Jürgen: Interaktive Bildschirmexperimente; Technik und Didaktik einer neuartigen Methode zur multimedialen Abbildung physikalischer Experimente. Dissertation, Technische Unniversität Berlin, 1999.
- Theyßen, Heike: Ein Physikpraktikum für Studierende der Medizin. Darstellung der Entwicklung und Evaluation eines adressatenspezifischen Praktikums nach dem Modell der Didaktischen Rekonstruktion Dissertation, Universität Bremen. Berlin, Logos Verlag, 2000. ISBN 3-89722-334-1
- Hüther, Monika: Evaluation einer hypermedialen Lernumgebung zum Thema Gasgesetze. Eine Studie im Rahmen des Physikpraktikums für Studierende der Medizin. Dissertation, Universität Duisburg-Essen. Berlin, Logos Verlag, 2005. ISBN 3-8325-0911-9
- Brell, Claus: Lernmedien und Lernerfolg - reale und virtuelle Materialien im Physikunterricht. Empirische Untersuchungen in achten Klassen an Gymnasien (Laborstudie) zum Computereinsatz mit Simulation und IBE. Dissertation, Universität Bremen. Berlin, Logos Verlag, 2008. ISBN 978-3-8325-1829-5 ISSN 1614-8967
