MyoRobot – Kompetenzen in der Muskelbiomechanik mit virtuellem Labor vermitteln und anwenden

Kurzbeschreibung: Studierende des Vertiefungsfachs Medizinische Biotechnologie erlernen anspruchsvolle Verfahren und die Handhabung von biologischem Gewebe in den Laboren der Lebenswissenschaften mittels virtuellem Labor (MyoRobot vLab).

Zielgruppen: Master

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Ausgangssituation

Bisher gibt es kein Konzept der Gamification und des Blended Learning mit vLabs an der FAU. Der Kurs "Biomechatronik für Muskelbiomechanik" führt die Studierenden in eminente aktuelle Probleme in den Lebenswissenschaften, biomedizinischen Wissenschaften und Neurowissenschaften (in Bezug auf Muskelkrankheiten) ein. Er vermittelt ihnen nicht nur Wissen und Grundlagen über mögliche Werkzeuge, sondern auch Kompetenzen in einem praktischen Kurs an lebenden Muskelproben tierischen Ursprungs. Englisch wurde als Kurssprache gewählt, um dem Internationalisierungscharakter Rechnung zu tragen und die Studenten verstärkt mit internationaler Literatur in Berührung zu bringen, um sie auf ihren zukünftigen Karrierewege in den biomedizinischen/Ingenieurwissenschaften vorzubereiten. Die Zusammenfassung der studentischen Einstellungen und Verhaltensweisen nach etwa fünf Jahren der Durchführung dieses Kurses während des Sommersemesters ist die folgende: Die Studierenden lesen fast nie das Skript der praktischen Lehrveranstaltung. Der geringe Anteil Studierender, die den Inhalt des Skripts tatsächlich gelesen haben, kann nicht einmal die Hälfte der geplanten Experimente beschreiben. Zudem scheinen die Studenten nicht engagiert zu sein. Als einer der Hauptgründe wurde das abstrakte Konzept identifiziert, eine Gruppe von Studierenden mit einem neuen Experimentiergerät nur durch eine reine a priori schriftliche Konfrontation vertraut zu machen, ohne die Möglichkeit, die Studierenden vorher mit dem System 'herumspielen' zu lassen. Die Systeme sind sehr teuer und eingebaut, so dass ein defekter empfindlicher Kraftaufnehmer, der während der Ausbildung der Studenten versehentlich kaputt geht, enorme Kosten und Ausfallzeiten nach sich ziehen würde. Daher sind die oben erwähnten Probleme mit den Ressourcen ein wesentliches Hindernis für ein optimales Lernen der Studierenden, das in vielen fachpraktischen Kursen wie diesem auftritt.

Ziele

Das Ziel dieses Projekts ist es, ein Online-Szenario für ein "webbasiertes virtuelles Labor" (vLab) für Blended Learning zu entwerfen, zu erstellen und zu implementieren. Zudem soll den Studierenden das reale Labor in einer kontrollierten experimentellen Umgebung nähergebracht werden und auch die Zeit und die Mittel zur Verfügung gestellt werden. Somit soll auch das Problem der Ressourcenknappheit angegangen werden. Es wird darauf abgezielt, das Engagement der Studierenden durch die "Gamification" des MyoRobot-Praxisunterrichts wesentlich zu verbessern, indem authentische Simulationen mit problemorientierten praktischen Lektionen integriert werden, auf die "überall" und "jederzeit" sowie innerhalb einer Blended-Learning-Umgebung zugegriffen werden kann.

Konzepte, Umsetzung, Methoden

Das vLab kann den Studierenden vor dem praktischen Unterricht über StudOn zur Verfügung gestellt werden und zwar unter Verwendung einer Moderator-basierten, geschlossenen Szenario-Simulation der tatsächlichen Laborumgebung, ein Konzept, das von dem australischen Mitarbeiter P. Polly entwickelt wurde. Das MyoRobot vLab soll ein eigenständiges Online-Trainings- und Vorbereitungsmodul mit Videomaterial und Tutorials sein, das von verschiedenen Mitgliedern des Instituts vorgestellt wird. Ein spezieller Blended-Scenario-Learning-Aspekt wird die Implementierung von Fehler- und Fehlerszenarien sein, in denen das Ergebnis von häufigen Fehlern, die von Studierenden während des realen praktischen Unterrichts gemacht werden, simuliert wird. Feedback wird sofort gegeben, indem dem Studierenden reflektierende Q&A-Abschnitte zur Verfügung gestellt werden. Der nächste Schritt zum Experiment kann nur nach erfolgreicher Beendigung der vorherigen Aufgabe verfolgt werden. Die Studierenden können die Szenarien immer und immer wieder wiederholen, bis sie erfolgreich abgeschlossen sind. Wichtig ist, dass sie in ihrem eigenen Tempo und in ihrer eigenen Zeit lernen können; somit wird ein personalisierter Lernansatz geboten, der auf die unterschiedlichen Bedürfnisse der Studierenden eingeht.

Zentrale Serviceangebote und genutzte Unterstützung

  • Didaktische Beratung
  • Finanzmittel für Hilfskräfte
  • Konzeptionelle Beratung
  • Netzwerktreffen

Weitere Informationen

Weitere Informationen über das Projekt finden Sie im [QuiS DiL] Bericht zu „Virtual Labs – mit Konzept!“ vom 20. Dezember 2019. Das Projekt wurde im Rahmen des Tag der Lehre 2019: „Teaching in Motion – Digitale Lehre bewegt“ vorgestellt. (PDF)  

Förderzeitraum

April 2019 - März 2021

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Fakultäten/Fachbereiche

Technische Fakultät

Lehrstuhl

Lehrstuhl für Medizinische Biotechnologie (MBT)

Lehrveranstaltungen

Labor

Zielgruppen

Master

Didaktische Aktivitäten

aktivieren/motivieren, verarbeiten/anwenden, vermitteln

Digitale Konzepte und Tools

Simulation

Projektverantwortliche

Prof. Dr. Dr. Oliver Friedrich

Dezentrale E-Learning-Koordination

Anja Bird

Zentrale Koordination für digitale Lehre (ILI)

Sónia Hetzner

Schlagworte

Virtual Reality