Experimente mit Bunsenbrenner und Co au?erhalb der Laborgeb?ude: Das ist an der Universit?t Paderborn m?glich. Studierende k?nnen dort im ?VirtuChemLab“ Praktika mithilfe einer VR-Brille absolvieren und sich so naturwissenschaftliches Grundlagenwissen aneignen. Dazu kommt in Kürze der erg?nzende Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI). Anfang April ist das Projekt ?VRLabTutor“ gestartet. Unter der Koordination von Hendrik Peeters, Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Chemiedidaktik, wird das virtuelle Labor um eine KI-basierte Assistenz erweitert, die Hilfestellungen leistet und Feedback gibt. Das Vorhaben wird für zwei Jahre mit rund 360.000 Euro durch die Stiftung Innovation in der Hochschullehre (StIL) im Rahmen der F?rderlinie ?FREIRAUM 2025“ gef?rdert.
Das bestehende Labor ?VirtuChemLab“ erm?glicht es Studierenden schon jetzt, chemische Experimente zeit- und ortsunabh?ngig in einer realit?tsnahen Umgebung durchzuführen. Neu hinzu kommt eine adaptive, KI-gesteuerte Assistenz in Avatarform, die den Studierenden direktes, individuelles Feedback gibt und Fragen zu den Experimenten beantwortet. Eine wesentliche Besonderheit des Projekts ist die aktive Rolle der Studierenden: Die Entwicklung der KI-Assistenz erfolgt in interdisziplin?rer Zusammenarbeit zwischen der Chemiedidaktik und der Arbeitsgruppe ?Theorie verteilter Systeme“ des Instituts für Informatik. Studierende des Masterstudiengangs Computer Science sind ma?geblich in Form von curricular verankerten Projektgruppen beteiligt. Regelm??ige Usertests durch Chemiestudierende sorgen dafür, dass die KI-Assistenz optimal an die Bedürfnisse der Nutzer*innen angepasst wird. ?Das Projekt bietet unseren Informatik-Studierenden eine einmalige Gelegenheit, innovative Technologien wie Virtual Reality und KI praxisnah zu entwickeln und unmittelbar mit den Nutzer*innen zusammenzuarbeiten“, sagt Dr. Matthias Fischer, der das Projekt aufseiten der Informatik leitet.
?Unser Ziel ist es, durch individuelle, KI-gestützte Rückmeldungen Studierende besser auf reale Laborsituationen vorzubereiten und so m?gliche Unsicherheiten abzubauen. Damit erg?nzen wir die realen Laborpraktika gezielt und schaffen eine innovative Lernumgebung“, erl?utert Projektkoordinator Peeters. Prof. Dr. Sabine Fechner, Professorin für Chemiedidaktik, erg?nzt: ?Die individuelle, KI-basierte Rückmeldung unterstützt die Studierenden nicht nur dabei, grundlegende Handlungsabl?ufe im Chemielabor zu üben, sondern sensibilisiert sie zugleich frühzeitig für potenzielle Gef?hrdungen und sicherheitsrelevante Aspekte im realen Labor.“
Eine weitere Besonderheit ist die hochschuldidaktische Begleitung. Die Stabsstelle Bildungsinnovationen und Hochschuldidaktik der Universit?t Paderborn unterstützt das Team dabei, die Erkenntnisse fakult?tsübergreifend zu übertragen, hochschuldidaktisch aufzubereiten und die Einbettung in andere Lehrkontexte zu prüfen. Iris Neiske von der Stabsstelle betont: ?Ein zentraler Aspekt unserer Arbeit ist es, den Transfer der Projektergebnisse in andere F?cher und Kontexte aktiv auszuwerten und durch den Aufbau eines fakult?tsübergreifenden Netzwerks zu f?rdern.“
Bis M?rz 2027 wird das erweiterte ?VirtuChemLab“ evaluiert und schrittweise in bestehende Lehrveranstaltungen und Unterstützungseinrichtungen integriert. Eine projektbezogene Webseite und soziale Medien informieren regelm??ig über den Fortschritt. Die Software soll nach erfolgreicher Auswertung ver?ffentlicht und langfristig in der Lehre etabliert werden.
