KiSOC

Der Kiel Science Outreach Campus (KiSOC) ist ein neuer Wissenschaftscampus der Leibniz-Gemeinschaft. Er wird getragen durch das Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Durch themenspezifische Vernetzung von universitären und außeruniversitären Einrichtungen erschließt und evaluiert KiSOC innovative Forschungsfelder der Wirkung und der Wirkbedingungen von Präsentationsformaten für Science Outreach.

Innerhalb KiSOC stellt sich Frau Sara Siebert einem Promotionsvorhaben, das die Wirkung immersiver Medien im Vergleich zwischen Fulldome, VR-Brille und klassischem 16:9 Format im Science Outreach untersucht. Thematisch richtet sich die Promotion am Beispiel der Nano- und Oberflächenwissenschaft aus.

Die fachwissenschaftliche Aktualität und Relevanz im Bereich der Nano- und Oberflächenforschung sichert das Institut für Materialwissenschaft der Christian-Albrechts-Unversität zu Kiel. Die pädagogische und Methodenkompetenz bringt das Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) ein. Die Fachhochschule Kiel beteiligt sich mit der einzigartigen Erfahrung am Zentrum für Kultur- und Wissenschaftskommunikation.

Am dortigen „Mediendom“ wurden seit 2003 mehrfach innovative Meilensteine in der Entwicklung immersiver Medien gesetzt. So entstand auch der Forschungsschwerpunkt „Immersion“ am Fachbereich Medien der Fachhochschule Kiel, der z.B. in der Herausgabe des „Jahrbuches immersiver Medien“ sichtbar wird. Projekt- und Abschlussarbeiten der Studiengänge Multimedia Production (BA) und Medienkonzeption (MA) fließen in das Kooperationsvorhaben ein.

nano360

Als Grundlage des Forschungsprojektes werden Themenmodule zu Inhalten der Nano-  und Oberflächenwissenschaft zugleich in immersiven und klassischen Medien konzipiert und produziert. Das geschieht in enger Abstimmung der genannten Projektpartner. Der Fokus liegt dabei auf Lernprozessen und der emotionalen Wirkung. Unter der Bezeichnung „nano360“ werden Organisationsformen, Arbeitsschritte und Milestones im Produktionsprozess unter www.nano360.de sichtbar gemacht. 

Der interaktiven Steuerung immersiver Wahrnehmungen kommt eine besondere Bedeutung zu. Aus der Software der Spieleindustrie heraus stehen neuartige, haptische

Ein- und Ausgabeoptionen und Produktionstools zur Verfügung oder sind absehbar verfügbar. Deren Eignung für Public Outreach soll im Rahmen von KiSOC identifiziert, erprobt und evaluiert werden.

Parallel zum Forschungsprojekt wird von Beginn an die Erschließung des bestehenden Netzwerkes der Initiativen und Institutionen der Wissenschaftskommunikation verfolgt. Ziel ist es, die Forschungsergebnisse ohne Zeitverzug für die Entwicklung des Public Outreach zugänglich zu machen und dazu Meilensteine beizutragen.

Der Wasserläufer (Gerridae)

Die Verwandschaftsgruppe der Wasserläufer (im weiteren Sinne, Gerromorpha) sind eine Teilordnung der Wanzen und umfasst weltweit etwa 1900 beschriebene Arten.  Gemeinsam ist allen Gerromorpha eine feine hydrophobe Behaarung auf Kopf, Thorax und auf Teilen des Abdomens. Von der Familie der langbeinigen Gerridae kommen im Mitteleuropa 10 Arten vor. 

Als erstes Modul unter „nano360“ wird eine Unterrichtseinheit über Gerridae entwickelt, die gezielt immersive und interaktive Vermittlungsformen aufgreift. Kindern und Jugendlichen ist der Wasserläufer aus dem unmittelbaren Naturerleben bekannt. „Auf dem Wasser laufen können“ ist per se etwas Besonderes. Es gibt gewiss Scheinwissen über die Frage, „warum“ Gerridae nicht einsinkt. Der Blick in die Nanostrukturen zum Verständnis der Wechselwirkung zwischen Beinen und Wasser ist vermutlich für alle Schülerinnen und Schüler Neuland.

Die Unterrichtseinheit beginnt mit einem immersiven Flug aus einer naturnahen Landschaft und führt unter die Wasseroberfläche in einen Teich. Dabei begegnet die Lerngruppe dem Wasserläufer zunächst aus der gewohnten Perspektive des Betrachters am Teichrand, die sich Stück für Stück in eine Ansicht in „Augenhöhe“ zu dem Wasserläufer ändert. Die Kamera taucht ein, zeigt Wasserläufer aus der Ansicht von unten und führt dann nach und nach in die Nanostrukturen seiner intensiv behaarten Beine.

Dieser Ablauf ist so konzipiert, dass er kraft der digitalen Inszenierung Sichtweisen auf den Wasserläufer zeigt, die nicht zum Erfahrungswissen der Lerngruppe gehören können. Sei es die Perspektive einer Wanze auf die Teichoberfläche, sei es der Blick aus dem Teich heraus, sei es die Anmutung eines Insekts in der gewaltigen Dimension einer Kuppelprojektion oder die hoch komplexe Nanostruktur der Beine. Alle Szenen sind für ein intensives, immersives Erlebnis geeignet.

In einem zunächst mit klassischen Methoden gestalteten Lernmodul werden dann die physikalischen Grundlagen der Interaktion der Haare mit den Wassermolekülen vermittelt. Dabei wird zunächst ein stark vereinfachtes Modell der Haare eingeführt.

Anhand dieses Modells wird die Auswirkung von Modifikationen am Haarkleid des Wasserläufers interaktiv und immersiv visualisiert. Im Idealfall wird es möglich sein, die Auswirkung auf die Tragfähigkeit der Beine durch einen Datenhandschuh zu steuern und spürbar zu machen. Sinkt Gerridae weiter ein, taucht er auf, versinkt er? Welche Parameter wirken in welcher Weise? Die Visualisierung wird im Stil eines 360°-Tryptikons die Veränderung der Parameter im Modell, die zuvor erarbeitete Abhängigkeit in der Formelsprache und die Auswirkung auf das Eintauchen des Tieres in einer immersiven Lernumgebung erfahrbar machen. 

Nach dieser Einführung in die Nanothematik an einem naturnahen Thema wird dann ein aktuelles Thema aus der Nano- und Oberflächenforschung an künstlichen Materialien aufbereitet und vermittelt werden. Dazu sollen auch haptische Objekte erstellt werden, die die an der Betrachtung des Wasserläufers erarbeiteten Kompetenzen in ein unmittelbares Erfahrungswissen mit innovativen Werkstoffen einbetten.