Virtuelle Mikroskopie - Eine Zukunftsperspektive für den ...Ÿler-Virtuelle... · Verwendung des Mikroskops im Biologieunterricht ... jedem internetfähigen Computer betrachtet werden

Virtuelle Mikroskopie - Eine Zukunftsperspektive für den Biologieunterricht in der Schule?

Virtual microscopy - A future perspective for biology education in school?

Alena Greßler*, Sandra Zimmermann*, Katharina Weislogel*, Matthias Pfeiffer§, Mathias Fingerhut§, Gertrud Klauer#, Detlef Krömker§, Paul Dierkes*

Journal für Didaktik der Naturwissenschaften und der Mathematik (P/S)Juni 2017, Vol.1, pp. 20-34

Zusammenfasssung

Digitale Medien beeinflussen das Lehren und Lernen mittlerweile in allen Bildungsbereichen. Dies gilt auch im Schulalltag, in dem immer häufiger digitale Medien eingesetzt werden. Durch den gezielten Einsatz von „digitalen Werkzeugen“ in fachspezifischen Zusammenhängen kann die Qualität der Wissensvermittlung im Schulunterricht verbessert werden (Dierkes, 2015; Graf et al., 2016). Der folgende Artikel zeigt dies beispielhaft im Bereich der biologischen Arbeitsweise des Mikroskopierens auf. Durch die Anwendung eines „virtuellen Mikroskops“ lassen sich Limitierungen umgehen, zu denen beispielsweise die Abnutzung optischer Geräte oder Dauerpräparate gehören. Schülerinnen und Schüler erhalten so neue Möglichkeiten sich eigenständig mit neuen Inhalten auseinander zu setzen und apparativ-methodischen Hürden auszuweichen.

Schlüsselwörter: Virtuelle Mikroskopie, Schülerlabor, Lehramtsausbildung, Biologieunterricht

Abstract

Not only does digital media influence learning. It has also the potential to gentrify teaching in any educational sector. Till today, digital media have found their way into every day school life. At school the specific use of ‘digital tools’ in specific contexts can improve the quality of knowledge transfer (Dierkes, 2015; Graf et al., 2016). The following article elaborates the explicit use of computers in the field of the biological method microscopy. The use of a ‘virtual microscope’ avoids limitations such as the abrasion of optical devices or durable preparations. Students obtain new possibilities to incorporate independently with new professional contents. This way students can avoid instrumental and methodological barriers.

Keywords: Virtual microscopy, out-of-school laboratory, teacher education, biology education

und die Funktionen von Zellen und Geweben sowie für Entwicklungsprozesse von Organismen auszubilden (Gropengießer & Zabel, 2012). Die praktische Arbeit mit Schulmikroskopen wird in fachdidaktischen Publikationen immer wieder gefordert und gehört daher zu den obligatorischen Inhalten des Biologieunterrichts.

Schwierigkeiten im Schulalltag, zu denen u.a. der höhere Zeitaufwand für Vorbereitungs- und Aufräumarbeiten, die eventuelle Herstellungszeit mikroskopischer Präparate bzw. die Verfügbarkeit geeigneter Dauerpräparate sowie die Einsatz-fähigkeit der Schulmikroskope gehören, führen

1 Einleitung

Das Mikroskopieren ist eine wesentliche bio-logische Forschungsmethode, die im Rahmen der Erkenntnisgewinnung im Biologieunterricht eine wichtige Rolle spielt. Die Verwendung von Lichtmikroskopen eröffnet Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, biologische Objekte näher zu betrachten und zu beobachten, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind. Zentrale Aussagen der Zelltheorie können durch die Verwendung des Mikroskops im Biologieunterricht zielgerichtet vermittelt werden und helfen somit, ein grundlegendes Verständnis für den Aufbau

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jedoch häufig zum Rückgriff auf alternative Medien (z.B. Mikroprojektion oder Filme von mikroskopischen Aufnahmen). Diese haben lediglich einen Demonstrationscharakter und sind nur in geringem Maße mit einer Eigentätigkeit der Schülerinnen und Schüler verbunden. Eine Vergleichsstudie (wechselseitiger Unterricht mit Mikroskop oder Videoaufnahmen) zeigt deutlich den besseren Behaltenserfolg sowie die Bevorzugung des Mikroskopierens durch die Schülerinnen und Schüler (Killermann & Rieger, 1996). Folglich spielen das selbsttätige Erkunden und das Mikroskopieren für den Lernerfolg eine wichtige Rolle.

Die Fortschritte digitaler Technologien bieten jedoch neue Alternativen, bei denen Schülerinnen und Schülern selbsttätig handeln und neue kognitive Lernmöglichkeiten eröffnet werden. „Virtuelle Mikroskope“ (Betrachten und Analysieren digitalisierter mikroskopischer Gewebepräparate in zoombarer Form via Computerbildschirm) werden seit etwa zehn Jahren, meist in der medizinischen Hochschullehre, erfolgreich eingesetzt (Glatz-Krieger et al., 2006; Heidger et al., 2002; Kumar & Velan, 2010). Diese computergestützte Technik ermöglicht eine aktive Auseinandersetzung der Lernenden mit den mikroskopischen Präparaten. Erste Studien zeigen eine hohe Effizienz beim Lernprozess auf (Scoville & Buskirk, 2007). Mit geeigneten didaktischen Konzepten und einer zielgerichteten Auswahl virtueller Präparate eröffnet diese Technologie in Zukunft neue Perspektiven im schulischen Kontext.

1.1 Virtuelle Mikroskopie

Es gibt derzeit noch keine allgemeingültige Definition für die virtuelle Mikroskopie. Kalinski et al. vertreten den Ansatz, dass allein der Begriff „virtuelle Mikroskopie“ schon unglücklich gewählt sei, denn „es [handelt] sich bei digitalisierten Präparaten nicht um künstlich erzeugte Objekte, sondern […] um digitale Abbilder tatsächlicher mikroskopischer Präparate“ (Kalinski et al., 2006). Im Allgemeinen basiert die virtuelle Mikroskopie auf der digitalen Erfassung mikroskopischer Präparate, die mit geeigneten Objektträgerscannern unter Anwendung klassischer lichtmikroskopischer Technik digitalisiert werden (Akquisitionssystem). Die Qualität der Abbildung ist mit dem Original gleichwertig. Sie hängt wie beim konventionellen Mikroskop von der Wellenlänge des Lichtes und der numerischen Apertur des verwendeten Objektivs ab (in der Praxis meist hochauflösende 40x-Trockenobjektive im Scansystem).

Als „virtuelles Mikroskop“ wird das entsprechende Bildbetrachtungsprogramm für einen Computerarbeitsplatz (client) bezeichnet. Über diese Software können virtuelle Präparate jederzeit und nahezu von einer unbeschränkten Anzahl von Nutzern als Unterrichtsmedien gleichzeitig betrachtet werden (Glatz-Krieger et al., 2006). Die virtuellen Präparate werden auf einem Server gespeichert und können gleichzeitig zum parallelen Betrachten von zahlreichen clients abgerufen werden (Bilddatenspeicherung und -bereitstellung). Die virtuelle Mikroskopie kann entsprechend als eine spezielle Art der Mikroskopsimulation bezeichnet werden (Hentschel, 2009).

Abbildung 1: Der prinzipielle Aufbau eines virtuellen Mikroskopsystems

Im Allgemeinen basiert die virtuelle Mikroskopie auf der digitalen Erfas-sung mikroskopischer Präparate, die mit geeigneten Objektträgerscannern unter Anwendung klassischer licht-mikroskopischer Technik digitalisiert werden. Die virtuellen Präparate wer-den auf einem Server gespeichert, und sind dann von den einzelnen Computerarbeitsplätzen zugänglich.

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Der prinzipielle Aufbau eines virtuellen Mikroskopsystems ist in Abb. 1 dargestellt. Bei der Digitalisierung der Präparate sollte die Bildqualität gleichwertig oder durch eine Nachbearbeitung besser im Vergleich zum Originalpräparat sein. Beim Scanvorgang wird der Objektträger in vertikaler und horizontaler Richtung bewegt, wobei Mechanik, Kamera und Fokussierung des Präparats computergesteuert koordiniert werden. Für die Digitalisierung eines Präparats gibt es zwei Möglichkeiten: line scanning oder image tiling (Kalinski et al., 2006). Beim image tiling erfolgt eine rasterförmige Aufnahme von Einzelbildern und beim line scanning werden kontinuierliche Bildstreifen erzeugt. Die Einzelbilder werden anschließend mosaikartig zu einem Gesamtbild zusammengesetzt (stitching).

Als Voraussetzung für die gemeinsame Nutzung virtueller Präparate müssen die erzeugten Dateien in einem einheitlichen Dateiformat abgelegt werden. Das Abrufen der Bildinformationen wird durch eine schnelle Netzwerk-/Internetverbindung ermöglicht oder alternativ können die Bildinformationen auch über einen lokalen Server bereitgestellt werden. Der Speicherbedarf eines virtuellen Präparats auf dem Server ist von seiner Größe und Auflösung abhängig. Trotz der Verwendung sogenannter Komprimierungsformate ist der Speicherbedarf enorm, weshalb die Übertragung großer Dateien auf den Anwendungsrechner nicht praktikabel ist. Die Lösung für dieses Problem ist das so- genannte image streaming. Dabei werden nur diejenigen Informationen über die Netzverbindung bereitgestellt, die der Anwender zur Betrachtung des gewählten Bildausschnitts benötigt. Der Anwender kann entweder einen kleinen Bereich mit maximaler Auflösung betrachten oder einen größeren Bereich mit niedrigerer Auflösung. Alle zu diesem Zeitpunkt nicht benötigten Daten lagern auf dem externen Server, von dem sie bei Bedarf angefordert werden können. Die Übertragung der Daten über eine Internetverbindung von 100 MBit/s ist ausreichend für die Betrachtung der virtuellen Präparate ohne erkennbare Verzögerung (Hentschel, 2009).

1.2 Anwendungsbereiche der virtuellen Mikroskopie in der Lehre

In der medizinischen Ausbildung an Universitäten wird die virtuelle Mikroskopie in Zukunft sicherlich eine wesentliche Rolle einnehmen (Kumar &

Velan, 2010; Paulsen et al., 2010). Insbesondere in den Bereichen Histologie und Pathologie ersetzt die virtuelle Mikroskopie zunehmend traditionelle Lern- und Ausbildungsmethoden, zu denen Arbeitshefte oder das Arbeiten mit Dauerpräparaten und konventionellen Mikroskopen gehören (Glatz-Krieger et al., 2006; Hamilton et al., 2012). Ob die virtuelle Mikroskopie die konventionelle Mikroskopie in der Lehre ersetzen kann, wird nach wie vor intensiv diskutiert. Viele Studien zeigen eine hohe Akzeptanz und motivierende Wirkung der virtuellen Mikroskopie bei Studierenden in der Medizin auf (Harris et al., 2001; Helle et al., 2011; Mione et al., 2013; Schmidt et al., 2011). Im Hinblick auf den Lernzuwachs oder die diagnostische Genauigkeit wurden in weiteren Studien keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Methoden ermittelt (Scoville & Buskirk, 2007; Furness, 2007). Obwohl sich die virtuelle Mikroskopie gerade für die Biologie mit ihrer organismischen Vielfalt anbietet, sind beschriebene Anwendungsszenarien oder Lernumgebungen bislang kaum zu finden (Bonser et al., 2013). Studien über den direkten Einsatz im Biologieunterricht in der Schule existieren nicht.

1.3 Virtuelle Mikroskopie im Biologieunterricht in der Schule?

Im Hinblick auf den schulischen Einsatz deuten sich bei der virtuellen Mikroskopie klare Vorteile an. Die Anschaffung von Schulmikroskopen und Dauerpräparaten ist mit hohen Kosten verbunden. Sowohl Geräte als auch Präparate weisen bei häufigem Gebrauch oder auch lagerungsbedingt Abnutzungen oder Beschädigungen auf, die die Abbildungsqualität senken. Virtuelle Präparate bzw. virtuelle Mikroskope haben jedoch eine gleichbleibende Qualität, sind beliebig oft kopierbar und die Betrachtung erfolgt unabhängig vom Mikroskop. Gerade diese Argumente stellen eine wichtige Begründung dar, um - nach der Einführung in die konventionelle Mikroskopie - in höheren Jahrgangsstufen komplexere Strukturen oder Sachverhalte sowie schwierig zu erstellende Präparate (Färbetechniken, Schnittherstellung) mit der virtuellen Mikroskopie zu erschließen. Die virtuellen Präparate können prinzipiell mit jedem internetfähigen Computer betrachtet werden. Das ermöglicht den Schülerinnen und Schülern Lerngelegenheiten über die reguläre Schulstunde hinaus. Es können am Computer Bildanalysen und Größenmessungen durchgeführt


werden. Das Einfügen von Anmerkungen oder das Markieren von interessanten Regionen eröffnen im schulischen Unterricht zahlreiche didaktisch-methodische Möglichkeiten. Durch das Speichern von Ergebnissen als Bilddateien auf einer Festplatte können mehrere Präparate zu einem inhaltlichen Komplex zusammengefügt und mit zusätzlichen Lernarrangements (Lernplattformen etc.) verknüpft werden. Alle Lernenden bekommen dieselben virtuellen Präparate zur Betrachtung, so dass Lernergebnisse gut vergleichbar sind und eine inhaltliche Diskussion synchron und auf gemeinsamer Basis erfolgen kann.

Im Rahmen des computergestützten Biologie-unterrichts können „virtuelle Mikroskope“ verschiedene Werkzeugfunktionen (Dierkes, 2015) übernehmen:

a) Übungs- und Informationswerkzeug: Als Lernprogramm kann die Bildbetrachtungssoftware Faktenwissen vermitteln und bekannte Lerninhalte (z.B. bereits eingeführte mikroskopische Präparate) wiederholen und vertiefen. Textbausteine in Form von Anmerkungen (Annotationen) können zielgerichtet eingesetzt werden. Sie sind von den Lehrenden bzw. Lernenden einsehbar und können beispielsweise fachliche Hilfestellungen oder Beobachtungsaufträge enthalten (siehe Abb. 2). Insbesondere das kriteriengeleitete Vergleichen wird durch die Öffnung mehrerer Präparate ermöglicht. Geeignete Beobachtungsaufträge und Hintergrundinformationen erleichtern die gezielte Analyse der Präparate.

b) Kommunikationswerkzeug:Annotationen, Markierungen, Bildschirmfotos und Messergebnisse können gespeichert, wieder abgerufen und im Netzwerk zwischen Rechnern ausgetauscht werden. Der Informationsaustausch der Lernenden untereinander sowie mit der Lehrkraft werden somit deutlich erleichtert.

c) Messwerkzeug:In den Fachwissenschaften erfolgen die Erfassung, Verarbeitung und Analyse biologischer Messdaten heutzutage fast ausschließlich computergesteuert. Diese Vorgehensweise wird beispielsweise durch Bestimmung verschiedener Zellparameter (Größe, Durchmesser u.a.) nachvollzogen. Durch die direkte Erhebung der Messgrößen können existierende Fehlvorstellungen (Hammann & Asshoff, 2015) unmittelbar behoben werden.

d) Visualisierungs- und Explorationswerkzeug: Die Auswahl virtueller Präparate ist theoretisch nur wenig eingeschränkt. Besondere Aufnahmen, zu denen teure Färbemethoden oder Fluoreszenzaufnahmen gehören, können somit im Rahmen des Schulunterrichts den Lernenden zugänglich gemacht werden.

e) Produktionswerkzeug: Die gegenseitige Präsentation sowie die Vorstellung von Arbeitsergebnissen im Plenum werden durch die Darstellung auf dem Monitor oder durch Projektionsgeräte (z.B. Beamer) vereinfacht. Aufgenommene Bilder können gespeichert und in anderen Präsentationsprogrammen weiter verwendet werden.

Abbildung 2:Werkzeugfunktionen des „Vir-tuellen Mikroskops“

Im Rahmen des computerge-stützten Biologieunterrichts können „virtuelle Mikroskope“ verschiedene Werkzeugfunk-tionen verwendet werden.


1.4 Vorhandene Möglichkeiten der „virtuellen Mikroskopie“ in der Schule

Entscheiden sich Biologielehrerinnen und –lehrer dazu, in ihren Unterrichtseinheiten die „virtuelle Mikroskopie“ zu nutzen, bieten sich unter anderem frei zugängliche Bildbetrachtungsprogramme (viewer) im Internet an (siehe dazu Tabelle 1). Eine Voraussetzung, dass der Unterrichtsverlauf nicht gestört wird, ist eine schnelle und stabile Internetverbindung bei jedem, der als client dient.

Bei den freizugänglichen „virtuellen Mikroskopen“ im Internet hat die Lehrkraft keine Einflussmöglichkeit bei der Auswahl der Präparate. Vorhandene Präparate müssen auf ihre Eignung hin überprüft werden, sodass eine hohe Vorbereitungszeit für die Verwendung im Unterricht benötigt wird. Oftmals werden die Vorbereitungen durch fehlende Informationen erschwert (keine Annotationen vorhanden).

Standort viewer Einsatzbereich Präparate Besonderheiten

Julius-Maximilians-Universität Würzburg97070 Würzburg

https://wuecampus2.uni-wuerzburg.de/moodle/course/view.php?id=4632https://wuecampus2.uni-wuerzburg.de/moodle/course/view.php?id=4662

Zoomfiy HumanmedizinPathologie

47 z.T. ausführliche Infodatei zu ein-zelnen Präparaten vorhanden

ZahnmedizinPathologie

63

Universität des Saar-landes66421 Homburg

http://www.mikrosko-pie-uds.de/

Zoomify Pathologie 84 Präparateliste, Infodateien vorhan-den, wenige Annotationen

Mikroskopische Anatomie 411

RWTH Aachen52062 Aachen

http://www.vm.rwth-aachen.de/intro/intro/index.html

Eigene Oberfläche Pathologie 489 Infodatei vorhanden, Viedeopod-casting

Mikroskopische Anatomie 122

Zahnmedizin 71

Uni Basel4056 Basel

https://histologie.unibas.ch/

Eigene Oberfläche Histologie 39 Infodatei zu jedem Präparat inklu-sive Aufgaben

Anatomische Mikroskopie 117

Mein-Körper-und-ichRenate Sedlak69117 Heidelberg

http://www.unserkoer-per.de/mikroskop

Eigene Oberfläche Verschiedenes, überwie-gend biologisch, aber auch technische Anwendung

44 Zielgruppe 8-12 Jährige, Möglich-keit eigene Bilder einzuschicken, schlechte Qualität, Anspruch an fachliche Korrektheit geht z.T. verloren

Virtuelle Mikroskope der Universität Gießen, Tierärztlichen Hochschule Hannover, MH Hannover, Uni Berlin, Uni Kiel und Uni Köln sind nur zugänglich für Mitglieder der Universität.

Tabelle 1: Bestandsanalyse von freizugänglichen virtuellen Mikroskopen(die hier genannten Angaben erfolgen ohne Gewähr und Anspruch auf Vollständigkeit)


Bei „virtuellen Mikroskopen“ universitärer Einrichtungen beinhalten die Annotationen oftmals eine hohe Fachbegriffsdichte, die von den Schülerinnen und Schülern wahrgenommen wird:

Beispiel einer Annotation des Virtuellen Mikroskops der Universität des SaarlandesPräparat: Mikroskopische Anatomie, Eierstock (Ovarium) Mensch GOLDNER 40xAnnotation: Schichten, Peritonealepithel, Tunica albuginea und Rinde mit spinozellulaerem Bindegewebe. In der Rinde liegen die Follikelhttp://www.mikroskopie-uds.de/zas/popup.htm?&gRulerUnits=cm&gRulerY=196&gNavbarX=400&gNavbarY=520&gViewY=50&gSkipLogin=1&gDefaultLabelVisibility=0&gPixelsPerUnit=62500&gSourceMagnification=40&gImagePath=../vm/ovar_kfl&gXMLPath=xml/ovar_kfl.xml(letzter Zugriff am 04.08.2016, 10:30 Uhr)

Die hohe Dichte unbekannter Fachbegriffe birgt die Gefahr, dass Lernende durch das „Wirrwarr von Begriffen überfordert“ (vgl. Graf & Berck. 1993) werden. Nach der Cognitive-Load-Theorie von Sweller und Chandler kann eine kognitive Überforderung („overload“) den Wissenserwerb bei Lernenden beeinträchtigen (Wild & Möller, 2015). Der Schwerpunkt freizugänglicher, virtueller Präparate liegt im medizinischen Bereich. Hochwertige virtuelle Präparate aus anderen Bereichen (z.B. Botanik oder Zoologie) sind bislang kaum erhältlich. Eine wichtige Limitierung des Einsatzes virtueller Mikrokopie ist der originäre Verwendungszweck. Viele Internetangebote sind für die universitäre Lehre konzipiert. Entsprechend wird die Unterrichtsplanung nicht nur von der ausführenden Lehrperson übernommen, sondern indirekt auch über die verschiedenen Anbieter (Ebner & Schön, 2013). Diese mangelnde schulspezifische Ausrichtung geht auf Kosten der Generierung didaktischer Szenarien, u.a. fehlen komplexe Bildungsarrangements (Schulmeister, 2006). Viele dieser Problemstellungen lassen sich durch eine angepasste, schulspezifische Software mit geeigneten, an curricularen Vorgaben orientierten virtuellen Präparaten umgehen. Auf die Entwicklung eines schülerorientierten „virtuellen Mikroskops“ wird im Folgenden eingegangen.

2 Entwicklung und Einsatzmöglichkeiten eines virtuellen Mikroskops im Schülerlabor Goethe-BioLab

Die Entwicklung eigener konzeptioneller Aspekte für den Einsatz virtueller Mikroskope in der Schule basieren auf einer neu programmierten Software, die hinsichtlich ihrer Benutzerfreundlichkeit und ihren Eigenschaften auf Schülerinnen und Schüler abgestimmt wurde. Das Programm (ViMi) dient als ein Bildbetrachtungsprogramm (‚viewer’) für hochauflösende mikroskopische Aufnahmen. Es wurde als eine Softwarelösung für einzelne Computerarbeitsplätze (Stand-alone-Lösung) sowie in Form eines Java-Applets für die Einbindung in Webseiten entwickelt. Die Funktionsfähigkeit dieses virtuellen Mikroskops wurde in der universitären Lehre im Grundstudium sowie im Rahmen von Schülerlaborveranstal-tungen (Goethe-BioLab, www.goethe-biolab.de) an der Johann Wolfgang von Goethe Universität Frankfurt am Main getestet.

2.1 Technische Grundlagen der Software ViMi

Das ViMi beinhaltet Funktionen zur Speicherung, Darstellung und Übertragung von hochauflösenden mikroskopischen Aufnahmen. Die vorherige Digitalisierung der Präparate (Gigapixelbilder) erfolgte mit zwei verschiedenen Mikroskopen: Zeiss Axio Observer Z1 (Objektiv 20x / 40x; Digitalisierung von Fluoreszenzpräparaten) sowie Zeiss Axio Scan Z1 (Objektive 20x; Digitalisierung von Durchlichtpräparaten). Die Aufnahmen, der Bearbeitungsprozess (stitching) und das Abspeichern der Bilder erfolgten mit Hilfe der Zeiss-Software ZEN® bzw. Axiovision®.

Gigapixelbilder besitzen eine hohe Auflösung und belegen somit viel Speicherplatz (Waldraff, 2004). Die Darstellung solcher Bilder kann mit Problemen verbunden sein (bspw. Bearbeitungszeit limitiert durch die Rechnerleistung). Für das ViMi erfolgt die Bildspeicherung in einem Pyramid Tiled TIFF Format. Dies ermöglicht einen direkten Zugriff auf benötigte Bildbereiche und die Darstellung wird entsprechend beschleunigt (Gu & Oglivie 2005). Das Programm arbeitet über einen Webserver (in der Abteilung für Biowissenschaften wird der Webserver Apache über xampp bereitgestellt), welcher mit dem serverbasierten System IIPImage zur webbasierten Anzeige und Vergrößerung von hochauflösendem Bildmaterial erweitert wurde


(Pillay, 2015). Für die Bildbereitstellung mithilfe des IIPImage wird die Formatierung Pyramid Tiled TIFF Format benötigt (Burger & Burge, 2005). Dieses pyramidale Dateiformat beschreibt ein Grafikformat, welches ein Bild gleichzeitig in verschiedenen Auflösungen ablegt (Gu & Oglivie, 2005). TIFF (Tagged Image File Format) beschreibt ein Dateiformat, welches in der Lage ist, mehrere Bilder gleichzeitig zu speichern. Durch seine hohe Flexibilität kann es auf die Bedürfnisse verschiedener Anwendungen angepasst werden. Das bekanntere JPEG-Bildformat wäre für eine Bilddarstellung nicht geeignet, da eine verlustbehaftete Kompression zugrunde liegt (Slawski, 2006).

2.2 Überblick und Eigenschaften der ViMi-Programmoberfläche

Bei der Gestaltung der Programmoberfläche standen Benutzerfreundlichkeit und Schülerorientierung im Vordergrund (z.B. intuitive Programmstruktur, einfache Bedienung, keine ausführlichen Erklärungen notwendig). Als Navigationsstruktur wird eine Baumstruktur verwendet, die den Nutzern über andere Programme vertraut ist (Böhringer et al., 2008). Die Programmoberfläche teilt sich in zwei Bereiche: einen Kopfbereich mit Menü- und Werkzeugleiste (Toolbar) und einen zentralen Bereich, der das Bild darstellt (siehe Abbildungen 3a und 3b).

Die Programmoberfläche teilt sich in drei Bereiche: einen Kopfbereich mit Menü- und Werkzeugleiste (Toolbar) und einen zen-tralen Bereich, der das Bild darstellt. Die Menüleiste ist in insgesamt fünf Reiter (Datei, Ansicht, Navigation, Sprache und Hilfe) gegliedert. Die darunter angeordnete Toolbar erlaubt einen Schnellzugriff auf die wichtigsten Befehle, welche als Icons dargestellt sind. Durch die bildliche Darstellung kann die Funktion der Werkzeuge schneller erfasst werden und begünstigt ebenfalls die Benutzerfreundlichkeit. Wenn sich der Mauszeiger über ein Bedienelement bewegt erscheint eine Beschreibung des Elements (‚mouseover‘).

Den zentralen Bereich stellt die Arbeits-fläche dar, in der das Bilddokument zu sehen ist.Während im Hauptfenster das Bild zu se-hen ist, befindet sich im rechten Bereich das Randfenster (Sidebar). Hier wird ein Vorschaubild dargestellt, ein Schiebereg-ler (Slider) kann zur Skalierung genutzt werden sowie die Listen der eingefügten Annotationen und Markierungen werden angezeigt.

Abbildung 3a und 3b: Programmoberfläche des „Virtuellen Mikroskops“


Die Menüleiste ist in insgesamt fünf Reiter (Datei, Ansicht, Navigation, Sprache und Hilfe) gegliedert (Abb. 3a). Die darunter angeordnete Toolbar erlaubt einen Schnellzugriff auf die wichtigsten Befehle. Der Bereich der Bilddarstellung dient als zentrale Arbeitsfläche (Abb. 3b). Während im Hauptfenster das Bild dargestellt wird, befindet sich im rechten Bereich das Randfenster (Sidebar). Hier wird das Vorschaubild dargestellt, es gibt einen Schieberegler (Slider) zur Skalierung (Änderung der Vergrößerungsstufe) und abschließend die Listen der eingefügten Annotationen und Markierungen. Das benutzerfreundliche Design beinhaltet eine klare Trennung zwischen Navigation und dem Bilddokument als Inhalt (Böhringer et al., 2008). Die Menüleiste zur Hauptnavigation befindet im oberen Bereich und beim Öffnen eines Bilddokuments ist die Sidebar stets sichtbar. In der Toolbar werden die Schnellzugriffe als Icons dargestellt. Durch die bildliche Darstellung kann die Funktion der Werkzeuge schneller erfasst werden und begünstigt ebenfalls die Benutzerfreundlichkeit. Bei der Bewegung des Mauszeigers über ein Werkzeug-Icon erscheint eine Beschreibung des Elements (Mouseover, Böhringer et al., 2008).

2.3 Die einzelnen Funktionen des ViMi

a) VorschaubilderDie Liste der Vorschaubilder zeigt alle auf dem Server verfügbaren Bilder. Zusätzlich sind Standarddaten der mikroskopischen Aufnahme, wie Aufnahmedatum, Aufnahmeart und Färbemethode ersichtlich.

b) BildserverDas Programm bietet die Möglichkeit einen Bildserver manuell auszuwählen. Über den Server werden Bildausschnitte mithilfe des IIPImage abgefragt. Bis zu fünf Bilder gleichzeitig können geöffnet und bearbeitet werden.

c) Vorschaufenster und stufenloser ZoomDas Vorschaufenster in der Sidebar stellt eine verkleinerte Ansicht des geöffneten Bildes dar. Über das Vorschaufenster ist eine Navigation im Bild möglich. Der aktuell sichtbare Bildausschnitt wird im Vorschaufenster farblich dargestellt. An das Vorschaufenster ist ein Slider zum Einstellen des Zoomfaktors gekoppelt. Über die Computermaus oder Tastaturbefehle ist der Slider ebenfalls zu bewegen.

d) AnnotationenAnnotationen können von dem Anwender an jeder Stelle im Präparat gesetzt werden. Wichtige Punkte

werden schnell erkannt und können detailliertere Informationen anzeigen. Die Liste aller gesetzten Annotationen ist in der Sidebar ersichtlich. Über ein Kontrollkästchen (Checkbox) können alle Annotationen ein- und ausgeblendet werden. Annotationen können auf der Festplatte des Computers gespeichert, aber auch an den Webserver gesendet werden. Bei letzterer Vorgehensweise werden die Annotationen jedem Benutzer, der auf den Webserver zugreift, zur Verfügung gestellt.

e) MarkierungenMarkierungen sind Werkzeuge, mit denen der Benutzer im Bild arbeiten kann. Beispielsweise können interessante Bereiche markiert, beschriftet und vermessen werden. Folgende Markierungswerkzeuge sind verfügbar:

• Stift / Freihand• Rechteck• Ellipse• Pfeil• Lineal

Jeder Markierung kann ein kurzer Kommentar hinzugefügt werden. Die Liste aller Markierungen ist in der Sidebar ersichtlich. Wie bei den Annotationen, können Markierungen auf der jeweiligen Festplatte des Benutzers gespeichert und geladen werden. Über eine weitere Checkbox können Markierungen ein- und ausgeblendet werden.

f) Grid-Funktion (Gitternetz-Funktion)Die Grid-Funktion legt ein Raster auf den Arbeitsbereich und eröffnet die Möglichkeit, Größen besser abzuschätzen. Die Funktion kann ein- und ausgeschaltet werden, die Farbe des Rasters und die Größe der Gitterabstände können manuell festgelegt werden.

h) Magnifier (Lupenfunktion)Der Magnifier dient als Bildschirmlupe und zeigt eine vergrößerte Ansicht in Bereichen, die durch die Position des Mauszeigers vorgegeben werden können.

i) FarbanpassungenDas ViMi erlaubt verschiedene Farbanpassungen des mikroskopischen Bildmaterials: - Justierung von Helligkeit und Kontrast- Anpassung der einzelnen Farbkanäle / FarbwerteAlle Farbanpassungen bieten die Möglichkeiten, sie zurückzusetzen („Reset“) oder mit dem ursprünglichen Bild vergleichen zu können („Vergleich“).

j) NavigationIn der Arbeitsfläche kann entweder durch die Mausbewegung oder Tastaturbefehle navigiert werden.


Über den Befehl „an Fenster anpassen“ wird das aktuell geöffnete Bild so skaliert, dass es exakt in das Anzeigefenster passt. Über „Springe zu“ kann zu einer beliebigen Position im Bild navigiert werden, dabei wird die Position über Pixelangaben bestimmt.

k) SnapshotsDas Werkzeug Snapshot speichert die aktuelle Ansicht des Präparats als Bilddatei im JPEG-Format.

l) SpracheDas Programm ist in deutscher und englischer Sprache verfasst. Die jeweilige Sprache kann in der Menüleiste ausgewählt werden. Die englische Sprachwahl bietet Möglichkeiten, die Software in bilingualen Unterrichtssequenzen einzusetzen und die „Wissenschaftssprache“ im Anwendungskontext Mikroskopieren zu verwenden.

m) TastaturbelegungSämtliche Befehle aus der Menüleiste und der Toolbar sind ebenfalls über Tastenkombination erreichbar. Unter dem Punkt „Tastaturbelegung“ wird ein Schnellzugriff auf die wichtigsten Tastaturbelegungen geboten.

2.4 Konzeptionelle Überlegungen zum Einsatz des ViMi am Beispiel des Schülerlabors Goethe-BioLab

Das ViMi wird in der Abteilung für Didaktik der Biowissenschaften der Goethe Universität Frankfurt als Lernumgebung seit 2013 ausführlich getestet. Seit diesem Zeitpunkt wurden mehrere Lernszenarien mit unterschiedlichen Präparaten (unterschiedliche Färbemethoden, Fluoreszenzpräparate) und fachlichen Inhalten (Botanik, Neurobiologie, Humanbiologie) entwickelt und in der Praxis erprobt. Das ViMi wird insbesondere in dem abteilungseigenen Schülerlabor Goethe-BioLab getestet. Zu den ersten Angeboten zählt hier der Schülerlabortag „Blut und das virtuelle Mikroskop“. Das grundlegende Konzept „Blut und das virtuelle Mikroskop“ entstand im Rahmen einer Staatsexamensarbeit im Jahr 2013 und basiert auf einem vergleichenden Ansatz zwischen virtueller Mikroskopie und konventioneller Lichtmikroskopie (siehe den Ablaufplan in Abbildung 4).

Abbildung 4: Ablaufplan des Schülerlabortages „Blut und das Virtuelle Mikroskop“

In der Abbildung ist der Verlauf des Schülerlabortages „Blut und das Virtuelle Mikroskop“ im Goethe- BioLab schematisch skiz-ziert. Die Schülerinnen und Schüler erhalten vorab ein Skript, welches der Vorbereitung dient. Während des Schülerlabortages arbeiten die Lernenden mit der konventionellen Lichtmikroskopie (LM) sowie mit der virtuellen Mikroskopie (VM).


Das humanbiologische Thema „Blut“ bildet die Grundlage für das Verständnis vieler Themen des Biologieunterrichts (Blutkreislauf, Herz und Lunge, Blutgefäße, Gasaustausch und die Bestandteile des Blutes; Kronberg, 2013) und begründet die Bedeutsamkeit im schulischen Kontext. Zusätzlich besitzt das Thema Blut eine hohe persönliche Relevanz, da es einen engen Bezug zur Alltags- und Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler hat. Beispielsweise wird durch die Notwendigkeit einer Blutspende und Bluttransfusion die hohe Gesellschaftrelevanz deutlich.

Sowohl im hessischen Kerncurriculum für die Sekundarstufe I (Gymnasium) als auch im hessischen Lehrplan 2010 für das Fach Biologie sind die Inhalte auf Struktur und Funktion von Humanblut ausgelegt. Hinsichtlich des Prinzips der originalen Begegnung mit dem Naturobjekt Humanblut (Killermann et al., 2009) sind jedoch Grenzen gesetzt. So sind „Blutentnahme und anschließende Blutuntersuchungen […] unzulässig, da hierbei ein Kontakt mit Blut möglich ist und somit eine Übertragung z. B. von Hepatitis-Viren nicht ausgeschlossen werden kann“ (Richtlinien zur Sicherheit im Unterricht – Beschluss der Kultusministerkonferenz (KMK) vom 09.09.1994 i.d.F. vom 26.02.2016). Ersatzweise erfolgt daher das Anfertigen eines Blutausstriches mit tierischem Blut. Entsprechend der KMK-Empfehlungen erfolgt die Beschaffung von tierischem Blut über einen Schlachthof, in dem die Kontrolle über einen Amtstierarzt gewährleistet ist (RiSU).

Verschiedene Quellen weisen jedoch deutlich darauf hin, dass praktische Schulversuche mit tierischem Blut Limitierungen aufweisen können. Obwohl das Interesse am Thema Blut hoch ist, kann frisches Blut Ekelgefühle bei Schülerinnen

und Schülern auslösen (Wunderlich, 2013). Neben der emotionalen Komponente werden oftmals Bedenken aus medizinischer Sicht geäußert (beispielsweise die Tierseuchenkrise BSE der Jahreswende 2000/2001; Blawat, 2010). Die KMK warnt vor der Verwendung von Risikomaterial, wie „z.B. Augen und Gehirn von Rindern“, um Übertragungen von Tier auf Mensch auszuschließen. Auch die Konfession der Schülerinnen und Schülern kann eine Rolle spielen: so gilt das Schwein im Judentum als unrein und im Islam sind alle Produkte vom Schwein und dessen Blut verboten und rituell unrein (Benz, 2010). Diese Einschränkungen gelten für den Einsatz der virtuellen Mikroskopie in der Schule nicht. Ein weiteres Argument für den sinnvollen schulischen Einsatz der virtuellen Mikroskopie.

Die Testumgebung des Schülerlabortages „Blut und das virtuelle Mikroskop“ umfasst neben der computerbasierten „virtuellen Mikroskopie“ auch die konventionelle Lichtmikroskopie (Abb. 5).

Die Schülerinnen und Schüler erhalten im Vorfeld ihres Besuchs ein vorbereitendes Skript. Dort werden Eigenschaften und Bestandteile des Bluts detailliert beschrieben sowie ein kurzer Einblick in die Blutgruppensysteme gewährt. Das Angebot beginnt mit einer kurzen theoretischen Einführung. Um die oben genannten Hürden bezüglich des Umgangs mit Blut (Ekel, Konfession) in der Testumgebung des Goethe BioLabs zu begutachten, fertigen die Schülerinnen und Schüler mit konventioneller Lichtmikroskopie Blutausstriche mit Schweineblut an. Mithilfe der virtuellen Mikroskopie werden im Anschluss die einzelnen zellulären Bestandteile des Blutes näher charakterisiert. Die Blutausstriche der Schülerinnen und Schüler werden mit Methylenblau

Abbildung 5: Impressionen aus dem Schülerlabor (links: Virtuelle Mikroskopie, rechts: konventionelle Lichtmikroskopie)


angefärbt, wodurch nur saure Zellkomponenten sichtbar werden (Bob & Bob, 2001). In den digitalisierten Präparaten wird die Färbung nach Pappenheim angewendet, die eine Kombination der Jenner-May-Grünwald-Färbung und der Giemsa-Färbung darstellt (siehe dazu: Löffler & Rastetter, 1999). Durch die Nutzung der virtuellen Mikroskopie entfallen zeitintensive Färbe- und Fixierungsschritte des Präparates (Staeck, 2010). Auch die sicherheitsrelevanten Bedenken im Chemikalienumgang bei dieser Färbungsmethode entfallen.

Über das direkte Vermessen verschiedener Zellgrößen im ViMi können potentielle Fehlvorstellungen der Schüler zur Zelldimension begegnet werden (Hammann & Asshoff, 2015). Die Lehrkraft kann über die Bildbetrachtungssoftware verfolgen, welche Bereiche des Präparates die Schülerinnen und Schüler sehen und kann bei Bedarf korrigierend Hilfestellung leisten. Um den Lernzuwachs über längere Zeit zu sichern, findet im Anschluss eine Ergebnissicherung der Schülerinnen und Schüler statt (Killermann et al., 2009). Zu dieser gehören die Vermessung zellulärer Blutbestandteile sowie die Bilddokumentation über die Snapshot-Funktion. Beide Ergebnisbereiche werden zur Dokumentation und Präsentation in Power-Point-Folien eingefügt und die angefertigten Präsentationen nach Beendigung des Tages der Lehrkraft auf einem Wechseldatenträger zur weiteren Verwendung mitgegeben. Somit kann die stattgefundene Fixierung des Lernerfolgs wiederholt eingesehen werden und begünstigt damit eine effektive Sicherung des Lernerfolgs (Killermann et al., 2009). Um den Lernenden einen Einblick in medizinische Analyseverfahren zu gewähren, wird eine Blutzellzählung mithilfe des Lichtmikroskops durchgeführt (Dörner, 2009). Die Herstellung von Blutausstrichen und die qualitative-quantitative Analyse machen ärztliche Untersuchungsmethoden für die Schülerinnen und Schüler erfahrbar und zählt beispielsweise im hessischen Lehrplan G9 (Hessisches Kultusministerium, o.J.) zu verbindlichen Unter-richtsinhalten und im Lehrplan G8 zu den fakultativen Unterrichtsinhalten (Hessisches Kultusministerium, 2010). In allen Bundesländern der BRD wird „Blut“ in der Formulierung der Lehrziele thematisiert. Das Betrachten mikroskopischer Blut-Präparate findet sich explizit ebenfalls u.a. im mecklenburgischen Rahmenplan Biologie für den gymnasialen Bildungsgang

(Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur, Mecklenburg-Vorpommern, 2011) und im Bildungsplan für Naturwissenschaften für das Gymnasium von Bremen (Senator für Bildung und Wissenschaft, 2006). Die Einblicke in naturwissenschaftliche Laborarbeit sowie fachspezifische Arbeits- und Analysetechniken sollen das Interesse an naturwissenschaftlichen Themen fördern (Staeck, 2010).

Ein wesentlicher Bestandteil des Schülerlabortages bilden die digitalisierten Präparate von pathologischen Blutausstrichen, da sie das Interesse für Krankheiten und Körperfunktionen von Schülerinnen und Schülern am Ende der Sekundarstufe I besonders berücksichtigen (Holstermann & Bögeholz, 2007). Die verwendeten pathologischen Blutausstriche umfassen das Krankheitsbild der Eisenmangelanämie, der Malaria tropica und der akuten Leukämie. Bei dem Blutausstrich zur Eisenmangelanämie ist aufgrund des fehlenden Eisens ein verminderter Hämoglobingehalt feststellbar. Es lassen sich hypochrome und mikrozytäre Erythrozyten finden (Schmidt & Lang, 2007). Malaria tropica ist die häufigste, schwerste und lebensbedrohende Form der Malaria. Der humanpathogene Endoparasit Plasmodium falciparum befällt Erythrozyten. Die Auswirkungen verschiedener Stadien des Parasitenbefalls (Löffler & Rastetter, 1999) können die Schülerinnen und Schüler im Blutausstrich erkennen. Die Krankheit Malaria spielt in unserer Gesellschaft (immer noch) eine große Rolle. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat den 25. April als Welt-Malaria-Tag ausgerufen, um die Weltbevölkerung bezüglich der Krankheit zu sensibilisieren (Weltgesundheitsorganisation, 2016). Durch Fernreisen und Globalisierung hat die Krankheit auch in Deutschland einen direkten Bezug zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler. Das dritte Krankheitsbild Blutkrebs ist insbesondere durch die Kommunikationsmaßnahmen der Deutschen Knochenmarkspende (DKMS) in der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler bekannt. Leukämie ist eine maligne Erkrankung des blutzellbildenden Systems. Aufgrund eines Defekts in den pluripotenten Stammzellen des roten Knochenmarks kommt es zu einer Abweichung der Blutzellbildung der weißen Blutzellen (Leukozyten). Es findet eine Vermehrung unreifer Zellen statt, die infolge ihrer fehlenden Ausdifferenzierung ihre Funktion nicht erfüllen können (Schmidt & Lang, 2007). Im Rahmen des Schülerlabortages


wird ein Blutausstrich der akuten, myeloischen Leukämie (AML) thematisiert. Gemäß einer bestehenden Klassifizierung (Kriterien der French American British Cooperative Group, FAB) wird der digitalisierte Blutausstrich einer akuten myeloischen Leukämie mit Ausreifung (M2) zugeordnet. Die Fehlbildung der Leukozyten betrifft die Granulopoese, also die Entwicklung der Granulozyten (Löffler & Rastetter, 1999). Schülerinnen und Schüler erkennen in ihrer Analyse die hohe Anzahl der Blasten als charakterisierendes Element.

3 Fazit

Zusammenfassend ist festzustellen, dass es nennenswerte Limitierungen der konventionellen Lichtmikroskopie im Schulunterricht gibt. Generell sind die Arbeitstechniken, die die Schülerinnen und Schüler für das Mikroskopieren benötigen, anspruchsvoll und zeitintensiv (Staeck, 2010). Die meisten biologischen Fragestellungen, die anhand der Lichtmikroskopie untersucht werden, erfordern in vielen Fällen eine umfangreiche Präparation (Mulisch & Welsch, 2010), bei der Lernende über instrumentelle und feinmotorische Fertigkeiten verfügen müssen, um hochwertige Präparate zu erstellen. Neben der zeitaufwendigen Fertigung der Präparate, bedarf es weiterhin eines hohen Zeitaufwandes für Vor- und Nachbereitungen seitens der Lehrkraft (Killermann et al., 2009). Um einzelne Strukturen sichtbar zu machen, sind zumeist Färbemethoden erforderlich, bei denen unter anderem die Fixiermethode, die Farbstofflösung und die Schnittdicke eine wichtige Rolle für qualitativ hochwertige Präparate spielen (Mulisch & Welsch, 2010). Bezüglich der Sicherheit im Biologieunterricht muss besonders auf die Wahl der Farbstoffe geachtet werden, da viele Färbungen mit der Verwendung von mehr oder weniger bedenklichen Gefahrenstoffen gekoppelt sind (Spörhase-Eichmann & Ruppert, 2004; Mulisch & Welsch, 2010). Aufgrund der Limitierungen orientieren sich von der Lehrkraft ausgewählte Präparate für den Biologieunterricht stark am Leistungsvermögen der Schülerinnen und Schüler (Staeck, 2010).

Neben den genannten methodischen Einschränkungen sind auch die Rahmen-bedingungen wichtige Einflussfaktoren: Klassen-größen, mangelhafte Geräteausstattung und Wartung erschweren ebenfalls die unterrichtliche

Verwendung von Mikroskopen (Staeck, 2010). Neben der Verfügbarkeit der Geräte und Materialien sind auch qualitative Aspekte ausschlaggebend, die durch Beschädigungen oder lagerungsbedingten Abnutzungsspuren an Geräten (oder mikroskopischen Dauerpräparaten) vermindert werden. Während des Unterrichts kann der Lehrende schnell an Grenzen stoßen, wenn das (ungeübte) Zeichnen mikroskopischer Präparate Langweile und Desinteresse hervorruft (Staeck, 2010). Die virtuelle Mikroskopie stellt für den Biologieunterricht in der Schule eine sinnvolle Ergänzung dar. Über die Bildbetrachtungssoftware können Lernenden spezielle mikroskopische Präparate in digitalisierter und zoombarer Form zugänglich gemacht werden, die sie aufgrund der Praktikabilität im schulischen Kontext nicht selber herstellen können (z.B. Fluoreszenz-Präparate, die nur mit geeigneten Fluoreszenzmikroskopen und Filtersystemen betrachtet werden können; Alberts et al., 2012).

Der Schülerlabortag „Blut und virtuelle Mikroskopie“ zeigt exemplarisch ein aufeinander aufbauendes Unterrichtskonzept auf, bei dem für Schülerinnen und Schüler die Vorteile und Einschränkungen beider Methoden im direkten Vergleich erfahrbar werden. Über die virtuelle Mikroskopie zum Thema Blut wurde nicht nur über die pathologischen Präparate das Interesse der Schülerinnen und Schüler geweckt (Holstermann & Bögeholz, 2007), sondern auch die Lebenswelt der Lernenden aufgegriffen. Die DKMS hat beispielsweise ein Schulprogramm „Leben spenden macht Schule“ ins Leben gerufen. In Hinblick auf den zukünftigen Werdegang der Schülerinnen und Schüler besitzt die Schule mit dem Abschluss des Abiturs (allgemeine Hochschulreife) die Aufgabe, die Lernenden auf das Studium vorzubereiten (Bornkessel & Asdonk, 2011). Das neue Medium „Virtuelles Mikroskop“ gilt als neues Feld in der Hochschullehre, der Diagnose und der Forschung, besonders im medizinischen Bereich (siehe Tab.1; Gu & Oglivie, 2005).

Neben dem Schülerlaborangebot „Blut und das virtuelle Mikroskop“ wird das „Virtuelle Mikroskop“ bei drei weiteren Angeboten im Schülerlabor eingesetzt. Die Konzepte wurden mit über 45 Schulklassen erfolgreich getestet. Schülerinnen und Schülern, die das Schülerlabor besuchten, äußerten sich im anschließend mündlichen Feedback positiv über die


Bildbetrachtungssoftware. Ein Schüler äußerte sich beispielsweise darüber, dass „immer noch zu wenig mit dem Computer“ gearbeitet wurde. Ein weiterer Schüler bewertete die „Arbeit mit neuen Forschungsmethoden“ als erhaltenswert und wünscht sich „mehr Präparate für das virtuelle Mikroskop“. Die Rückmeldungen der Schülerinnen und Schüler sind insgesamt sehr positiv und sprechen stark für den Einsatz der virtuellen Mikroskopie im schulischen Zusammenhang.

4 Quellen

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Danksagung

Die Autoren bedanken sich ausdrücklich für die finanzielle Förderung, Beratung und Unterstützung durch studiumdigitale im Rahmen des eLearning Förderfonds der Goethe-Universität Frankfurt am Main.

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Eingegangen: 02. Februar 2017 / Angenommen: 15. Mai 2017 / Online publiziert: 11. Juni 2017Gesellschaft für Didaktik der Naturwissenschaften und der Mathematik (GdNM)

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