adu.

Im Schulalltag bleiben die Möglichkeiten vieler digitaler Medien ungenutzt. Oft werden lediglich Arbeitsblätter durch PDFs ersetzt. Gleichzeitig stellt die Heterogenität der Lernniveaus im Klassenzimmer Lehrkräfte vor große Herausforderungen. Im Biologieunterricht ist zudem das Verständnis komplexer Prozesse erforderlich, was durch lückenhaftes Vorwissen oder fehlende visuelle Medien erschwert wird. Gefragt sind daher adaptive Lernformate und interaktive Schaubilder, die individualisiertes Lernen ermöglichen und die Lehrkraft entlasten.

Aus dieser Ausgangslage entstand „adu – adaptive education“: ein digitales Lernsystem mit Übungsaufgaben für den Biologieunterricht der 7. Klasse an Gymnasien.

Die Anwendung kombiniert anschauliche Visualisierungen, interaktive Elemente, animierte Abläufe und gezieltes Feedback. Übungsaufgaben mit verschiedenen Unterstützungsebenen ermöglichen es Schüler*innen, selbstständig und entsprechend ihres jeweiligen Lernniveaus zu arbeiten. Das Konzept ist modular aufgebaut und lässt sich auf weitere naturwissenschaftliche Fächer übertragen.

Die Lernmodi

Um dem unterschiedlichen Vorwissen und Lernstand der Schüler*innen gerecht zu werden, war es eine weitere zentrale Anforderung, Aufgaben in mehreren Unterstützungsstufen anzubieten. Dies wurde durch adaptive Lernmodi umgesetzt, die sich funktional über die gleiche Aufgabenstruktur legen und zwischen angeleitetem, begleitetem und eigenständigem Arbeiten differenzieren.

Das Hinweis- und Feedbacksystem

Um die verschiedenen Modi klar voneinander zu unterscheiden und gleichzeitig allen 
Lernenden eine niederschwellige Unterstützung zu bieten, entstand eine Hilfsebene und die Entwicklung eines festen Hilfesymbols, das in jeder Aufgabe oben rechts angezeigt wird. Die Hilfsebene unterstützte den Lernenden mit einem Denkanstoß und wenn hilfreich, auch einer visuellen Ergänzung.

Im Feedback-Modus wird die Funktion des Symbols angepasst:
 Beim späteren Einsehen der Resultate ersetzt ein rotes Ausrufezeichen das Fragezeichen, um explizit auf gemachte Fehler hinzuweisen und detaillierte Erklärungen anzubieten. Die Anpassung der Farbgebung und des Icon verdeutlicht den Wechsel von einer Hilfestellung hin zu einer eindeutigen Fehlerrückmeldung nach Abschluss der Aufgabe.



Wenn dieses Hilfeangebot angenommen wird, öffnet sich ein weiterer Tooltip, der die Art des Fehlers in der Überschrift benennt, beispielsweise als „Schreibfehler“ oder „falsche Position“, und im unteren Bereich eine kurze Erläuterung liefert. Dieser Schritt ist optional und kann übersprungen werden.

Vermittlung durch Animationen

Um komplexe Prozesse visuell verständlicher und dynamischer zu vermitteln, werden gezielt Animationen in Videos und Übungen integriert.

Außerdem gibt es einen Zoomeffekt, der den Blutkreislauf auf allen Mikro- und Makroebenen durchläuft.

Die selbststeuerbare Animation soll den Lernenden ermöglichen, den Herzzyklus aktiv zu steuern und dabei gleichzeitig Druckkurve, EKG-Signal und Herztöne in Echtzeit nachzuvollziehen. Die Werte für Druck, EKG und Herztöne werden angezeigt und laufen parallel zu dem pumpenden Herz. Das Menü mit den Einstellungen „Sport“, „Gehen“, „Ruhe“ und „Zeitlupe“ soll die Schnelligkeit anzeigen, die ausgesucht werden kann. Wird diese umgestellt, passt sich die Schnelligkeit den pumpenden Herzens an.


Der Scrubber erlaubt Vor- und Zurückspulen der Animation, während der Play/Pause-Button präzise Kontrolle über die Steuerung der Animation ermöglicht. Durch das selbstständige Erkunden und Lernen mit direktem Feedback merken die Schüler*innen, wie Ursache und Wirkung zusammenhängen. Sie können dabei ihr eigenes Tempo wählen und die Prozesse so besser nachvollziehen.

Begleitcharakter

Der Begleitcharakter „adu” lobt den Fortschritt zwischen und nach den Aufgaben um die Lernenden zu motivieren. Außerdem hilft adu bei der Orientierung in der Anwendung und ist somit der kleine, verlässliche Helfer unserer App.