Für naturwissenschaftliche und ingenieurwissenschaftliche Studiengänge spielt das Labor und die Forschung eine zentrale Rolle. Im Labor können Studenten oder Probanden das gelernte Fachwissen in die Praxis umsetzen. Studenten haben auch die Möglichkeit, eigene Problemlösungen zu entwickeln. Allerdings verfügen nicht alle Universitäten und Hochschulen über große Forschungseinrichtungen. Die Labor-Zeit ist meistens verhältnismäßig kurz. Die Laborplätze sind heiß begehrt und schnell vergriffen. Materielle und personelle Ressourcen fehlen an vielen Universitäten und Hochschulen.
Was ist ein virtuelles Labor?
Ein virtuelles Labor stellt hier eine besondere Alternative zu klassischen Laboren dar. Virtuelle oder digitale Labore könne unterschiedlich aufgebaut und gestaltet werden. Durch den digitalen Fortschritt gibt es verschiedene Wege, wie ein virtuelles Labor aufgebaut sein kann.
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Während der Labor-Zeit verbringen die Studenten eine gewisse Zeit im Büro und führen unterschiedliche Übungen oder Projekte durch. Bei einem “Remote-Labor“ erhalten die Studenten externen Zugriff auf Roboter, Maschinen oder Geräte, die sich im Labor befinden. Die Geräte sind mit dem Internet über ein Programm verbunden und können dann von verschiedenen Orten gesteuert werden. Prozessanlagen, Regelgeräte oder komplexe Roboter lassen sich genau und in Echtzeit steuern. Über einen PC und ein spezielles Programm können die Studenten dann die Ergebnisse der Übungen oder Forschungen verfolgen.
Visualisierte Labore
Eine weitere Form des virtuellen Labors sind visualisierte Labore. Bei diesen Laboreinheiten werden reale Versuche oder Abläufe mit Biotechnologie Zubehör realitätsgetreu nachgestellt und in einem speziellen Programm virtuell aufbereitet. In visualisierten Laboren kommt auch VR-Technologie zum Einsatz. Beliebte Beispiele für visualisierte Labore sind Crashtests oder Versuchsreihen. Studenten benötigen für ein visualisiertes Labor einen Internetzugang und das passende Programm, über das der Versuch gesteuert werden kann. Die Programme werden über individuelle Steuerungs- und Eingabeoperationen live gesteuert. Der Forschungsablauf oder die durchgeführten Studien sind authentisch und real. In visualisierten Laboren kommen auch 360-Medien zum Einsatz.
Teilvisualisiertes Labor
Eine weitere Möglichkeit für ein virtuelles Labor ist ein teilvisualisiertes Labor. Diese Form des Labors kombiniert ein Remote-Labor und ein visualisiertes Labor. Studenten können einen Versuch im Labor oder virtuell über die passende Software online durchführen. Das Praktische an diesen Laboren ist, dass Sie beide Bereiche kombinieren können. Im Folgenden erfahren Sie alles über virtuelle Labore und warum diese Art von Labor in der heutigen Zeit so besonders sind.
Wozu dient ein virtuelles Labor?
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In einem virtuellen Labor werden in der Regel keine echten Tests, sondern nur Simulationen durchgeführt, die über verschiedene Programme und Tools gesteuert werden. Reale Forschungen oder Übungen werden auf ein Softwareprogramm übertragen und die Studenten können die Versuche online durchführen. Das Praktische an einem virtuellen Labor ist, dass die Tests ortsunabhängig von den Probanden durchgeführt werden können.
Für die Umsetzung und Durchführung benötigen Sie einen leistungsstarken Rechner, das passende Tool/Software/Programm und eine stabile Internetverbindung. Die meisten Systeme und Versuche können in Echtzeit überwacht und gesteuert werden. Durch die hochwertigen Programme kann ein Versuch realitätsgetreu nachgestellt werden und ermöglichen exploratives und anwendungsnahes Forschen und Arbeiten. Für die Forschungen können verschiedene Simulationen und Tools genutzt werden.
Durch die Digitalisierung spielt VR-Technologie eine immer wichtigere Rolle. In einem virtuellen Labor können Sie prozessuale und praktische Zusammenhänge optimal verstehen und anwenden. Ein virtuelles Labor stellt für Universitäten und Hochschulen mit Studenten in naturwissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Studienfächern eine echte Alternative dar.
Digitales Labor
Viele sprechen beim virtuellen Labor auch vom digitalen Labor. Die Digitalisierung wirkt sich auf immer mehr Bereiche in Ihrem Leben aus. Das klassische Labor wird weiterhin bestehen bleiben. In einem modernen Labor erfolgt die manuelle Datenerfassung, die Speicherung der Daten oder die Dokumentation jetzt automatisch und digital. Das digitale Labor unterscheidet sich im Grunde genommen nicht von einem klassischen Labor. Die Prozesse und Forschungsversuche werden nur automatisiert und digitalisiert. Studenten führen weiterhin Forschungsversuche mit den Maschinen und Anlagen im Labor durch. Allerdings handelt es sich um moderne Anlagen, die mit verschiedenen Systemen und Programmen verbunden sind.
Die Vernetzung der Maschinen mit dem Internet oder den Computern ist besonders wichtig, um die Daten und Informationen in Echtzeit übermitteln zu können. Durch die Vernetzung der Anlagen, Geräte und Maschinen können mehr Bereiche in die digitalen Labore integriert und die Forschungen schnell und einfach erweitert werden. Potenzielle Sicherheitsmängel können so schnell erkannt und beseitigt werden. Neben der Vernetzung ist der digitalisierte Datenaustausch besonders wichtig. Die Daten müssen schnell an die passenden Schnittstellen im System übermittelt werden. Potenzielle Fehler bei manuell durchgeführten Prozessen oder bei der Datenübertragung können durch digitalisierte Abläufe verringert werden.
Gewinnen von Probanden und Präsentation für Studienanfänger
Virtuelle Labore können genutzt werden, um interessierte Probanden für ein Forschungsprojekt zu gewinnen. Auch im Vorfeld können Sie Probanden oder Studierenden einen Einblick in verschiedene Studiengänge oder Bereiche geben. Manche Unternehmen nutzen die virtuellen Labore auch in Kombination mit 360-Medien, um einen Rundgang besser visualisieren und zeigen zu können. Über das digitale Labor können den Interessierten Arbeitsprozesse, die Laborausstattung oder Versuchsabläufe detailliert gezeigt werden.
Wichtige Informationen und Daten können ebenfalls über die digitalen Medien übermittelt werden. Nutzen Sie neben Text- auch Video-, Audio- und Bildinhalte. Neben der Präsentation von Laboren können Sie ein virtuelles Labor auch für interne Weiterbildungs- und Schulungsmöglichkeiten nutzen. Im Netz finden Sie verschiedene Informationen über den Aufbau und die Struktur von modernen virtuellen Laboren.
Was sind die Vorteile von virtuellen Laboren?
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Virtuelle Labore haben verschiedene Vorteile, die in diesem Abschnitt näher beschrieben werden. Die digitalen Labore haben einen hohen Praxisbezug und können komplexe Sachverhalte realitätsgetreu nachstellen. Für Studierende werden Lernanreize geschaffen und die Motivation wird gesteigert. Ein weiterer Vorteil von virtuellen Laboren ist, dass Sie ortsunabhängig und flexibel arbeiten können. Versuche oder Forschungsarbeiten können am Wochenende, abends oder nachts durchgeführt werden. Für die Nutzung von digitalen Laboren benötigen Sie die passende Hardware, Software und einen Internetzugang. Im Vergleich zu einem klassischen Labor erhalten mehr Studierende Zugang zu Forschungsarbeiten und mehr Labor-Zeit. Hochschulen haben durch virtuelle Labore die Möglichkeit, den Studenten eine bessere Studienqualität zu bieten. Zudem ist das Angebot an verschiedenen Studiengängen größer.
Für die Nutzung von virtuellen Laboren müssen sich potenzielle Studenten im Vorfeld mit den fachbezogenen Medien auseinander setzen. Studierende verbessern hierbei ihre Kenntnisse in Programmiersprachen, E-Learning und die allgemeine Medienkompetenz. Lernprozesse und Studienbereiche können dank der einfachen Handhabung der virtuellen Labore besser gestaltet werden. Es gibt keine Probleme bei der Erstellung des Stundenplans, da der Zugriff orts- und zeitunabhängig erfolgen kann. Studenten können die digitalen Labore auch nutzen, um komplexe Sachverhalte und Forschungen zu wiederholen. Die Selbstlernphase kann verbessert werden. Die gezeigten Simulationen der Forschungen sind realitätsnah und geben den Studierenden einen Einblick in die Praxis. Viele Sachverhalte lassen sich einfacher vermitteln.
Was sind die Nachteile von virtuellen Laboren?
Ein virtuelles Labor hat auch ein paar Nachteile, die im Folgenden beschrieben werden. Sie sollten immer berücksichtigen, dass es sich bei einem Versuch oder einer Simulation immer um eine fiktive Forschungsarbeit handelt. Zwischen realen Forschungen und virtuellen Versuchen kann es zu Abweichungen kommen, die bei der Auswertung immer berücksichtigt werden müssen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die Studierenden einen Versuch weder sehen, hören, fühlen, tasten, schmecken noch riechen können. Durch diese Sinneseindrücke können Sie sich ein authentisches Bild eines Versuchs machen. Diese Eindrücke bleiben bei digitalen Laboren etwas auf der Strecke. Für ein virtuelles Labor benötigen Sie die passende Hardware, Software und einen Internetbrowser. Ohne die passende Ausrüstung erhalten Sie keinen Zugriff auf virtuelle Labore.
Wer arbeitet in einem virtuellen Labor?
Virtuelle Labore werden an Universitäten und Hochschulen in naturwissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Bereichen genutzt. Studienanfänger können durch die Labore praxisbezogene Sachverhalte und Versuche kennenlernen und gelerntes theoretisches Wissen anwenden.