Gute Fragen für virtuelle Labore schreiben (10 Beispiele)

Gute Fragen für virtuelle Labore bringen die Lernenden dazu, die Simulation zu nutzen statt ihr Gedächtnis, und jede falsche Antwort verrät Ihnen etwas. Dieser Leitfaden handelt vom Handwerk: wie Sie eine Frage formulieren, welchen Typ Sie wählen, wie Sie Toleranzen und akzeptierte Antworten festlegen, wie Sie Distraktoren schreiben, die Fehlvorstellungen diagnostizieren, und wie Sie eine Vorhersage formulieren. Am Ende stehen zehn Beispiele zum Kopieren aus verschiedenen Fächern, jeweils mit den festzulegenden Einstellungen, der genauen Antwort und einer schwachen Version, die Sie vermeiden sollten. Das Einrichten eines Fragensets behandelt Schülerantworten ohne Schülerkonten sammeln.

Fünf Regeln für die Formulierung

1. Nennen Sie die Einstellung und die Anzeige. „Stelle V auf 1,2 L. Was zeigt das Manometer?“ ist besser als „Wie groß ist der Druck?“. Wer allein arbeitet, kann nicht fragen, welchen Wert Sie meinten.
2. Wissen Sie, was der Bildschirm ausgibt. Steht die Antwort auf dem Bildschirm, prüft die Frage nur, ob die Lernenden die richtige Anzeige gefunden haben. Für eine erste Ablesung ist das in Ordnung. Damit die Lernenden denken, fragen Sie nach einem Vergleich, einer Schwelle, einer Eingabe, die ein Ziel ergibt, oder einer Begründung.
3. Nennen Sie Einheit und Format in der Frage. „In Kilometern“, „als Prozentsatz“. Das Antwortfeld zeigt Ihre Einheit, aber die Lernenden tippen trotzdem, was sie für gefragt halten.
4. Eine Idee pro Frage. Ist eine zweiteilige Frage falsch beantwortet, können Sie nicht sagen, welcher Teil gescheitert ist.
5. Legen Sie alles Zufällige fest. Hat die Simulation zufällige Anteile, schalten Sie sie fest ab oder fragen Sie nach etwas, das nicht vom Zufall abhängt.

Wählen Sie den Typ danach, was Sie wissen wollen

Sie wollen wissen …	Nutzen Sie	Bewertung
Können sie einen Wert ablesen oder berechnen?	Zahl, ± Wert	Antwort und Toleranz
Können sie über mehrere Schritte rechnen?	Zahl, ± %	Toleranz wächst mit der Antwort
Können sie irgendeine passende Einstellung finden?	Zahl, Bereich	Minimum und/oder Maximum, jeweils „einschließlich“ oder nicht
Gibt es mehr als eine richtige Zahl?	Zahl, Liste von Werten	Bis zu 10 akzeptierte Werte
Welche Vorstellung haben sie?	Multiple Choice	2–5 Optionen, eine richtig
Können sie etwas benennen?	Kurzantwort	Bis zu 10 akzeptierte Antworten, * als Platzhalter
Können sie erklären?	Kurzantwort	Keine akzeptierten Antworten; lesen Sie sie selbst

Zahlen sind beim Format nachsichtig. Die Lernenden können ein Komma oder einen Punkt als Dezimaltrennzeichen tippen und die Einheit am Ende anhängen. Kurzantworten ignorieren Groß- und Kleinschreibung und zusätzliche Leerzeichen, wenn Sie nicht Groß- und Kleinschreibung beachten anhaken.

Toleranzen: ehrliche Abweichung abdecken, nicht mehr

• Ablesungen: passend zur Anzeige. Zeigt die Simulation zwei Nachkommastellen, genügt ± 1 in der letzten Ziffer.
• Berechnete Werte: nutzen Sie einen Prozentsatz, denn Rundungsfehler wachsen mit der Größe der Antwort.
• Zählungen und Positionen: Toleranz 0.
• Zufällige Ergebnisse: nutzen Sie einen Bereich, der für ehrliche Durchläufe weit genug ist.

Führen Sie das Experiment zuerst selbst durch. Rundet die Simulation und die Lernenden rechnen, prüfen Sie, dass beide Antworten durchgehen.

Distraktoren, die diagnostizieren

Schreiben Sie jede falsche Option aus einer echten Fehlvorstellung, damit die Ergebnistabelle Ihnen sagt, welche Vorstellung die Lernenden haben. Eine Option, an die niemand glaubt, etwa „zehnmal schneller“, verschwendet einen Platz. Wählen Sie bei Zahlenfragen die Werte so, dass jeder häufige Fehler eine andere falsche Zahl ergibt. Dann zeigt eine Häufung identischer falscher Antworten in den Ergebnissen auf einen bestimmten Fehler.

Vorhersagen formulieren

Vorhersagefragen werden gestellt, bevor die Simulation freigeschaltet wird, und nur Multiple-Choice- und Zahlenfragen können danach noch einmal gestellt werden. Formulieren Sie Vorhersagen so, dass sie ein mentales Modell brauchen, nicht ein Faktum: „Was geschieht mit …, wenn …?“ Nennen Sie die Ausgangssituation in der Frage, denn die Lernenden können die Simulation noch nicht sehen. Vorhersagen werden nie bewertet. Sagen Sie es den Lernenden, damit sie aufschreiben, was sie wirklich denken.

Zehn Beispiele zum Kopieren

Jedes Beispiel ist eine Frage zu ihrer eigenen Simulation, mit Werten aus dem Modell der Simulation. Fügen Sie sie einem Set mit bis zu vier weiteren Fragen zur selben Simulation hinzu.

1. Biologie: Heterozygote (Zahl, ± Wert)

Hardy-Weinberg-Gleichgewicht, Selektion und Gendrift. Festlegen: p = 0,6, Selektion 0, Gendrift aus.

• Frage: „Wie viel Prozent der Population sind heterozygot (Aa)? Gib einen Prozentsatz an.“
• Antwort: 48, ± 0,5, Einheit %.
• Warum es funktioniert: Bei ausgeschalteter Drift sieht jede Person denselben Balken, Aa 48,0 %. Das Format steht in der Frage.
• Schwache Version: dieselbe Frage mit eingeschalteter Drift. Der Wert wandert in jeder Generation, sodass richtig Rechnende als falsch bewertet werden.

2. Geographie: Entfernung auf der Karte (Zahl, ± %)

Maßstab und geographische Koordinaten. Festlegen: Maßstab 1:25.000.

• Frage: „Drücke Zurücksetzen A, B. Welche Entfernung im Gelände stellt AB dar, in Kilometern?“
• Antwort: 2,1, ± 3 %, Einheit km.
• Warum es funktioniert: Die Simulation zeigt 8,5 cm und rundet die Entfernung im Gelände auf 2,1 km. Wer rechnet, erhält 8,5 × 250 m = 2,125 km. Eine Toleranz von 3 % akzeptiert beides.
• Schwache Version: „Wie weit ist es von A nach B?“ Manche antworten in Zentimetern, manche in Metern.

3. Physik: eine Schwelle (Zahl, Bereich)

Gesetz von Boyle-Mariotte. Festlegen: Anfangsvolumen 3 L, Anfangsdruck 1 atm.

• Frage: „Finde ein Volumen, bei dem das Manometer mehr als 4 atm zeigt. Tippe das Volumen in Litern ein.“
• Antwort: Bereich, Minimum 0,5 (einschließlich), Maximum 0,75 (nicht einschließlich), Einheit L.
• Warum es funktioniert: Es gibt viele richtige Antworten, und es prüft den umgekehrten Zusammenhang. Bei 0,75 L zeigt das Manometer genau 4,00 atm, also ist 0,75 ausgeschlossen. Wer denkt, der Druck steige mit dem Volumen, tippt ein großes Volumen und wird als falsch bewertet.

4. Informatik: mehr als eine Antwort (Zahl, Liste von Werten)

Lineare Suche und binäre Suche. Festlegen: 20 Elemente, Beide (Vergleich), Feld sortiert.

• Frage: „Klicke auf eine Zelle, um das Ziel zu setzen, und drücke dann Starten. Nenne eine Position (1–20), bei der die lineare Suche weniger Vergleiche braucht als die binäre Suche.“
• Antwort: Liste von Werten 1, 2, 3, 4.
• Warum es funktioniert: Die Werte im Feld sind zufällig, aber die Zahl der Vergleiche hängt nur von der Position ab. Die binäre Suche braucht bei 20 Elementen höchstens 5 Vergleiche, also gewinnt die lineare Suche nur auf den ersten vier Positionen.
• Schwache Version: „Wie viele Vergleiche hat die binäre Suche gebraucht?“ Das hängt vom Ziel ab, das jede Person angeklickt hat.

5. Mathematik: Basisraten (Vorhersage mit Multiple Choice, noch einmal gefragt)

Bedingte Wahrscheinlichkeit und Satz von Bayes: medizinische Tests. Festlegen: Prävalenz 1 %, Sensitivität 95 %, Spezifität 90 %.

• Frage: „1 % der Menschen haben eine Krankheit. Ein Test ist zu 95 % sensitiv und zu 90 % spezifisch. Mia testet positiv. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie die Krankheit hat?“
• Optionen: etwa 95 % / etwa 90 % / etwa 50 % / etwa 9 %.
• Antwort: etwa 9 %. Die Simulation zeigt 8,76 %: 95 richtig Positive unter 1085 positiven Tests bei 10.000 Personen.
• Warum es funktioniert: Jeder Distraktor ist ein bekannter Fehler. 95 % verwechselt die Sensitivität mit P(Krankheit | positiv), 90 % nutzt die Spezifität, 50 % ist „entweder ja oder nein“.

6. Physik: falsche Antworten, die diagnostizieren (Zahl)

Ohmsches Gesetz – zwei Widerstände in Reihe. Festlegen: U = 12 V, R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, Messwerte anzeigen an.

• Frage: „Ändere in den Startwerten unter der Simulation R2 auf 40 Ω. Wie groß ist die Spannung an R1?“
• Antwort: 2,4, ± 0,05, Einheit V.
• Warum es funktioniert: 4,0 bedeutet „R1 hat sich nicht geändert, also seine Spannung auch nicht“. 6,0 bedeutet „die Spannung teilt sich gleich“. 9,6 bedeutet, dass die Person U2 abgelesen hat. Jeder Fehler hat seine eigene Zahl.
• Erklärung zum Hinzufügen: „Die Stromstärke sinkt von 0,4 A auf 0,24 A, also U1 = 0,24 × 10 = 2,4 V.“

7. Chemie: Benennen (Kurzantwort, akzeptierte Antworten)

Halogenid-Ionen – Nachweis mit AgNO₃. Festlegen: NaCl.

• Frage: „Teste alle vier Lösungen. Welches Halogenid-Ion gibt einen Niederschlag, der sich in überschüssigem Ammoniak vollständig löst? Nenne seinen Namen oder sein Symbol.“
• Akzeptierte Antworten: *chlorid*, Cl-, Cl⁻, Cl.
• Warum es funktioniert: Die Liste deckt den Namen, das getippte Symbol und das Symbol mit hochgestellter Ladung ab. „Chlor“ wird nicht akzeptiert. Das ist ein echter Fehler, lesen Sie diese Antworten also.
• Schwacher Platzhalter: *cl* akzeptiert auch „Cyclohexan“ und „Recycling“. Halten Sie Platzhalter um ganze Wörter.

8. Chemie: eine Vorhersage, die überrascht (Zahl, noch einmal gefragt)

Kalorimetrie – Neutralisationsenthalpie von HCl + NaOH. Festlegen: 50 mL 1,0 M HCl, 50 mL 1,0 M NaOH, Wärmeverlust 5 %.

• Frage: „Bei je 50 mL Lösung steigt die Temperatur um etwa 6,4 °C. Sage den Anstieg bei je 100 mL voraus, bei gleichen Konzentrationen.“
• Antwort: 6,4, ± 0,3, Einheit °C.
• Warum es funktioniert: Eine häufige Vorhersage ist 12,8 °C. Das doppelte Volumen setzt die doppelte Wärme frei, hat aber auch die doppelte Masse zu erwärmen. Das Ausgangsergebnis steht in der Frage, weil die Simulation bei Vorhersagen gesperrt ist.

9. Biologie: Belege nutzen (Kurzantwort, von Hand gelesen)

Bakterien in Lebensmitteln – die Temperatur-Gefahrenzone. Festlegen: Bacillus cereus, 25 °C, 10 Stunden, Wiedererhitzen an.

• Frage: „Dein Cousin sagt, über Nacht stehen gelassener Reis sei sicher, wenn man ihn wieder erhitzt. Antworte in zwei Sätzen und nenne eine Zahl aus der Simulation.“
• Musterantwort: „Nach 10 Stunden bei 25 °C erreicht die Keimzahl etwa 10^{7,9 KBE/g, weit über der Schwelle für Erkrankungen von 10}5. Wiedererhitzen tötet die Bakterien, aber das Toxin, das sie schon gebildet haben, überlebt, also ist der Reis weiterhin unsicher.“
• Warum es funktioniert: Es verlangt eine Behauptung und einen Beleg, und der Kontext ist echt. Lassen Sie die akzeptierten Antworten leer und lesen Sie diese selbst.

10. Physik: zweistufig (zwei Multiple-Choice-Fragen)

Zentripetalkraft – gleichförmige Kreisbewegung an einer Schnur. Festlegen: m = 0,5 kg, R = 1 m, ω = 3 rad/s, Vektoren an.

• Frage A (Vorhersage, noch einmal gefragt): „Die Schnur wird durchgeschnitten. Die Masse bewegt sich …“ Optionen: entlang der Tangente / geradlinig nach außen entlang des Radius / spiralförmig nach außen / eine Weile auf einem Kreis. Antwort: entlang der Tangente.
• Frage B: „Warum?“ Optionen: es wirkt keine Kraft nach innen, also behält sie ihre Geschwindigkeit / eine Zentrifugalkraft schleudert sie nach außen / sie hat noch Kreisimpuls. Antwort: es wirkt keine Kraft nach innen.
• Warum es funktioniert: Die Bahn können die Lernenden erraten; den Grund erraten sie nicht so gut. Stufe B trennt Zufallstreffer von Verständnis.

Wie Sie Ergebnisse nutzen, um Ihren Unterricht anzupassen, lesen Sie unter formative Bewertung mit Simulationen. Weitere Ideen für den Unterricht finden Sie zunächst unter interaktive Simulationen im Unterricht nutzen.

Häufige Fragen

Wie viele Fragen sollte ein virtuelles Labor haben?

Ein Set fasst bis zu fünf. Zwei oder drei Zahlen, eine Multiple-Choice-Frage und eine Kurzantwort sind eine gute Mischung für ein 30-minütiges Labor.

Sollte ich Wiederholungen erlauben?

Ja, bei Ablesungen. Ein oder zwei Wiederholungen schicken die Lernenden zur Simulation zurück, um erneut zu messen. Wiederholungen brauchen eine Rückmeldung, die richtig oder falsch zeigt.

Welche Toleranz ist bei einer Zahlenfrage die beste?

Führen Sie das Labor selbst durch. Bei Ablesungen decken Sie die letzte angezeigte Ziffer ab. Bei berechneten Ergebnissen nutzen Sie 2–5 %. Bei Zählungen nutzen Sie 0.

Können Kurzantworten automatisch bewertet werden?

Ja, wenn die Antwort ein Wort oder eine kurze Wendung ist. Fügen Sie bis zu 10 akzeptierte Antworten hinzu. Bei Erklärungen lassen Sie die Liste leer und lesen sie selbst.