In der heutigen Zeit werden zahlreiche Praxisversuche durchgeführt, um zu verstehen, wie sich verschiedene Tools und Anwendungen im Unterricht bestmöglich kombinieren und zusammenführen lassen. Dabei reicht das Spektrum von der Anwendung von WhatsApp über Gamification bis hin zu Simulation und virtueller Realität.
Die Auswahl der passenden Technologien, sowie deren Einsatzszenarien hängen dabei von den jeweiligen Lehrzielen ab. Bevor sie eingesetzt werden, müssen die Entscheidungsträgerinnen und -träger im Bildungsbereich sowie die Lehrerinnen und Lehrer natürlich die neuen Technologien bewerten und entscheiden, welche davon den größten Mehrwert für den Unterricht bieten.
Immersive Technologien wie die 360-Grad-Virtual Reality (VR), werden derzeit in mehreren Bildungsbereichen als vielversprechende Lernmedien angesehen, da ihre rasante Verbesserung in den letzten Jahren den sinnvollen Einsatz als Bildungsmedien nun möglich macht. Besonders für Erlebnisse, die die aufgrund der Kosten oder Gefährlichkeit bisher nicht in der Schule machbar waren, ist der hohe Grad an Immersion der Brillen ideal. Einige Fragen bezüglich ihrer Wirksamkeit, pädagogischen und didaktischen Gestaltung sowie ethischer Risiken können dennoch noch nicht ausreichend beantwortet werden.
In diesem Blogbeitrag untersuchen wir die 360-Grad-VR-Technologie im Bildungskontext genauer. Unser Ziel ist es, Ihnen dabei zu helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen und das Vertrauen zu stärken, neue Technologien auszuprobieren.
Immersive Education
Immersion kommt aus dem Lateinischen und bedeutet so viel wie „Eintauchen“. Sie beschreibt den Grad an technischen Ausstattungen eines Gerätes, um den Anwendern ein Gefühl von Realität zu vermitteln. Entscheidend für diese Funktion ist das genaue Tracking der Bewegungen in der virtuellen Umgebung. Ist dadurch das Maß an Immersion besonders hoch, entsteht ein Gefühl von Präsenz in virtuellen Umgebungen. Die Nutzenden bekommen das Gefühl, wirklich Teil dieser Umgebung zu sein. Die Immersive Education nutzt diese Greifbarkeit, um Lerngegenstände optimal zu vermitteln.
Das hohe Maß an Immersion macht den Einsatz der 360-Grad-VR-Technologie oder sogenannter VR-Brillen (engl. „head-mounted displays“) im Bildungskontext interessant. Anstatt nur über Inhalte zu hören oder zu lesen, erleben sie diese selbst. Die Lernenden werden Teil einer Umgebung, ohne wirklich dort zu sein und ohne die damit verbundenen Gefahren für ihr Wohlbefinden oder die damit verbundenen Kosten. Ob antike Städte zu erkunden oder die Meeresbewohner mit dem passenden Wissen über das Ökosystem See zu retten: Bundesweit nutzen bereits zehn Schulen immersive Education, um Lernenden Inhalte aus nächster Nähe beibringen zu können.
Diese neuen Technologien erfordern Gestaltungsempfehlungen für Lehrende, Bildungsinstitutionen und politische Akteure. Eine der ersten Richtlinien zur interdisziplinären Nutzung virtueller Realität im schulischen Kontext versucht, eine Basis für den interdisziplinären Diskurs im Bereich der schulischen Nutzung von VR als Lernmedium zu bilden und ruft zum Mitwirken auf.
Die Vorteile und Potentiale von 360-Grad-VR in der Bildung
VR-Brillen sollen und können reale Erlebnisse nicht ersetzen. Jedoch können solche Lernerfahrungen den Lernprozess bereichern und positiv beeinflussen. Sind Erlebnisse real in der Schule durchführbar, sind diese vorzuziehen. Doch gibt es Erlebnisse, die aufgrund der Art des Lerngegenstandes, der Kosten oder Gefährlichkeit nicht in der Schule geschaffen werden können. Genau hierfür eignen sich VR-Brillen.
- Verständnis von abstrakten Konzepten
Darüber hinaus ermöglicht die 360-Grad-VR-Technologie die Vermittlung komplexer Inhalte und die Visualisierung abstrakter Konzepte. Dies geschieht beispielsweise durch virtuelle Reisen ins Innere des menschlichen Körpers, um die Anatomie besser zu verstehen oder eine VR-Simulation zur Entstehung des Universums. Dadurch werden komplexe Zusammenhänge greifbarer und leichter verständlich. Nach Huanget et al. (2010) helfen virtuelle Welten gleichzeitig, die technischen, kreativen und problemlösenden Fähigkeiten der Lernenden zu schärfen.
- Interaktives Lernen
Ein zentraler Vorteil der 360-Grad-VR-Technologie ist das interaktive Lernen. Durch die Immersion in virtuelle Umgebungen erlangen Schülerinnen und Schüler ein tieferes Verständnis der Lerninhalte und nehmen Informationen besser auf. Indem sie selbst aktiv werden und ihre Umgebung erkunden, entsteht ein Lernerlebnis, das sowohl intellektuell als auch emotional ansprechend ist. Dies kann zu einer verbesserten Retention der Gelernten, einer höheren Motivation und stärkeren Konzentration führen.
- Zusammenarbeit und Kommunikation im virtuellen Raum
Gemeinsame virtuelle Lernumgebungen bringen Schülerinnen und Schüler aus verschiedenen Klassen, Ortschaften, Regionen der sogar Ländern zusammen. Dort können sie gemeinsam Aufgaben lösen, Probleme diskutieren und sich gegenseitig unterstützen. Die 360-Grad-VR-Technologie schafft hierbei eine Umgebung, die die Zusammenarbeit zwischen Schülerinnen und Schülern fördert und ihnen ermöglicht, ihre sozialen und kommunikativen inter- und intrakulturell Fähigkeiten weiterzuentwickeln.
- Zeitpunkt des Einsatzes im Unterricht
Es besteht die Möglichkeit, immersive Materialien jederzeit im Unterricht einzusetzen. Zu Beginn einer Unterrichtseinheit oder eines neuen Themas können sie dazu beitragen, einen Überblick zu schaffen und die Orientierung zu erleichtern. Am Ende einer Einheit oder Stunde können die gelernten Inhalte vertieft und theoretisch erarbeitete Konzepte in der virtuellen Umgebung angewendet werden.
- Sozialform des Einsatzes von VR-Technologie
VR könnte in unterschiedlichen Sozialformen eingesetzt werden. Lernende könnten in Einzelarbeit mit virtuellen Umgebungen interagieren oder von einer Mitschülerin oder einem Mitschüler außerhalb der VR unterstützt werden, zum Beispiel durch die Bereitstellung einer Information für die Bearbeitung des immersiven Lernszenarios. Auch eine beliebige Anzahl von Lernenden kann gleichzeitig in eine Lernumgebung geschickt werden. Dadurch wird eine nachträgliche Reflexion der Erlebnisse im Plenum möglich.
- Diverse Lerngelegenheiten
Immersive Welten bieten diverse Lerngelegenheiten. So werden beispielsweise Trainingswelten geschaffen, in denen psychomotorische Fähigkeiten trainiert werden können, deren Üben in der Realität gefährlich oder zu aufwändig ist. In Konstruktionswelten können virtuelle Welten selbst erschaffen und gestaltet werden. Explorationswelten bieten die Möglichkeit zu einer selbstgesteuerten authentischen und realistischen Lernerfahrung. Ausburn (2004) und Dede (2009) sind der Auffassung, dass Experimentierwelten nicht mehr an physikalische Gesetze gebunden sind und damit Lernszenarien schaffen, die in der Realität unmöglich sind.
Materialien und Praxisprojekte zu 360-Grad-VR-Anwendungen in deutschen Schulen
In der Bildung reicht es dabei nicht aus, VR-Brillen anzuschaffen und diese in den Klassenräumen zu verteilen. Stattdessen sollte die Anwendung passend in den Unterrichtsverlauf eingebaut werden. Diese Beispiele geben einen Eindruck davon, wie 360° VR-Technologie in deutschen Schulen eingesetzt werden könnte und welche positiven Auswirkungen solche Projekte auf den Lernprozess haben können.
Anwendungsbeispiel 1: Virtuelle Exkursionen – Das Gymnasium XYZ
Die virtuelle Exkursion als multimediale Lehr- und Lernumgebung bietet eine neue Möglichkeit, geographische Räume virtuell, multimedial sowie interaktiv zu erkunden. Das Gymnasium XYZ in München hat ein Pilotprojekt durchgeführt, bei dem 360-Grad-VR-Technologie für virtuelle Exkursionen eingesetzt wurde. In Zusammenarbeit mit einem lokalen VR-Unternehmen entwickelten Lehrkräfte virtuelle Reisen zu bedeutenden historischen Stätten wie dem antiken Rom und der Berliner Mauer. Schülerinnen und Schüler konnten so in die Geschichte eintauchen, ohne das Klassenzimmer zu verlassen. Die Rückmeldungen von Schülern und Lehrern waren durchweg positiv, da das Projekt das Geschichtsverständnis förderte und die Motivation der Schülerinnen und Schüler steigerte.
Anwendungsbeispiel 2: Biologieunterricht in der Zukunft – Die Realschule
Die Realschule ABC in Hamburg hat in einem Pilotprojekt die 360-Grad-VR-Technologie im Biologieunterricht eingesetzt. Die Schule nutzte eine VR-Plattform, die es ermöglichte, virtuelle Modelle von menschlichen Organen und Zellen zu erkunden. Schülerinnen und Schüler konnten so das menschliche Herz aus nächster Nähe betrachten, den Blutkreislauf verfolgen und den Aufbau von Zellen besser verstehen. Das Projekt wurde als großer Erfolg gewertet und führte zu einer erhöhten Lernbereitschaft und einem besseren Verständnis der behandelten Themen.
In Zukunft könnten hierfür die immersiven Lernumgebungen in der virtuellen Realität (VR) des drittmittelgeförderten Projektes „360°BNE“ verwendet werden. Die Lernszenarios behandeln dabei jeweils ein Thema, welches für den Biologieunterricht und das Thema nachhaltige Entwicklung relevant ist, wie die Rückkehr des Wolfes, Klimawandel und nachhaltige Landwirtschaft. In diesen virtuellen Umgebungen können sich die Lernenden mittels der VR-Brille frei bewegen. Aktuell befinden sich die Lernszenarios in der Planung und Entwicklung.
Anwendungsbeispiel 3: Sprachunterricht mit VR – Die Gesamtschule PQR
Die Gesamtschule PQR in Berlin hat ein Pilotprojekt ins Leben gerufen, um die 360-Grad-VR-Technologie im Sprachunterricht einzusetzen. Die Schülerinnen und Schüler nutzten VR-Brillen, um virtuell in die Länder der jeweils erlernten Sprache zu reisen und dort authentische Gespräche mit Muttersprachlern zu führen. Durch diese realitätsnahen Simulationen konnten die Schülerinnen und Schüler ihre Sprachkenntnisse in praxisnahen Situationen anwenden und verbessern. Das Projekt zeigte, dass die 360-Grad-VR-Technologie den Sprachunterricht erheblich bereichern kann, und die Schülerinnen und Schüler motiviert, sich intensiver mit der Fremdsprache auseinanderzusetzen.
Anwendungsbeispiel 4: „Life-Science-Engineering“ Vorlesung mit VR – Die Hochschule Anhalt
Im Bereich Biotechnologie der Hochschule Anhalt soll Virtual Reality in der „Life-Science-Engineering“ Vorlesung am Beispiel der Joghurtherstellung verwendet werden, um den Fachbereich für Neuzugänge attraktiver zu machen und die Lernerfahrung zu verbessern. Die digitale Lehre wird dadurch gefördert. Auf Grund des hohen Zuspruchs unterschiedlicher Seiten wird das Projekt fortgesetzt, um weitere Anwendungsbeispiele aus der Biotechnologie des Alltags zu realisieren.
Es existieren bereits eine Fülle von speziell für den Einsatz im Unterricht konzipierten Materialien oder solchen, die sich für die Anpassung an 360-Grad-VR-Anwendungen eignen und die in deutschen Schulen zur Verfügung stehen. Unter anderem sind hier Programme wie Google Expeditions oder 360-Grad-Videos auf der Plattform YouTube zu nennen. In einem explorativen Forschungsprojekt wurden laut Filter et al. (2020) zwei 360-Grad-Videos von Wölfen in ihrem natürlichen Lebensraum erfolgreich eingesetzt und führten zu einer gesteigerten Wahrnehmung der Präsenz und einem erhöhten Interesse an den Inhalten. Weitere, potenziell geeignete Materialien und Anwendungsbeispiele können in unserem Fachbeitrag „AR und VR in der Bildung“, der auf unserem Blog verfügbar ist, eingesehen werden.
Strategien und Herausforderungen bei der Implementierung von 360-Grad-VR-Technologie
Die Implementierung der 360-Grad-VR-Technologe in den Unterricht benötigt eine gute Planung, sowohl aus pädagogischer als auch aus organisatorischer Sicht. Um Lehr- und Lernprozesse zu bereichern, sollte nicht ausschließlich auf spezifische Merkmale der Technologie fokussiert werden. Die Konzeptionierung von technologiegestützten Lernumgebungen sollte stattdessen ein pädagogisches Anliegen adressieren und ansprechende Lernaktivitäten für die Lernenden bieten. Dies lässt sich in einem pädagogisch-didaktischen Konzept festhalten. Zu klärende Fragen sind unter anderem der Zeitpunkt, die Sozialform, die zu verwendenden Materialien, die Ressourcen-Planung und die Schulung der Lehrkräfte. Daher bedarf es einer individuellen Planung, die auf die Bedürfnisse und Anforderungen der jeweiligen Lerngruppe zugeschnitten ist. Eine mögliche Strategie, um diese Herausforderungen zu meistern, könnte wie folgt aussehen:
- Bedarfsanalyse durchführen: In welchen Unterrichtsfächern und -bereichen kann die 360-Grad-VR-Technologie am sinnvollsten eingesetzt werden? In welchen Bereichen bietet VR den größten Mehrwert?
- Die Anschaffung von VR-Hardware und -Software kann hohe Kosten verursachen. Mit einer Budget- und Ressourcenplanung lässt sich ein Gleichgewicht zwischen Investitionen und dem erwarteten Mehrwert für den Unterricht finden. Erstellen Sie einen Kostenplan über finanzielle Investition in Hardware (z.B. VR-Brillen) und Software (z.B. Lernplattformen) und prüfen Sie mögliche Finanzierungsmöglichkeiten, wie Förderprogramme oder Partnerschaften mit Technologieunternehmen
- Mit der Einführung neuer Technologien können technische Schwierigkeiten einhergehen, beispielsweise Probleme mit der Internetverbindung. Schulen brauchen die notwendige technische Infrastruktur und einen soliden technischen Support, um 360-Grad-VR-Technologie erfolgreich einzusetzen. Dazu gehören beispielsweise ausreichend leistungsfähige Computer, eine stabile Internetverbindung und geeignete Räumlichkeiten. Auch Datenschutz- und Sicherheitsaspekte müssen berücksichtigt werden, insbesondere wenn Schülerinnen und Schüler auf Online-Plattformen und -Inhalte zugreifen.
- Die erfolgreiche Implementierung von 360-Grad-VR-Technologie hängt auch von der Akzeptanz bei Lehrkräften und Schülern ab. Um den Erfolg der Implementierung zu gewährleisten, ist es entscheidend, dass Lehrkräfte in der Anwendung der 360-Grad-VR-Technologie geschult werden. Dies kann über relevante Fortbildungen und Workshops
- Bevor Sie die 360-Grad-VR-Technologie im gesamten Schulbetrieb einführen, ist es sinnvoll, zunächst mit Pilotprojekten zu beginnen. Werten Sie die Ergebnisse aus und passen Sie Ihre Strategie gegebenenfalls an, um eine erfolgreiche Implementierung zu gewährleisten.
360-Grad-VR-Technologie: Die Transformation des Unterrichts und Gestaltung der Zukunft des Lernens
Die immersiven Lernumgebungen der 360-Grad-Virtual-Reality-Technologie ermöglichen ein tieferes Verständnis der Lerninhalte, fördern die Zusammenarbeit und Kommunikation und tragen zu einem individuellen Unterricht bei. Dabei hat die Technologie Potenzial für den Einsatz in verschiedenen Unterrichtsfächern und -bereichen, sowie unterschiedlichen Schulformen. Mit dem richtigen Ansatz und Engagement können Schulen die Vorteile dieser Technologie nutzen und so einen wichtigen Schritt in Richtung Zukunft des Lernens gehen.
Die Implementierung von 360-Grad-VR-Technologie in Schulen erfordert jedoch eine sorgfältige Planung und Strategie von Entscheidungsträgerinnen und -trägern. Dabei unterstützen wir Sie gerne. Unsere Experten stehen Ihnen in einem Beratungsgespräch gerne zur Seite.
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