Von VR-Szenarien unterscheiden sich 360°-Umgebungen nur insofern, dass die Darstellung nicht durch 3D-Objekte sondern durch Panoramabilder oder -videos wie im Inneren einer Kugel erfolgen.
Außerdem sind VR-Anwendungen, die didaktisch durchdacht sind und einen Bildungsplanbezug haben, eher Mangelware. Im Sinne des Makings lassen sich von Schülerinnen und Schülern jedoch leicht eigene 360°-VR-Umgebungen erstellen. Hierzu benötigt man eine 360°-Kamera und eine entsprechende Software. Näheres hierzu finden Sie in unseren Fortbildungen oder unter dem Themenbereich Projekte.
Gewinn von Virtual Reality (VR) für den Unterricht
Für das Vorhaben an Schulen müssen wir erproben können, in welchen Bereichen Virtual Reality (VR) für den Unterrichtsgebrauch sinnvoll ist.
Im Bezug auf den viel diskutierten Mehrwert von VR im Schulkontext ist das Diktum von Axel Krommer zum Einsatz bisher unbekannter Medien zu beachten, denn manche Zieldimensionen können vor Erprobung der Technologie in Schulversuchen noch gar nicht vorhergesehen werden.
Mit Blick auf die bisherige Forschung und die Praxis zu VR in der Bildung ist VR insbesondere dann sinnvoll, wenn:
- eine vollständige Fokussierung ohne externe Ablenkung nötig ist. Die Userin oder der User taucht in die virtuelle Welt ein und konzentriert sich voll auf die dort stattfindenden Szenarien (nicht so bei Mixed Reality (MR), bei der ja gerade die Interaktion mit der realen Welt stattfinden soll);
- ein immersives Gefühl erzeugt werden soll. Das bedeutet, die Userin oder der User taucht in die virtuelle Welt ein und wird zum Augenzeugen des Gezeigten und interagiert mit diesem;
- eine individuelle Steuerung gewünscht wird, da die Nutzerin oder der Nutzer ihr/sein Sichtfeld beziehungsweise ihre/seine Umgebung selbst kontrolliert. Diese Möglichkeit ist von zentraler Bedeutung für eine schüleraktivierende Didaktik mithilfe von Medien und die individuelle Förderung.
VR ist mit Blick für folgende Anwendungsbereiche insbesondere dann sinnvoll, wenn der jeweilige Lerninhalt
- unzugänglich ist (zum Beispiel der molekulare Mikrokosmos, das Weltall, das Innere eines Motors/einer Industrieanlage, eine antike Stadt, eine mögliche Zukunft),
- nur schwer begehbar ist (zum Beispiel eine Unterwasserhöhle, ein Flugzeugtank),
- nur schwer erreichbar ist (zum Beispiel ein entferntes Reiseziel auf einem anderen Kontinent, ein Offshore-Windpark, die Internationale Raumstation),
- mit einem erhöhten, nicht zumutbaren Sicherheitsrisiko verbunden ist (zum Beispiel Experimente mit brennbaren oder radioaktiven Materialien, Anwendungen in Medizin und Pflege, Begehung einer Brückenbaustelle) oder
- allgemein mit schulischen Mitteln nur selten zu realisieren ist (zum Beispiel Besuch im CERN (Europäische
Organisation für Kernforschung), Reisen ins Ausland, etwa ein Besuch im Weißen Haus oder einer Textilfabrik in Fernost).
Mit Blick auf die Kompetenzförderung lässt sich sagen, dass VR insbesondere dann sinnvoll ist, wenn auch die künftig zu fördernden Kompetenzen
- nicht mit den an einer Schule üblicherweise vorhandenen Möglichkeiten trainiert werden können,
- in der späteren beruflichen Realität erfolgreich zur Anwendung gebracht werden können: VR bietet hier einen sicheren Raum, in dem Handlungsabläufe selbstverantwortlich trainiert und verinnerlicht werden und reale (sicherheitstechnische, gesundheitliche, finanzielle et cetera) Risiken minimiert werden können,
- nur und/oder besser mithilfe einer Simulation geschult werden können.
Die VR-Technologie ermöglicht für Lerninhalte und Kompetenzen eine Anwendungsbezogenheit, die mit herkömmlichen Lehrmitteln nicht zu realisieren ist:
- Theoretische Inhalte können anschaulicher vermittelt, praktische Erprobungsverfahren für diese simuliert werden, wodurch der Lerninhalt ganzheitlicher und damit intensiver und nachhaltiger gefestigt wird.
- Für die Schulung von Handlungskompetenzen können gerade für den beruflichen Bereich virtuelle Szenarien entworfen werden, die sich in einer Lehrwerkstatt nicht darstellen lassen, aber auf die berufliche Realität gut vorbereiten.
- Außerdem bietet VR die Möglichkeit, Wissensanwendung und Kreativität in Simulationen anzuwenden, in denen konkrete Problemlösungsstrategien erforderlich sind.
Somit kann VR nicht nur zum besseren Verstehen, sondern auch zur Verbesserung von Kompetenzen genutzt werden.
Diese Überlegungen sind nicht nur reflektierte Prognosen. Sie werden auch durch die Ergebnisse einer viel beachteten Pekinger Studie aus dem Jahre 2016 gestützt. Diese kommt zu dem Ergebnis, dass Schülerinnen und Schüler, die dieselben Unterrichtsinhalte mit VR-Technologie lernten wie eine Kontrollgruppe in traditionellen Unterrichtsszenarien, höher motiviert waren, nachhaltiger und individueller auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten lernten sowie in Leistungsmessungen bessere Ergebnisse erzielten.
- Axel Krommer: Wider den Mehrwert! Oder: Argumente gegen einen überflüssigen Begriff, in: Bildung unter Bedingungen der Digitalität. Argumente – Gedanken – Notizen, Blogeintrag vom 05.09.2018. Online-Ressource: https://axelkrommer.com/2018/09/05/wider-den-mehrwert-oder-argumente-gegen-einen-ueberfluessigen-begriff/ (17.01.2019).
- Axel Krommer: Welchen Mehrwert haben digitale Medien für das schulische Lernen? Nürnberg 2015. Online-Ressource: https://axelkrommer.com/2015/08/04/welchen-mehrwert-haben-digitale-medien-fuer-das-schulische-lernen/ (10.02.2018).
- A Case Study – The Impact of VR on Academic Performance. Beijing Bluefocus E-Commerce Co., Ltd. & Beijing iBokan Wisdom Mobile Internet Technology Training Institutions, Peking 2016.
Integration von Virtual Reality (VR) in die Schule
Wie kann Virtual Reality (VR) in der Schule, im Unterricht und am Seminar eingesetzt werden?
Autor: Simon Maria Hassemer, Josef-Durler-Schule Rastatt
Als Morpheus im amerikanischen Film „Matrix“ dem jungen Hacker anbietet, die blaue oder die rote Pille zu nehmen, muss sich Neo für eine Realität entscheiden: die reale Welt oder die virtuelle Scheinwelt der Matrix. An der Josef-Durler-Schule (JDS) genießt man seit Kurzem den Luxus, zwischen beiden Welten frei hin und her wechseln zu können, nämlich im neuen VR-Labor. VR steht für virtuelle Realität. Aber was ist VR? Was kann VR? Wer braucht das?
Bei Virtual Reality (VR) trägt die Person eine sichtdeckende Brille und in jeder Hand einen Controller, mit dem sich die virtuelle Welt beeinflussen lässt. Das bedeutet, man kann dorthin sehen, wo man möchte und steckt mitten im virtuellen Geschehen. Außerdem kann man über die Controller mit Gegenständen dieser virtuellen Welt interagieren – je nachdem, wie viel das Software-Programm zulässt.
Beispielsweise kann man eine computergenerierte Simulation des Mars besuchen, auf dessen Oberfläche laufen und eine mögliche zukünftige Marssiedlung auch von der Erde aus bestaunen. Damit ließe sich der Aufenthalt auf dem Mars generell simulieren, so zum Beispiel die Aufgaben eines Marsianers, der ein Problem lösen muss: Aufgaben für eine Zukunft, die bereits heute trainiert werden kann – und das an der Josef-Durler-Schule im Penthouse.
Ursprünglich kommt VR aus der Gaming-Industrie. So verwundert es nicht, dass in diesem Sektor die fortschrittlichsten Produkte entstanden sind.
Auf ein deutlich geringeres Budget können Software-Schmieden zurückgreifen, die VR-Programme für den Bildungsbereich anbieten. Dabei sind die Möglichkeiten vielfältig:
- Man könnte beispielsweise Molekülketten zu neuartigen und nachhaltigen Polymeren zusammenbauen und die Eigenschaften des simulierten Kunststoffs gleich testen.
- Man könnte in ein simuliertes antikes Rom reisen und dort mit der Latein sprechenden Bevölkerung interagieren.
- Man könnte dreidimensionale Funktionsgleichungen tatsächlich in 3D sehen und modifizieren.
- Man könnte die neuronale Struktur eines Gehirns untersuchen und beobachten, was beim Lernen in einem menschlichen Gehirn passiert.
Aufgabe des VR-Labors an der Josef-Durler-Schule ist, herauszufinden, welche bereits existierenden Applikationen für das Lernen, für den Bildungsbereich und für die Schule sinnvoll sind. Es wird untersucht, welche Apps das Verständnis komplizierter Sachverhalte durch dreidimensionale Visualisierung, Immersion (vollständiges Eintauchen in die virtuelle Welt) und Interaktivität mit der Simulation erleichtern.
Den Auftrag erteilte das Kultusministerium Baden-Württemberg zunächst dem damaligen Landesinstitut für Schulentwicklung (LS). Da Herr Dr. Hassemer und die Josef-Durler-Studios bereits in diesem Bereich gearbeitet hatten – siehe hierzu das Video „JDS // JDVR - Virtual Reality an der Schule“ auf dem YouTube-Kanal der Josef-Durler-Schule Rastatt – wurde der Auftrag an der JDSR erteilt. Dass die VR-Technologie Potenziale für das Verständnis und das Lernen bietet, die mit herkömmlichen Mitteln nicht zu erreichen sind, haben die JDStudios schon früh erkannt, als sie im Januar 2018 einen Ausflug in den VR Playspace Karlsruhe machten.
Autor: Tilo Bödigheimer, Hardbergschule Mosbach, Mitglied der Expertengruppe 3D-erleben für den Bereich „VR/360°“
Es ist ein ganz besonderes Erlebnis, wenn man sich zum ersten Mal eine VR-Brille aufsetzt und dadurch in eine andere Welt eintauchen kann. Die Umwelt tritt in den Hintergrund; an ihre Stelle tritt eine neue, virtuelle Realität. Voller Spannung und Begeisterung verbringt man die ersten Stunden in dieser virtuellen Realität, besucht ferne Orte oder unternimmt Reisen in das Innere des menschlichen Körpers. Diese anfängliche Spannung und Begeisterung spürten und erlebten auch die Schülerinnen und Schüler der Hardbergschule Mosbach, als ihr Lehrer zum ersten Mal VR-Brillen im Unterricht einsetzte.
Aber was kommt danach? Gibt es über diese anfängliche Begeisterung hinaus pädagogisch sinnvolle Einsatzszenarien von VR-Brillen in der Schule?
Projektplan
Der folgende Projektplan bezieht sich auf den Einsatz dieser neuen Techniken vor allem im Unterricht an einem Sonderpädagogischen Bildungs- und Beratungszentrum (SBBZ). Die Schülerinnen und Schüler der Hardbergschule Mosbach besitzen einen festgestellten sonderpädagogischen Bildungsanspruch im Bereich Lernen und werden nach dem Bildungsplan der Förderschule unterrichtet.
Als Schwerpunkte der Erprobung der VR/360°-Technik an der Hardbergschule Mosbach sollen vier Bereiche in besonderem Maße untersucht werden:
Im ersten Schritt sollen die aktuell gängigen VR-Systeme auf dem Markt gesichtet und hinsichtlich ihrer Einsetzbarkeit im
Unterricht bewertet werden. Der Fokus liegt dabei auf Cardboard-Systemen, bei denen günstige VR-Brillen mit den Smartphones der
Lernenden bestückt werden.
Neben der Passform und der Handhabbarkeit der Brille für die Schülerinnen und Schüler soll dabei auch die Bedienung der Software (Inbetriebnahme, Installation von Apps, Verfügbarkeit von Apps et cetera) bewertet werden.
Des Weiteren werden neben der Testung der VR-Brillen eine Testung und Bewertung unterschiedlicher 360°-Kameras in Bezug auf ihre Qualität und Eignung für den Einsatz in der Schule erfolgen.
Die Motivation ist einer der entscheidenden Faktoren, wenn es um gelingende Bildung und um erfolgreiches Lernen geht.
Sind die Schülerinnen und Schüler motiviert und haben sie Lust auf den Unterricht und das Thema, dann tauchen viele der leider immer häufiger auftretenden Probleme beim schulischen Lernen nicht mehr oder in deutlich geringerem Maße auf. Erfahrungen aus der Praxis zeigen: Wenn die Schülerinnen und Schüler motiviert sind, verringern sich die Fehlzeiten, die Unterrichtsstörungen gehen zurück und die Lernenden sind in größerem Maße dazu bereit, Anstrengungen im Unterricht auf sich zu nehmen, um die gesetzten Ziele zu erreichen.
Inwieweit kann der Einsatz von VR-Brillen die Motivation über die oben beschriebene anfängliche Begeisterung hinaus dauerhaft erhöhen? Wird auch beim dritten, vierten und fünften Einsatz der VR-Brillen im Unterricht noch eine gesteigerte Motivation feststellbar sein?
Der dritte Schwerpunkt der Erprobung zielt darauf, Orte erfahrbar zu machen, die aufgrund der Entfernung oder anderer Hindernisse im Schulalltag nicht besucht werden können. So sollen zum Beispiel historisch bedeutsame Orte des ehemaligen Konzentrationslagers (KZ) Neckarelz für unsere Schülerinnen und Schüler zugänglich gemacht werden, die der Öffentlichkeit normalerweise verschlossen bleiben. Neben den Räumlichkeiten des damaligen KZs, ist geplant, auch die Bergwerksstollen durch die VR-Brillen erfahrbar zu machen, in dem die KZ-Häftlinge früher für den Flugzeugmotorenbau arbeiten mussten.
Als Differenzierungsmöglichkeit können weiterführende Informationen innerhalb der VR-Tour auf unterschiedlichen Niveaus und in unterschiedlichen Darbietungsformen angeboten werden, sodass die Lehrkräfte und gegebenenfalls die Lernenden selbst eine inhaltliche Differenzierung je nach Leistungsniveau beim Betrachten der VR-Tour vornehmen können.
In technischer Hinsicht werden hierbei auch verschiedene VR-Authoring-Systeme getestet und bewertet. Dabei geht es neben der Verfügbarkeit auf den unterschiedlichen VR-Brillen auch um die Handhabbarkeit dieser Authoring-Systeme für Lehrkräfte und auch für Schülerinnen und Schüler, die damit eigene VR-Touren erstellen sollen.
Der letzte Schwerpunkt der Erprobung wird die Erstellung eigener VR-Inhalte durch die Schülerinnen und Schüler selbst sein.
Zunächst steht dabei der Erwerb der notwendigen Kenntnisse zur Erstellung eigener VR Inhalte mittels 360°-Kameras und VR-Authoring-Software im Vordergrund.
Um selbst VR-Touren erstellen zu können, müssen sich die Lernenden darüber hinaus intensiv mit der Thematik der zu erstellenden VR-Tour auseinandersetzen, die Inhalte recherchieren, die Fotoaufnahmen vornehmen und in einem letzten Schritt alle Inhalte als interaktive Tour zusammenstellen.
Ganz bewusst wird bei der Erprobung auf spezielle Lern-Apps für die VR-Brillen verzichtet, da es aktuell nur wenige wirklich brauchbare Apps für den Bildungsbereich gibt. Die meisten verfügbaren Apps sind darüber hinaus aufgrund der englischen Sprachführung oder der Komplexität der Inhalte für den Einsatzzweck an einem SBBZ Lernen ungeeignet.
Autor: Christian Albrecht, Staatliches Seminar für Didaktik und Lehrerbildung Freiburg
Das Sonderpädagogikseminar plant aktuell zwei Projekte, die im Bereich der Virtuellen und Augmentierten Realitäten angesiedelt sind.
Das interdisziplinäre Projekt „Breaking Bad Behaviors“ der Universität Würzburg erprobt den Einsatz eines voll-immersiven virtuellen Klassenzimmers, um Klassenführungskompetenzen in der Lehrerbildung zu fördern.
Das Seminar Freiburg plant, dieses Projekt in die zweite Phase der Lehrerausbildung zu überführen. Damit könnte das Seminar Freiburg als erstes Seminar überhaupt die Erprobung der Einsatzmöglichkeiten eines voll-immersiven Trainingsmoduls zum Einüben von Verhaltensroutinen im Rahmen des Classroom-Managements anbieten.
Konkret bedeutet das, dass Lehramtsanwärterinnen und Lehramtsanwärter in einer virtuellen Simulation, mithilfe einer VR-Brille, mitten im Klassenzimmer stehen und Maßnahmen und Methoden der Klassenführung nicht nur lernen und diskutieren, sondern tatsächlich ausprobieren und einüben können.
Damit erhofft sich das Seminar Freiburg, Klassenführungskompetenzen von (angehenden) Lehrerinnen und Lehrern zu steigern sowie die praxis- und theorieorientierte Entwicklung, Durchführung sowie Evaluation einer innovativen pädagogischen Praxis, in der das voll-immersive virtuelle Klassenzimmer gewinnbringend eingesetzt wird.
Viele Museen haben bereits damit begonnen, ihre Exponate digital als 3D-Scan zu sichern und stellen diese vereinzelt zur Verfügung. Führend in diesem Bereich ist das Museum der Universität Tübingen (MUT) , welches Verfahren entwickelt, die exemplarisch für alle Museen in Baden-Württemberg, Deutschland und auch Europa sind.
Eine Besonderheit der Vorgehensweise der Universität Tübingen ist das Einbinden eines Objekts in seine Sinnzusammenhänge, also in seine Ausstellungs- und Fundorte, die ebenfalls digital zur Verfügung gestellt werden.
Das Seminar Freiburg plant, hier den nächsten Schritt zu gehen und eine pädagogische Vernetzung zwischen digitalen und realen Objekten in Schule und Unterricht zu ermöglichen. In dem zu erarbeitenden pädagogischen Gesamtkonzept wird auch der Aspekt der haptischen VR für blinde Menschen integriert.
Wenn Sie sich für VR in der Schule interessieren, besuchen Sie gern eine Fortbildung zum Thema oder wenden
Sie sich an unsere Ansprechpersonen.