Virtuelle Realität, die Zukunft des Lernens

Eine Lernergebnisstudie in der Ausbildung zum Operationstechnischen Assistenten

Felix Mensch, Joy Backhaus

• Verlag: Books on Demand
• Jahr: 2020
• ISBN drucken: 9783752646498
• eBook-ISBN: 9783752655513
• Auflage: 1
• Thema: Medizin
• Thema: Medizinische Theorie, Praxis & Referenz

Aktuell ist eine Digitalisierung der Unterrichte geforderter denn je. Die Schülerinnen und Schüler in der Ausbildung zum Operationstechnischen Assistenten sind klar der Gruppe der Digital Natives zu zuordnen. Ein Umgang mit Digitalen Medien erfolgt meist spielerisch und ist fester Bestandteil des alltäglichen Lebens. Hieraus stellt sich die Frage wie verändert sich das Lernen, wenn im Unterricht den Bedürfnissen nach Immersion und digitaler Vielfalt mit dem Einsatz virtueller Realität anstatt des klassischen Lehrervortrags nachgekommen wird?Im Rahmen dieses Bandes wird die Veränderung des Lernerfolges und der Motivation der Schülerinnen und Schüler beim Lernen mit virtueller Realität betrachtet. Dies kann nur mit Partnern bewerkstelligt werden. Es konnte die Firma Maindreieck.ecom zur Erstellung des virtuellen Erlebnisses gewonnen werden. Um die Studie nachhaltig zu prüfen, stand Frau Prof. König vom Institut für Medizinische Lehre und Ausbildungsforschung am Universitätsklinikum Würzburg mit Ihrem Rat und Ihrem Team während Studie dem Autor zur Seite.

1 Einleitung

Im Rahmen der fünfjährigen Unterrichtstätigkeit an der Schule für Operationstechnische Assistentinnen/Assistenten¹ (OTA) des Universitätsklinikums Würzburg konnte der Autor Lehr- und Lernmethoden beobachten und anwenden. Auf Grund der Praxisorientierung innerhalb der Ausbildung sind in den fachpraktischen Unterrichten eine Vielzahl von Unterrichtsmethoden und Sozialformen innerhalb des Unterrichtsgeschehens möglich. In den theoretischen Unterrichten hingegen, oft auch als ärztliche Unterrichte betitelt, herrscht der Frontalunterricht mit seinen Sozialformen des Lehrvortrages und des Unterrichtsgesprächs.

1.1 Problemaufriss

Auf Grund der Erfahrung aus circa 2000 selbstgestalteten Unterrichtseinheiten konnte der Autor feststellen, dass die theoretisch im Unterricht ausgeführten praktischen Vorgänge nur schwer für Auszubildende nach zu vollziehen sind. Durch den Unterricht versucht der Dozent, ein Bild von einem praktischen Vorgang in die Gedankenwelt der Auszubildenden zu transportieren. Allerdings sind aufgrund der einzelnen Vorerfahrungen der Auszubildenden diese Bilder unterschiedlich und nicht mehr deckungsgleich mit den verbalisierten Ausführungen des Dozenten. Dies führt zu einer kognitiven Überforderung und einem daraus resultierenden „Aussteigen“ aus dem Unterrichtsthema und dem damit eng verbundenen Lernerfolg. Gerade in medizinischen Ausbildungsberufen sind Inhalte der fachpraktischen Ausbildung fiktiv und lassen sich nur durch praktische Übungen in einen Theorie-Praxis -Transfer überleiten. Am realen Patienten oder in realen Situationen des beruflichen Alltags sind Übungen nicht möglich, da das Gefährdungspotenzial für den Patienten zu hoch ist.

Hinzu kommt, dass die Kultusministerkonferenz eine Forderung nach einem generationengerechten und innovativ digitalen Unterricht in ihren Vorgaben hinterlegt hat. Diese lautet:

„Im Bereich der Beruflichen Bildung bildet zudem die Förderung berufsbezogener Kompetenzen im Kontext von digitalen Arbeits- und Geschäftsprozessen einen wesentlichen Teil der Handlungskompetenz der Lehrkräfte als Ausgangspunkt ihres didaktischen Handelns. Alle beruflichen Fachrichtungen sind hier gefordert, die Curricula entsprechend weiterzuentwickeln, um eine zeitgemäße Lehrerausbildung zu sichern.“ (Kultusministerkonferenz, 2016, S. 25)

Um dieser Forderung der Kultusministerkonferenz nachzukommen, sollten sich berufsbildende Schulen ebenfalls Gedanken zur Digitalisierung der Unterrichte machen. Es sollten sowohl die Lehrkräfte als auch die Auszubildenden auf die neuen Möglichkeiten in der didaktischen Vielfalt vorbereitet werden.

„Die Berufsbildung in Deutschland ist ganz wesentlich durch das Modell der dualen Ausbildung geprägt, in dem zwei gleichwertige Lernorte eng miteinander verzahnt sind. […] Die Digitalisierung wirkt sich jedoch auch auf die Form der Ausbildung aus, weil sie ganz neue Anforderungen an das Lernen und Lehren mit sich bringt […]. Das Lernen mit und über digitale Medien findet beispielsweise in hohem Maße auch auf informeller Ebene statt. Es verändern sich berufliche Handlungskompetenzen und die Form, in welcher diese in der Schule und im Unternehmen erworben werden […].“ (DLR Projektträger Europäische und Internationale Zusammenarbeit Arbeitsgruppe „Internationalisierung der Berufsbildung“, 2019, S. 39)

Auf Grund dieser Vorgaben, sollte ein Umdenken in der Bildungslandschaft beginnen und die Digitalisierung in den Unterrichten nicht nur durch neu angeschaffte Tablet Computer umgesetzt, sondern auch die Sozialformen im Unterricht an die neue Medienvielfalt angepasst werden.

1.2 Zielsetzung

Im Rahmen dieses Bandes soll eine moderne und zukunftsorientierte Unterrichtsmethode beschrieben werden, welche mit verhältnismäßig geringem Kosten- und Personalaufwand durchgeführt werden kann und ein verändertes Lernergebnis nach sich zieht. Aus diesen Gründen möchte sich der Autor mit der Frage auseinandersetzten:

Wirkt sich die Sozialform auf das Lernergebnis der Auszubilden aus?

Durch den Einsatz neuer Medien, zum Beispiel Head Mounted Displays (HMD) im fachpraktischen, beziehungsweise theoretischen Unterricht, kann durch den spontanen Zugriff auf Vorgänge in der Praxis ein großes Maß an Informationen transportiert werden. Aktuell werden virtuelle Technologien in der Luftfahrt, der Medizin oder beim Militär als gängige Praxis angeboten (Jenewein & Hundt, 2009, S. 4). Nicht nur im Studium der Medizin, sondern auch in der medizinischen Ausbildung, befindet sich die virtuelle Realität auf dem Vormarsch. Das Berner Bildungszentrum Pflege ist hier bereits mit den ersten Studien zur Handhabe im Unterricht in die Vorreiterrolle getreten. In Bern können angehende Pflegefachkräfte durch das virtuelle Erleben in den Pflegealltag eintauchen und immersiv lernen (DLR Projektträger Europäische und Internationale Zusammenarbeit Arbeitsgruppe „Internationalisierung der Berufsbildung“, 2019, S. 50).

Es entsteht der Eindruck, dass sich innovative, moderne und insbesondere digitale Sozialformen im Unterricht gerade auf den Sprung in den täglichen Gebrauch der schulischen Ausbildung machen.

Hypothese 1: Erhöhte Motivation durch virtuelle Realität im Unterricht

Die erste Hypothese des Autors: Eine gesteigerte (Lern) Motivation der Auszubildenden durch den Einsatz der virtuellen Realität ist im Unterricht festzustellen. Es ist davon auszugehen, dass die Auszubildenden eine erhöhte Motivation bezüglich des Verfolgens und des Erlernens des Unterrichtsthemas durch den Einsatz von Virtueller Realität (VR) als Sozialform haben. Diese Hypothese wurde bereits durch das Berner Bildungszentrum Pflege überprüft und wird auch im Rahmen der zu beschreibenden Studie (Kapitel 3 und 4) verifiziert.

Vorweg die Ergebnisse der Berner Studie zur veränderten Motivation.

„Motivation/Akzeptanz

Die Beantwortung der Frage, ob das Lernen mit der VR-Brille lehrreich war, fiel heterogen aus. Die meisten Studierenden gaben an, dass ihnen das Lernen mit der VR-Brille Spass[sic] gemacht hat.

3D-Visualisierung /Verständlichkeit

Ein Grossteil[sic] der Studierenden fand sich in der virtuellen Welt gut zurecht. Die Studierenden meldeten jedoch zurück, dass die Handhabung – vor allem die Interventionen mit den Händen – nicht ganz einfach war.“ (Schlegel & Weber, 2019, S. 184/185)

Genau dies ist aus Sicht des Autors eine große Chance, mit Hilfe der virtuellen Realität, Schüler oder Auszubildende an Orte zu bringen, zu welchen die klassischen Sozialformen zuvor keinen Zugang gefunden haben.

Die Ergebnisse der Berner Beobachtungen sollen im Rahmen der Studienauswertung Berücksichtigung finden und gegebenenfalls verifiziert werden.

Hypothese 2: Besseres Lernergebnis durch Virtuelle Realität im Unterricht

Nachdem die Leitfrage dieses Bandes „Wirkt sich die Sozialform auf das Lernergebnis der Auszubilden aus“ lautet, wird die 2. Hypothese im Hauptteil durch eine deskriptiv statistische Erhebung betrachtet. Diese wird mittels einer zweifaktoriellen ANOVA Studie mit Messwiederholung, interferenzstatistisch auf Ihre Signifikanz überprüft (Kapitel 3 und 4). Um den Messergebnissen nicht vorzugreifen, verzichtet der Autor an dieser Stelle auf weitere Ausführungen.

1.3 Literaturrecherche

Zum Zwecke der Recherche wurden die Möglichkeit des Internets, allem voran die Portale „ResearchGate“ und „PubMed“, aber auch die Präsenzsammlung der Universitätsbibliothek Würzburg genutzt.

Im Rahmen dessen wurden nach den Begriffen Sozialformen im Unterricht, Frontalunterricht, Lernen und VR (Virtuelle Realität) geclustert. Während diese Art der Eingruppierung bei den ersten beiden Begriffen noch sehr gut funktionierte, musste der Begriff „Virtuelle Realität“ deutlich verfeinert werden. Das Suchfeld wurde um VR in der Beruflichen Bildung, VR in der Medizin und VR in der Schule erweitert.

Im Bereich der Sozialformen innerhalb eines „Frontalunterrichts“ hat sich Hilbert Meyer mit seinen Werken Unterrichtsmethoden I und II hervorgehoben. Aber auch Gudjons mit seinem Buch „Frontalunterricht – neu entdeckt“ muss hier Erwähnung finden.

Beim Begriff „Lernen“ hat sich das Buch „Neurodidaktik Grundlagen und Vorschläge für gehirngerechtes Lehren und Lernen“ als Kompendium hervorgetan. Zur klareren Ausgestaltung dieses Teilbereichs ist es nötig, die verschiedenen Formen der Lerntypeneinteilung zu betrachten. Hier sind die Autoren Vester, Schrader und Kolb hervorzuheben. Der Bereich des Lernens in einer virtuellen Umgebung muss ebenfalls untersucht werden. Zu diesem Thema haben sich Jenewein und Hundt als valide Quelle erwiesen.

Im Bereich Virtuelle Realität und Lernen mittels VR muss erwähnt werden, dass es bereits erste Veröffentlichungen im Bereich der technischen Berufsausbildung gibt. Im Bereich der Gesundheitsberufe sind hier im letzten Jahr vermehrte Veröffentlichungsaktivitäten zu verzeichnen. Die Ergebnisse dieser wissenschaftlichen Arbeiten zeigen eine erhöhte Lernmotivation und Lernbereitschaft auf. Allerdings wurden hier Szenarien in der Virtuellen Realität mit einem hochgradigen Immersionsfaktor betrachtet, welche einen immensen finanziellen Aufwand bedeuten und nur kleineren Gruppen zugänglich gemacht werden können.

1.4 Aufbau des Bandes

Die Hypothesen resultieren aus der Annahme, dass die Generation der Digital natives, welche aktuell die Großzahl der Auszubildenden stellt (Kapitel 3.5), durch die zunehmende Digitalisierung ihres alltäglichen Umfeldes auch den Umgang mit neuen Lehrmedien verändert haben kann. Demnach sollte sich auch das Lernergebnis mittels der neuen Medien verändern. Um dies abschließend in der Studie zu klären, werden im Rahmen des Bandes zunächst die verschiedensten Lerntypen betrachtet (Kapitel 2.1.2). Das ist nötig, da die beiden in der Studie betrachteten Sozialformen der Unterrichtsführung auch die Lernkanäle unterschiedlich intensiv ansprechen. Das virtuelle Lernen ist hierbei als Sonderform anzusehen (Kapitel 2.1.3). Auch werden, neben einer kurzen Definition des Begriffes „Sozialform“, die beiden Protagonisten, Frontalunterricht mit Unterrichtsgespräch (Kapitel 2.2.1) und die Virtuelle Realität (Kapitel 2.2.2), näher betrachtet. Es soll der Hauptfokus allerdings auf das Lernen in der Virtuellen Realität gelegt werden. Der Frontalunterricht ist mannigfaltig in der Literatur beschrieben, die Virtuelle Realität in der Berufsausbildung ist im Gegensatz hierzu noch unterrepräsentiert. Im Kapitel 3 wird der Vorgang innerhalb der Studienplanung ausgeführt, in diesem Abschnitt wird auch der personelle und finanzielle Aufwand für die Sozialform Virtuelle Realität dargestellt (Kapitel 3.4). Die Auswertung und Darstellung der Studienergebnisse erfolgen in Kapitel 4.

1.5 Kriterien der Studie

Bei der Erarbeitung der Testung wurde darauf geachtet, dass alle Lerntypen nach Kolb inkludiert sind, und der Kolb‘sche Lernkreislauf Beachtung findet. Im Studiendesign liegt das Hauptaugenmerk auf den Lernergebnissen und dem Verlauf der Lernergebnisentwicklung, welche sowohl deskriptivstatistisch als auch interferenzstatistisch betrachtet werden. Die Interferenzstatistik soll eine Aussage über die Signifikanz der Interventionsarten und der Messzeitpunkte bezüglich des Lernergebnisses liefern, um die deskriptivstatistische Aussage zu untermauern. Durch die Erhebung einer Selbsteinschätzung der Probanden nach den Interventionen soll der Effekt der Motivation durch die jeweilige Lernform veranschaulicht werden.

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¹ Hinweis zur geschlechtergerechten Sprache: Die Gleichberechtigung von Frauen und Männern in allen Bereichen ist elementar. Nach Möglichkeit verwenden wir geschlechtsneutrale Formulierungen. Wo sich dies nicht umsetzen lässt, benutzen wir aus Gründen der besseren Lesbarkeit das generische Maskulinum. Selbstverständlich sind dabei Frauen eingeschlossen.

2. Fachtheoretische Grundlagen

Als Grundlage zur Entwicklung der Thesis möchte der Autor mit Hilfe von Hilbert Meyer den Begriff Sozialform klären. Herbert Gudjons beschreibt den „Frontal Unterricht“. Auch wird beleuchtet, was ist „Virtuelle Realität“, welche Risiken birgt diese und wie kann diese neue Sozialform in das Unterrichtsgeschehen adaptiert werden. Um den Bereich „Lernergebnis“ zu betrachten, wird geklärt, welche Lerntypen die Auszubildenden mitbringen können und warum die „Virtuelle Realität“ als Sozialform der aktuellen Generation „Auszubildender“ das Verstehen erleichtern kann. Die Sinnhaftigkeit der Virtuellen Realität im Bereich des E-Learning konnte bereits 2019 nachgewiesen werden.

„VR und AR scheinen in ausgewählten Bereichen nach Einschätzung der Studierenden Sinn zu machen (M=3,25; SD=1,19). Beide Technologien werden als eine positiv wirksame Ergänzung im Bereich des E-Learning gesehen (M=3,70; SD=1,11).“ (Niedermeier & Müller-Kreiner, 2019, S. 8)

Das Strategiepapier der Kultusministerkonferenz „Bildung in der digitalen Welt“ sagt aus:

„Die sinnvolle Ein...

Inhaltsverzeichnis

• Inhaltsverzeichnis
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Abkürzungsverzeichnis
• 1 Einleitung
• 2. Fachtheoretische Grundlagen
• 3. Festlegen des Studienformates und Durchführen der Studie
• 4. Auswertung der Studie
• 5. Fazit und Ausblick
• 2 Literaturverzeichnis
• Anhang A: Pseudonymisierung
• Anhang B: Information zur Studie für Probanden
• Anhang C: Prä-Fragebogen
• Anhang D: Fragebogen Post Test Frontalunterricht
• Anhang E: Erwartungshorizont Frontalunterricht
• Anhang F: Fragebogen Post Test Virtuelle Realität
• Anhang G: Erwartungshorizont Virtuelle Realität
• Über das Buch
• Impressum