VR/AR-Brevet und -Demonstrator

Beschreibung

Die Kantonsschule Zimmerberg experimentiert seit 4.5 Jahren im Rahmen einer jahrgangsübergreifenden Arbeitsgemeinschaft namens «VR Lab KZI» mit dem Einsatz von VR/AR-Technologie und -Anwendungen im Kontext der Mittelschule. Bisher waren es kleine Gruppen von freiwilligen Schülerinnen und Schüler, welche mit 2 Lehrpersonen vierzehntäglich Anwendungen ausprobierten, und erfolgreich kleinere Projekte lancierten. Gerne würden wir nun mit diesem bereits erworbenen Knowhow den Freikursbereich verlassen und den Transfer in den Regelunterricht im Klassenverband vollziehen. VR/AR-Technologie soll endlich im Gymnasium zu einer flächendeckend eingesetzten Technik werden. Alle Absolvent:innen einer Kantonsschule sollen künftig über basale Fähigkeiten im Einsatz von VR/AR-Technologieverfügen.

Aus unserer Sicht gibt es nur noch zwei methodisch-didaktische Hürden zu nehmen, welche den flächendeckenden Einsatz gegenwärtig behindern:
1. Der zeitliche Schulungsaufwand für die Einführung von VR/AR-Technologie in einer Klasse ist noch zu gross und passt nicht in die 45-minütigen Lektionen des Regelunterrichts. Wenn z.B. eine Fachlehrperson eine Sequenz in Virtual Reality bearbeiten will, dann kann sie nicht direkt mit dem Fachinhalt starten, sondern muss zuerst noch die Technologie und ihr Handling während mehrerer Lektionen vermitteln. Der Initialaufwand für Lehrpersonen ist gegenwärtig noch zu hoch, sodass die VR/AR-Technologie auch dann nicht regelmässig eingesetzt wird, wenn die Geräte dazu an einer Schule vorhanden sind.
2. Lehrpersonen sind mit der VR/AR-Technologie kaum vertraut und sind daher nicht in der Lage die Geräte im eigenen Fachunterricht einzusetzen oder Unterrichtseinheiten dazu zu planen. Verbunden mit dem hohen Initialaufwand führt dies dazu, dass selbst bereits vorhandene Geräte nicht eingesetzt werden.

Im Rahmen des Projekts «VR/AR-Brevet und -Demonstrator» würden wir gerne versuchen, diese beiden letzten Hürden durch die Übertragung von neuen Kompetenzen an die Lehrpersonen und Lernenden zu beheben. Die Lehrpersonen sollen mittels eines «VR/AR-Demonstrators» in die Lage versetzt werden, eigene Erfahrungen zu machen, Potenziale für den Fachunterricht zu erkennen und eigene Unterrichtseinheiten zu entwickeln und erfolgreich durchzuführen. Die Lernenden sollen durch eine standardisierte Schulung ein «VR/AR-Brevet» erwerben, welches die Skills im Handling mit VR/AR-Brillen dokumentiert und insbesondere die Grundlage für den Einsatz im Unterricht schafft, aber auch den selbständigen Gebrauch ermöglicht.

Teilbereich 1: «VR/AR-Brevet»
Im Teilbereich «VR/AR-Brevet» wollen wir eine Unterrichtsreihe erarbeiten, welche den Absolvierenden grundlegende Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit VR/AR-Technologie vermittelt. Das «VR/AR-Brevet» wird zu Beginn der Gymnasialzeit im Klassenverband absolviert und durch eine theoretische und praktische Prüfung abgeschlossen. Sobald Klassen das «VR/AR-Brevet» erworben haben, können Fachlehrpersonen ohne grossen Initialaufwand VR/AR-Sequenzen im Unterricht nutzen, da die Schüler:innen bereits über die nötigen Kompetenzen dazu verfügen. Die Standardisierung der Ausbildung im VR/AR-Bereich eröffnet neue Unterrichtssettings im Präsenzunterricht, wie auch im selbstorganisierten Lernen. Dadurch wird die Grundlage für den verbreiteten Einsatz von VR/AR-Technologie an Zürcher Mittelschulen geschaffen.

Teilbereich 2: «VR/AR-Demonstrator»
Der «VR/AR-Demonstrator» dient primär der Weiterbildung von Lehrpersonen im VR/AR-Bereich. Er soll diesen einerseits mittels einer Auswahl geeigneter Lernprogramme und -medien eigene allgemeine und fachspezifische Erfahrungen mit Virtual / Augmented Reality ermöglichen und andererseits erweiterte Grundkompetenzen für den Unterrichtseinsatz sowie die Planung von VR/AR-Anwendungen im Fachbereich ermöglichen. Der «VR/AR-Demonstrator» wird als halbtägige oder ganztägige Mikro-Weiterbildungssequenz geplant, welche die Absolvierenden dazu befähigen soll, selbst VR/AR-Sequenzen im Fachunterricht einzusetzen. Mit dem «VR/AR-Demonstrator» gewinnt der DLH ein Tool, mit welchem er den Einsatz von Virtual / Augmented Reality an weiteren Berufs- oder Mittelschulen fördern kann. Hierzu hat das DLH-geförderte Projekt «Multiverse – der vierte Lernort» bereits wichtige Vorarbeiten geleistet, welche beigezogen werden können.

Didaktisch-methodisches Konzept

- Lernsetting: Kombination aus Präsenzunterricht und VR/AR-gestützten Lerneinheiten.
- Lernprozess: Schüler:innen arbeiten in Gruppen an Projekten, die sie mithilfe von VR/AR-Technologie umsetzen.
- Methoden: Einsatz von entdeckendem Lernen, projektbasiertem Lernen und kooperativen Lernmethoden.
- Interaktive Elemente: Schüler:innen interagieren mit der VR/AR-Umgebung, um ein aktives Lernen zu fördern.
- Feedback-Systeme: Echtzeit-Feedback durch die VR/AR-Anwendung unterstützt den Lernprozess und die anschliessende Selbstreflexion.
- Musterlehr-/lerneinheiten: Die Lehr-/Lerneinheiten zum Technologie-Demonstrator ermöglichen es den Lehrpersonen aktiv zwischen den Rollen der Unterrichtenden und Lernenden zu wechseln und so ein möglichst breites Spektrum an Erfahrung im Einsatz von VR/AR-Technologie zu erwerben.

Wirkung

Innerhalb der Kantonsschule Zimmerberg wird der Einsatz von VR/AR-Technologien fester Bestandteil des Regelunterrichts in einer Vielzahl von Fächern, wenn die Lehrpersonen durch den «VR/AR-Demonstrator» befähigt werden, eigene Unterrichtseinheiten zu entwerfen und durch das «VR/AR-Brevet» der Initialaufwand für den Einsatz der Technologie reduziert wird. Das «VR/AR-Brevet» könnte mittelfristig zu einem Teil der gymnasialen Grundausbildung werden, wie es heute z. B. die Bedienung von Computern oder das Mikroskopieren sind, welche früher als neue und teure Anwendungen ebenfalls mehrere Hürden nehmen mussten, bis sie heute flächendeckend unterrichtet werden. Sowohl das «VR/AR-Brevet» wie auch der «VR/AR-Demonstrator» können via DLH auf andere Mittelschulen übertragen werden resp. für die Berufsschulen adaptiert werden. Damit werden die methodisch didaktischen Voraussetzungen geschaffen, welche einen breiten Einsatz von VR/AR-Technologie im Regelunterricht ermöglichen. Die Gerätezyklen bei VR/AR-Brillen entsprechen heute mit 4 Jahren ungefähr jenen von Computern und anderen Smart Devices, sodass nicht jährlich neue Geräte angeschafft werden müssen. Der Preis der Geräte hat sich derzeit bei 300.- pro Stück angesiedelt, sodass auch ausleihbare (Halb-)Klassensätze für Schulen eine gut finanzierbare Option geworden sind.

SAMR-Modell
Im SAMR-Modell kann das Projekt im Bereich "Redefinition" angesiedelt werden, da es neuartige Aufgabenformate ermöglicht, welche analog so nicht möglich sind.