360° VR Videovignetten im naturwissenschaftlichen Unterricht für die Lehrpersonenausbildung

Laufzeit: Januar 2025 – Dezember 2025
Status: Abgeschlossen
Bildungsstufe: Sekundarstufe I, Tertiärstufe
Thema: Digital Tools
Keywords: 360°-Virtual-Reality, Video-Vignetten, naturwissenschaftlicher Unterricht, Lehrer*innenbildung

Ausgangslage

Die Videoanalyse hat sich in der Lehrer*innenbildung als bewährtes und effektives Instrument etabliert, um die professionelle Wahrnehmung – also die Fähigkeit von Lehrpersonen, Unterrichtssituationen gezielt wahrzunehmen, zu interpretieren und fundierte Entscheidungen zu treffen – zu fördern. Konventionelle Videotechnologie ist jedoch in Perspektivenwahl, Steuerbarkeit und Präsenzgefühl eingeschränkt. Diese Limitationen schränken ihr Potenzial für authentische, immersive Lernerfahrungen ein. Neue Entwicklungen mit 360°-VR-Videos können diese Schwächen überwinden, indem sie realitätsnahe, interaktive Lernumgebungen bieten. Während erste Studien vielversprechende Resultate für allgemeine Lehrkompetenzen wie Classroom Management zeigen, sind fachspezifische Anwendungen noch selten. Gerade der naturwissenschaftliche Unterricht steht vor zwei zentralen Herausforderungen:

1. Schüler*innenvorstellungen, die oft mit wissenschaftlichen Erklärungen kollidieren, aber das Lernen massgeblich prägen, und
2. geschlechtersensibler Unterricht, um Barrieren und Ungleichheiten – insbesondere in der Physik – abzubauen.

Bestehende Trainingsinstrumente bereiten angehende Lehrer*innen nicht ausreichend darauf vor, diese Aspekte bewusst anzugehen. Daher besteht ein klarer Bedarf an innovativen, fachspezifischen VR-Ansätzen, die Unterrichtssituationen authentisch simulieren und gezieltes Reflektieren und Trainieren professioneller Wahrnehmung im naturwissenschaftlichen Unterricht ermöglichen.

Ziele

Das Projekt zielt darauf ab, ein Prototyp-Werkzeug in Form einer 360°-VR-Video-Vignette zu entwickeln und zu erproben, das die professionelle Wahrnehmung von angehenden Naturwissenschaftslehrer*innen fördert – mit Fokus auf Schüler*innenvorstellungen und geschlechtersensiblen Unterricht. Im Rahmen dieses Proof of Concept soll das Tool implementiert, sein Potenzial für die Lehrer*innenbildung evaluiert und Erkenntnisse für den Einsatz abgeleitet werden. Erste Transferaktivitäten werden gemeinsam mit CKW, dem Verkehrshaus (VHS) und den beteiligten Hochschulen initiiert, um eine breitere Anwendung vorzubereiten.

Methode

Eine geskriptete 360°-Video-Vignette zum Thema Stromkreise wurde entwickelt, welche forschungsbasierte Aspekte zu Schüler*innenvorstellungen und geschlechtersensiblem Unterrichten integriert. Die Lektion wurde mit mehreren 360°-Kameras aufgenommen und zu einer interaktiven Lernumgebung verarbeitet, die über VR-Brillen oder PC zugänglich ist. Insgesamt testeten 37 Lehramtsstudent*innen die Vignette und gaben offene Rückmeldungen zum beobachteten Unterricht in Bezug auf Vorstellungen und Geschlechteraspekte. Die Daten werden mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet und hinsichtlich professioneller Wahrnehmung (Wahrnehmung, Interpretation, Entscheidungsfindung) kodiert. Die Interrater-Reliabilität wird berechnet. Zudem wurden Nutzer*innenfeedback zu Immersion und Nutzbarkeit mittels Fragebogen erhoben, um die Weiterentwicklung des Tools zu informieren.

Ergebnisse

Wir haben einen Prototyp eines 360°-VR-Videos für die Lehrpersonenausbildung entwickelt, um die berufliche Vision zu fördern. Das mit mehreren 360°-Kameras aufgenommene Video kann mit einer VR-Brille angesehen werden und zeigt eine Unterrichtssituation im Fach Naturwissenschaften. Zwei fachspezifische Themen, Vorurteile und geschlechtersensibler Unterricht, werden im Video hervorgehoben. In einer Pilotstudie mit 37 Student*innen der Pädagogischen Hochschule Luzern haben wir Daten zur beruflichen Vision fachspezifischer Unterrichtaspekte und zur Nutzbarkeit des Ausbildungsinstruments erhoben. Die Ergebnisse der quantitativen und qualitativen Daten zeigen, dass der Einsatz von VR-Headsets in der Ausbildung begrüsst und häufig genutzt wird; darüber hinaus ist das immersive Erlebnis ein klarer Vorteil und motivierend und wird als ideale Ergänzung zu Schulpraktika angesehen. Darüber hinaus gab es technische Erkenntnisse für das weitere Vorgehen. Diese Daten bilden die Grundlage für eine geplante zweite Phase, in der das 360°-VR-Video auf Forschungsbasis iterativ weiterentwickelt werden soll.

Umgesetzte Translation

Im vergangenen Herbstsemester wurde der Prototyp des 360°-VR-Videos in einen Kurs an der Pädagogischen Hochschule Luzern integriert. Im Rahmen dieses Kurses wurde die Pilotstudie durchgeführt. Der Einsatz dieses Tools und der geplanten verbesserten Tools wird in verschiedenen Kursen an der Pädagogischen Hochschule Luzern fortgesetzt. Es fand ein Austausch mit CKW bezüglich der beantragten Fortsetzung des Projekts statt, einschließlich der Planung des Einsatzes in deren Veranstaltungen für Lehrkräfte. Das Projektende ist für etwa Frühjahr 2030 vorgesehen.

Beteiligte Institutionen