360° VR Videovignetten im naturwissenschaftlichen Unterricht für die Lehrpersonenausbildung

Laufzeit: Januar 2025 – Dezember 2025
Status: Laufend
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.

Geplante Translation

Der Prototyp wird direkt in die Lehrer*innenbildung an der PH Luzern und der PHBern integriert, wo Dozent*innen aus dem Bereich Naturwissenschaftsdidaktik bereits Interesse bekundet haben. Weitere Transferaktivitäten sind mit praxisnahen Partnerinnen und Partnern aus ausserschulischen Lernorten und Lehrer*innenbildungsinitiativen geplant (z. B. Unternehmen, Science Center, Museen), darunter CKW und das Verkehrshaus der Schweiz (VHS). Die Verbreitung über Konferenzen, Netzwerke (z. B. P-10, SWiSE, DiNat.ch) und als Open-Access-Publikation des Prototyps soll eine Skalierbarkeit auf andere Hochschulen ermöglichen. Ein Handbuch sowie Best-Practice-Beispiele unterstützen zusätzlich die Anwendung.

Das Projekt stellt das erste fachspezifische 360°-VR-Videotool für die naturwissenschaftliche Lehrer*innenbildung dar, das sich gezielt mit Schüler*innenvorstellungen und geschlechtersensibler Didaktik befasst. Die Wirkung zeigt sich in der Stärkung professioneller Wahrnehmung von Lehramtsstudent*innen durch immersive Trainings. Kurzfristig werden Effekte durch die Pilotstudie (Wahrnehmung, Interpretation, Entscheidungsfindung, UX) erfasst. Langfristig könnte der Impact über die Nutzung an der PH Luzern, PHBern, CKW und VHS sowie die Einbindung in nationale Netzwerke gemessen werden. Durch die Verbindung von forschungsbasierter Entwicklung und praxisorientiertem Transfer setzt das Projekt neue Standards in der digitalen Lehrer*innenbildung für den naturwissenschaftlichen Unterricht.

Beteiligte Institutionen