Virtuelle Realitätsumgebungen bieten eine Möglichkeit, Wissen tiefer und schneller zu verankern als herkömmliche akademische oder industrielle Ausbildungsmethoden, denn - da wir nicht immer an der Spitze der Nahrungskette standen - priorisieren wir räumliche Informationen, um unsere Flucht vor potenziellen Raubtieren zu planen. Obwohl sie für unser Überleben nicht mehr so wichtig ist wie früher, kann diese "Kampf-oder-Flucht"-Wahrnehmungsfähigkeit genutzt werden, um durch eLearning-Softwareentwicklung leistungsstarke VR-Bildungsrahmen zu schaffen.
In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die Effektivität von VR-Anwendungen in der Bildung und sehen uns einige Beispiele dafür an, wie neue Innovationen in diesem Bereich konventionelle Bildungs- und Schulungspraktiken beeinflussen und auch zu digital-frontalen Ansätzen in diesem wachsenden Sektor inspirieren.
Die virtuelle Realität der alten Zeit
Virtuelle Realität ist nichts Neues - wir machen es heutzutage nur besser. In der Antike schufen die Koryphäen der Methode der Loci oder des Gedächtnispalastes imaginäre Gebäude, in denen sie Informationen verteilten, die sie lernen und behalten wollten.
Vor ihrem geistigen Auge gingen Gelehrte wie der römische Pädagoge Quintilian und der legendäre Staatsmann Cicero durch die Hallen dieser "Luftschlösser" und machten sich mit den Fakten vertraut, die sie mit einer Säule, einem Raum, einer Wand oder einem anderen architektonischen Merkmal ihrer phantastischen Umgebung in Verbindung gebracht hatten.
Diese Methode war eine Weiterentwicklung der Mnemotechnik, die Jahrhunderte zuvor von dem griechischen Dichter Simonides erfunden worden war und bei der man schwer zu erlernende Informationen mit lebhaften oder bizarren Bildern assoziiert, um sich besser daran zu erinnern. Aber es gab eine seltsame und unentwirrbare Verbindung zwischen einer imaginierten physischen Umgebung und der Gedächtnisleistung, die die klassischen Gelehrten für fruchtbarer hielten.
Verbesserte Gedächtnisleistung in der VR-Ausbildung
Schnell ein paar tausend Jahre weiter, und die Erkenntnisse der Alten werden zunehmend bestätigt: 2016 veröffentlichte die University of Maryland die Studie Virtual memory palaces: immersion aids recall, in der festgestellt wurde, dass die Teilnehmer bei der Verwendung von in VR-Umgebungen erstellten Gedächtnispalästen 90,48 % der gelernten Fakten abrufen konnten, verglichen mit 78,57 % bei einer Desktop-Anzeige. Im Kontext einer normalen Notenskala ist das der Unterschied zwischen einer Eins und einer Drei in einem Test.
Im Jahr 2018 zeigte eine weitere Studie von Yeonhee Cho von der Syracuse University, dass VR eine sehr positive Wirkung auf die Raumpräsenz von Lernenden hat. Es ist seit langem bekannt, dass die räumliche Präsenz die Fähigkeit der Lernenden fördert, Informationen zu behalten und sie mit anderen Lerninhalten zu verknüpfen.
Die räumliche Immersion ist ein Schlüssel zu unserem Überlebensinstinkt, da unbekannte Umgebungen evolutionär gesehen potenziell unbekannte Gefahren darstellen können. Daher "weckt" die VR-Erfahrung den Schüler auf eine Art und Weise, die in einem traditionellen Klassenzimmer oder multimedialen Kontext nur schwer zu wiederholen ist.
Wichtig ist, dass der oben zitierte Bericht aus dem Jahr 2018 herausfand, dass VR-basierter Unterricht das Gefühl des Vergnügens und der aktiven Teilnahme der Teilnehmer an virtuellen Welten, in die sie vollständig eintauchen, steigert (da die Schüler rational verstehen, dass sie nicht wirklich in Gefahr sind). Dieses Gefühl der "sicheren Neugier" stimuliert das Interesse und fördert das Behalten des Lernstoffs, da er mit Spannung, visueller Vielfalt und Adrenalin verbunden ist - alles wichtige Faktoren für das Behalten von Erfahrungen.
Der wachsende VR-Bildungsmarkt
Das Aufkommen der COVID-19-Pandemie hatte eine fördernde Wirkung auf die Zukunft von Online-Lernrahmen und -technologien, nicht zuletzt auf die VR-Entwicklung. Im Mai 2021 schätzte Fortune Business Insights, dass der VR-Bildungsmarkt bis 2026 mit einer CAGR von 42,9 % auf einen Wert von über 13 Mrd. $ wachsen wird, wobei die höhere Bildung die Nachfrage nach einer größeren Anzahl von VR-Anwendungen antreibt.
Ein Bericht von Holon IQ von Anfang 2021 prognostiziert, dass die weltweiten Ausgaben für VR-Bildung bis 2025 von 1,8 Mrd. $ auf 12,6 Mrd. $ ansteigen werden, zusammen mit einem Tandem-Wachstum der Investitionen in AI und ML in der Bildung- ein eng korrelierter Sektor, in dem neue Technologien wie Neural Radiance Fields (NeRF) schließlich die VR-Synthese-Pipeline revolutionieren könnten.
Transformation vs. Fundament in der VR-Bildung
Viele Studien haben festgestellt, dass eines der Hindernisse für die Einführung von VR-Bildungstechniken in K-12 und darüber hinaus in der Lernkurve für Lehrer und viele andere Lehrkräfte liegt. Daher kann sich der Markt in den nächsten 5-6 Jahren auf verschiedene Arten entwickeln, die sich gegenseitig nicht ausschließen:
Anpassung/Transformation
Traditionelle Lernumgebungen werden weiterhin mit VR und mensch-maschine-schnittstellen experimentieren, wahrscheinlich mit sehr erschwinglichen Methoden, die auf mobilen Technologien wie Smartphone-Anwendungen basieren, um "das Wasser zu testen" und die Vorteile der virtuellen Realität im Bildungsprozess abzuschätzen, bevor man sich entweder für eine maßgeschneiderte Entwicklung oder für die teureren Plattformen von Drittanbietern entscheidet, die auf diesen lukrativen "alten" Markt abzielen.
Unterbrechung
Innovative Startups, die sich derzeit eher an Selbstständige, ältere Studenten sowie an Unternehmen und Berufsausbildungsszenarien richten, werden weiterhin von Grund auf VR-zentrierte Bildungspipelines entwickeln, die entweder als zeitlich begrenzte Bildungskurse, als "modulare" Angebote, die in eine Reihe bestehender und neuartiger Bildungsansätze integriert werden können, oder als vollwertige, multimodale Bildungsangebote genutzt werden können, bei denen VR ein erstklassiger Akteur und nicht eine "unbekannte Größe" ist, die es zu bewerten gilt.
Neben der K-12 und anderen Phasen der frühen Bildung gibt es eine Reihe von wichtigen Bildungskontexten in der Industrie und im privaten Sektor, in denen VR-Bildung auf eine erhöhte Nachfrage stoßen wird, darunter (aber sicherlich nicht nur):
- Gesundheitswesen
- Militär, Luft- und Raumfahrt
- Tourismus, Immobilien, Gastgewerbe und andere 'vorzeigbare' Branchen
- Herstellung von Waren
- Architektur
Lassen Sie uns einen Blick auf aktuelle Anwendungsfälle werfen, die einige Variationen dieser Szenarien abdecken.
VR im Bildungswesen: Fallstudien
Stanfords virtuelle Menschen
Die Universität Stanford interessiert sich seit langem für die VR-Ausbildung und betreibt sogar ein eigenes Labor, um deren Einsatz zu fördern und neue Techniken zu entwickeln. Ein Kurs mit dem Titel Virtual People beinhaltet VR seit 2003, aber die technologischen Entwicklungen, die durch wiederkehrende soziale Einschränkungen im Zusammenhang mit COVID-19 vorangetrieben wurden, haben es erst kürzlich ermöglicht, das Modul vollständig in virtueller Realität zu unterrichten.
Die Dozenten und Studenten des Kurses haben im Sommer 2021 insgesamt 1.000 Stunden in einer Virtual-Reality-Umgebung verbracht, weitere 2.300 Stunden sind für den Herbst geplant.
Der Kurs, der quasi als "Zubringer" für die weitere Verbreitung von VR in Bildungsumgebungen dient, ist disziplinübergreifend und umfasst so unterschiedliche Studienbereiche wie Informatik, Biologie, Soziologie, Psychologie, Literatur und Kunst.
Die Entwicklung und Erweiterung des Kurses wurde durch die Isolierung der Studenten während der Pandemie beschleunigt; die Studenten erhielten per Post VR-Headsets und trafen sich anschließend in virtuellen Umgebungen für den Kurs.
Walmarts VR-Trainingspläne
Der in den USA ansässige globale Einzelhändler Walmart betreibt rund 10 500 Geschäfte mit 48 Marken in 24 Ländern. Da die Personalfluktuation in der Einzelhandelsbranche sehr hoch ist, ist es wichtig, dass der Einarbeitungsprozess den raschen Erwerb der erforderlichen Fähigkeiten und Kenntnisse ermöglicht, damit die Mitarbeiter sofort loslegen oder ihre vorhandenen Fähigkeiten erweitern können.
Aus diesem Grund hat Walmart stark in VR-Bildungstechnologien für seine Personalabläufe investiert, einschließlich interaktiver VR-Umgebungen, in denen die Auszubildenden lernen, verschiedene betriebliche Bereiche und Prozesse in einer Filiale zu identifizieren, und Multiple-Choice-Fragebögen direkt in der VR-Umgebung erhalten, um ihr Verständnis der Unternehmensrichtlinien zu testen.
Außerdem betreibt Walmart ereignisspezifische VR-basierte Trainingsmodule für Mitarbeiter, darunter eine Simulation eines Ladens unter dem Druck der Menschenmassen am Black Friday.
Die VR-Kurse, bei denen das Oculus Rift-Headset zum Einsatz kommt, werden in einer wachsenden Zahl der Walmart-Akademien des Unternehmens durchgeführt, wobei die Einarbeitung 2-6 Wochen auf Vollzeitbasis dauert. Die Kurse sind auf die jeweilige Position zugeschnitten, mit speziellen Modulen für Kundenbetreuer, Verkaufspersonal, Filialleiter und Unterleiter.
Es hat sich gezeigt, dass die virtuelle Realität auch in anderen Bereichen als dem Rettungswesen Leben retten kann: Eine VR-Anwendung "Schütze im Laden", die für das Schulungsprogramm von Walmart entwickelt wurde, erwies sich als entscheidend, als in einer Walmart-Filiale in El Paso, Texas, ein solches Szenario ausbrach. Da sich die Mitarbeiter der Filiale bereits in einer simulierten Umgebung auf die Situation vorbereitet hatten, erklärte der CEO von Walmart, Doug McMillon, später, dass ihr VR-Training dazu beigetragen habe, Leben zu retten, als die reale Situation eintrat.
VR für das Sporttraining
Virtuelle Realität hat dem Sporttrainingssektor viel zu bieten. VR kann ein individuelles Training erleichtern und die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung durch den Trainer verringern, indem sie videospieleähnliche Spielstände vorgibt, die es zu übertreffen gilt. Außerdem können die Spieler in einer virtuellen Welt gegen authentische Simulationen anderer wichtiger Spieler antreten, gegen die sie in ihrem Sport wahrscheinlich antreten werden.
Außerdem kann ein Spieler in einer VR-Umgebung seine Fähigkeiten für ein bestimmtes Manöver in absolut perfekten Wiederholungen der Situation verbessern - ein unmögliches Szenario im realen Training.
Die Verbreitung von Virtual-Reality-Sporttrainingssystemen hat in den letzten fünf Jahren stark zugenommen. So hat beispielsweise die kanadisch-amerikanische National Hockey League (NHL) damit begonnen, Virtual-Reality-Trainingstechnologien einzusetzen, um die Leistung ihrer Spieler zu verbessern.
Auch die NFL hat sich das VR-Training zu eigen gemacht, wobei in Simulationen real aufgenommene Spieldaten verwendet werden, während die Major League Baseball (MLB) VR einsetzt, um die Spielerentwicklung zu beschleunigen.
Schließlich hat auch der Golfsport - für den der erste künstliche Simulator in den frühen 1970er Jahren entwickelt wurde - die Möglichkeiten der VR-Technologien aufgegriffen und einen florierenden Markt für Fernunterricht in simulierten Umgebungen geschaffen.
VR in der medizinischen Ausbildung
Wenn es um lebenswichtige Ergebnisse geht, steht die Praxis seit jeher an erster Stelle. Die ersten Simulationsszenarien für Mediziner gehen mindestens auf das Jahr 1700 zurück, während der Einsatz von virtueller Realität im Gesundheitswesen heute ein schnell wachsender Sektor ist.
Die Chirurgen des Startup-Unternehmens Surgical Theater in Colorado nutzen 3D-Nachbildungen von VR-Modellen, die direkt aus realen Daten künftiger Patienten wie CT-Scans, MRT-Scans und Angiogrammen erstellt werden, um ein möglichst authentisches Szenario zu erleben, mit dem sie bei einer Operation tatsächlich konfrontiert werden.
Neben der Verfügbarkeit von VR-Funktionen unter den Lernmanagementsystem-Merkmalen für angehende Chirurgen und die allgemeine Anwendung in der Medizin, wird die Technologie in einer Vielzahl anderer Bereiche des Gesundheitswesens eingesetzt, einschließlich der Ausbildung von Rettungssanitätern, Krankenpflege und Phobiebehandlung.
Dies sind nur einige wenige Beispiele, die zeigen, wie sehr die virtuelle Realität ein breites Spektrum von akademischen, staatlichen und privaten Sektoren durchdringt: Boeing setzt ein fotorealistisches VR-Trainingsszenario ein, um potenzielle Astronauten zu trainieren; die US-Luftwaffe hat VR in ihre Einführungs- und Schulungsprozesse aufgenommen; und das US-Verteidigungsministerium testet ein VR-Trainingsszenario zur Selbstmordprävention auf der Travis Air Force Base in Kalifornien.
Abschluss
In einer Kultur, in der die visuelle Monotonie des täglichen Pendelns der noch größeren Homogenität der Arbeit zu Hause gewichen ist und in der Urlaube und Ausflüge noch seltener geworden sind, ist die schiere erzieherische Kraft der Beziehung zwischen neuartigen Umgebungen und dem Erlernen von Fakten und Prozessen nie deutlicher geworden.
Smartphone-Apps haben in der Nutzung längst die Desktop-Anwendungen überholt, und VR wird zunehmend auch in den finanzschwächsten Bildungs- und Ausbildungsumgebungen eingesetzt. Vor diesem Hintergrund gewinnt auch die VR in der Bildung an Zugkraft und erweist sich als kostengünstigeres, aber fast ebenso effektives eLearning-Tool.
Daher ist die virtuelle Realität nicht länger eine elitäre Bildungstechnologie, die nur für höhere Schulen und privilegierte Akademien reserviert ist, sondern vielmehr eine demokratisierende Kraft, die gleiche Wettbewerbsbedingungen schaffen und uns mit einem Einfallsreichtum und einer Stimulanz unterrichten wird, die die klassischen Gelehrten, die diese Techniken zuerst erdachten, in Erstaunen versetzt hätte.
