Collaborative Learning with Virtual Reality: A Classroom Perspective

Mit der zunehmenden Zugänglichkeit des Metaverse und seiner damit verbundenen Technologien erkennen Lehrkräfte aus verschiedenen Disziplinen zunehmend deren Potenzial zur Förderung von Lernprozessen. Virtual-Reality- (VR-)Technologien bieten immersive Umgebungen, die auf spezifische Lernziele zugeschnitten sind, und ermöglichen es Lernenden, sich interaktiv mit Zielinhalten in virtuellen Umgebungen auseinanderzusetzen sowie authentische Erfahrungen in Bezug auf Kultur, Sprache, Geografie und weitere Bereiche zu machen. Mit der Weiterentwicklung digitaler Bildungsmedien ist es möglich, unterschiedliche Werkzeuge einzusetzen, um eine verkörperte kollaborative Lernumgebung (Collaborative Learning, CL) für Lernende zu gestalten. Eine ausschließliche Fokussierung auf den Einsatz von Technologie garantiert jedoch keine erfolgreichen Lernergebnisse. Über die Technologie hinaus spielen Faktoren wie Lernstrategien, Scaffolding und die pädagogische Begleitung durch Lehrkräfte eine entscheidende Rolle für die Förderung von tiefem Lernen und effektivem kollaborativem Lernen. Diese Studie untersucht die Umsetzung von VR-gestütztem kollaborativem Lernen in realen Unterrichtskontexten und nicht unter kontrollierten Laborbedingungen. Im Gegensatz zu Laborstudien, in denen häufig einzelne Variablen isoliert betrachtet werden, verdeutlicht Forschung in authentischen Klassenzimmern die Komplexität und die Herausforderungen der Integration von VR in die Unterrichtspraxis. Anhand von Beispielen aus dem Geschichts-, Geografie- und Fremdsprachenunterricht untersucht die Studie in drei Teilstudien, wie immersive Technologien kollaboratives Lernen durch eine doppelte Fokussierung auf technologische und pädagogische Strategien fördern können. Dieser Ansatz macht die Vielschichtigkeit der VR-Integration im Bildungsbereich sichtbar und unterstreicht die Bedeutung der Berücksichtigung praktischer und kontextueller Faktoren, um nachhaltige Lernergebnisse zu erzielen. Die erste Teilstudie untersucht, wie unterschiedliche Immersionsgrade im VR-gestützten Unterricht den Erwerb historischer Empathie beeinflussen. Dabei wird das Konzept der „physischen Empathie“ erstmals in den Kontext immersiver Unterrichtsumgebungen eingeführt und angewendet und stellt somit einen originellen Beitrag zur Forschung dar. Es wurde ein quasi-experimentelles Design gewählt, das quantitative und qualitative Methoden kombinierte, um die Entwicklung historischen Wissens und historischer Empathie der Teilnehmenden zu analysieren. Die Ergebnisse zeigten keine statistisch signifikanten Unterschiede im Erwerb historischen Wissens zwischen Schülerinnen und Schülern, die immersive Virtual Reality (IVR) nutzten, und jenen, die mit Flatscreen-VR arbeiteten. Qualitative Daten deuteten jedoch darauf hin, dass Lernende in der IVR-Gruppe stärkere Ausprägungen „physischer Empathie“ zeigten. Interessanterweise berichteten die Lernenden trotz fehlender messbarer Wissenszuwächse im IVR-gestützten Lernen subjektiv, effektiver gelernt zu haben. Dies verdeutlicht den Einfluss von IVR auf die subjektive Lernerfahrung im Unterricht. Die zweite Teilstudie stellt einen Ansatz für immersive virtuelle Exkursionen vor, der darauf abzielt, Lernenden eine verkörperte Lernerfahrung zu ermöglichen und durch kollaborative Lernstrategien die Interaktion unter Peers zu fördern. In einem quasi-experimentellen Design wurden die Effekte dieses Ansatzes mit einer konventionellen technologiegestützten Methode im Geografieunterricht verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Ansatz der immersiven virtuellen Exkursionen die Peer-Interaktion, die Kooperationsbereitschaft sowie die Wahrnehmung medialer Unterstützung signifikant verbesserte, während keine signifikanten Effekte auf die Lehrer-Schüler-Interaktion oder die schulischen Leistungen festgestellt wurden. Darüber hinaus verdeutlichten Interviewdaten die positiven Wahrnehmungen der Lernenden. Sie beschrieben den Ansatz als „verantwortungsvoll und unterhaltsam“, „verständlich und produktiv“, mit „besserer Visualisierung“ sowie als förderlich für eine „einfache Kommunikation“ innerhalb von Gruppen. Diese subjektiven Wahrnehmungen liefern wertvolle Einblicke in die emotionalen Erfahrungen der Lernenden und deren Interaktion mit IVR-gestützten Lernprozessen im realen Unterricht. Sie bieten einen wichtigen Kontext für die Interpretation quantitativer Ergebnisse und für zukünftige Gestaltungsverbesserungen IVR-gestützter Unterrichtsumgebungen. Die dritte Teilstudie präsentiert einen Ansatz mit einer virtuellen Klassenraumkarte, der darauf abzielt, eine Kultur des Wissensaustauschs (Knowledge Sharing, KS) zu fördern und gleichzeitig Lehrkräfte bei der Beobachtung von Gruppenarbeit sowie der Bereitstellung von Feedback im IVR-gestützten kollaborativen Lernen zu unterstützen. Ein randomisiertes Crossover-Design wurde eingesetzt, um zwei Bedingungen im Englisch-als-Fremdsprache-Unterricht (EFL) zu vergleichen: den IVR-Lernansatz mit virtueller Klassenraumkarte (MIVRL) und den IVR-Lernansatz ohne virtuelle Klassenraumkarte (IVRL). Die Analyse ergab drei zentrale Ergebnisse: (1) Der MIVRL-Ansatz verbesserte die inhaltliche Leistung der Lernenden bei Schreibaufgaben signifikant im Vergleich zum IVRL-Ansatz. (2) Trotz der technischen Komplexität hielt der MIVRL-Ansatz das Interesse der Lernenden aufrecht und erhöhte nicht ihre Versagensängste. (3) Der vorgeschlagene MIVRL-Ansatz zeigte das Potenzial, VR zu einem Werkzeug zu machen, das eine „Kultur des Teilens“ im formalen Bildungsbereich stärkt. Diese Ergebnisse unterstreichen den Mehrwert innovativer Werkzeuge wie der virtuellen Klassenraumkarte zur Förderung kollaborativen Lernens und einer Wissensaustauschkultur in bildungsbezogenen Kontexten, die auf Austausch und Feedback ausgerichtet sind. Diese Arbeit nutzt unterschiedliche VR-gestützte Endgeräte und immersive virtuelle Lernmaterialien, um zu untersuchen, wie verschiedene VR-Technologien, Formen des Scaffoldings und pädagogische Strategien Lernprozesse und Lernergebnisse in realen Unterrichtskontexten beeinflussen. Die Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse zur Integration immersiver Bildungstechnologien im Klassenzimmer und verdeutlichen das Zusammenspiel zwischen technologischen Affordanzen und pädagogischen Strategien. Durch die Kombination immersiver Lernumgebungen mit gezielt eingesetzten Lernstrategien und Scaffolding zeigt die Studie, wie verbessertes kollaboratives Lernen bedeutungsvolle Interaktionen fördert und die affektiven Lernerfahrungen der Lernenden in VR-gestützten Unterrichtsszenarien verbessert. Insgesamt bietet diese Arbeit einen Rahmen zur Neugestaltung der Konzeption und Umsetzung von VR-gestütztem kollaborativem Lernen im realen Unterricht, indem sie die Notwendigkeit betont, technologische Innovationen – einschließlich technologischer Weiterentwicklungen und innovativer Nutzung – mit praxisnahen Unterrichtsstrategien und Lernunterstützung zu verknüpfen, um nachhaltigere und wirkungsvollere Bildungsergebnisse zu erzielen.