Was sind die PAX-Leitlinien für Lehrende?

Willkommen bei den PAX-Leitlinien für Lehrende. Hier finden Sie umfassende Antworten auf alle Ihre Fragen zum Unterricht mit der erweiterten Realität (XR). Ganz gleich, ob Sie gerade erst anfangen oder Ihren bestehenden Unterricht verbessern möchten, dieser Leitfaden soll Sie bei jedem Schritt unterstützen.

In dieser Ressource erklären wir den Mehrwert des Einsatzes von XR in Ihrem Unterricht und helfen Ihnen zu verstehen, wie immersive Erfahrungen das Engagement der Schüler*innen zu schaffen.

Mit dem PAX-Leitfaden möchten wir Sie in die Lage versetzen, sich in der sich entwickelnden Welt der XR-Technologie sicher zu bewegen. Wir hoffen, dass dieser Leitfaden Sie zu neuen Ideen anregt und Ihnen hilft, das volle Potenzial des immersiven Lernens in Ihrem Klassenraum auszuschöpfen.

Was ist XR und welche Geräte können für den Unterricht mit XR verwendet werden?

Extended Reality (XR) ist ein Oberbegriff, der Technologien umfasst, die die Grenzen zwischen dem Realen und dem Virtuellen verschmelzen oder erweitern. Dazu gehören Augmented Reality (AR), Augmented Virtuality (AV) und Virtual Reality (VR). Diese Formen von XR können entlang eines Spektrums positioniert werden, das als Kontinuum zwischen Realität und Virtualität bekannt ist und erstmals 1994 von Milgram und Kishino vorgestellt wurde. Dieses Kontinuum hilft dabei, die Unterschiede zwischen diesen Technologien zu konzeptualisieren, die auf dem Grad der Integration virtueller Elemente in die Erfahrung des Benutzers beruhen.

Am einen Ende des Kontinuums liegt die reale Welt, die keine virtuellen Erweiterungen enthält. Im weiteren Verlauf des Spektrums verschmelzen virtuelle Elemente zunehmend mit der Realität oder ersetzen sie, was zu verschiedenen Arten von XR-Erlebnissen führt. Wenn Sie diese Unterschiede verstehen, können Sie entscheiden, welche Technologie am besten zu Ihren Lehrzielen passt.

Augmented Reality (AR) ist der erste Schritt zu XR und beinhaltet die Überlagerung von digitalen Elementen mit der physischen Welt. Dies wird in der Regel durch Geräte wie Tablets, Smartphones oder intelligente Brillen erreicht, die digitale Informationen zu dem hinzufügen, was die Nutzenden bereits sehen. Bei AR steht die reale Welt weiterhin im Mittelpunkt, aber virtuelle Inhalte erweitern das Erlebnis der Nutzenden, indem sie zusätzliche Informationsebenen hinzufügen. AR kann zum Beispiel verwendet werden, um im naturwissenschaftlichen Unterricht interaktive Diagramme anzuzeigen oder bei einem Ausflug zu historischen Sehenswürdigkeiten digitale Anmerkungen zu liefern. Im Gegensatz zu VR ermöglicht AR den Schüler*innen Live-Daten wie Wettermuster oder Echtzeit-Maschinenbetrieb beobachten müssen, während sie in einer vollständig virtuellen Umgebung interagieren. Obwohl AV derzeit weniger verbreitet ist als AR, bietet ihre Fähigkeit, reale Daten in virtuelle Räume zu integrieren, einzigartige Bildungsmöglichkeiten, insbesondere in komplexen Simulationen oder Schulungsumgebungen.

Am anderen Ende des Spektrums steht die virtuelle Realität (VR), bei der die Nutzenden vollständig in eine computergenerierte Umgebung eintauchen. VR-Erlebnisse beruhen auf kopfgetragenen Displays (HMDs), die mit Bildschirmen und Lautsprechern ausgestattet sind, die die Sicht und die Geräusche der realen Welt der Nutzenden ersetzen und ein vollständiges Eintauchen ermöglichen. Sobald das HMD aufgesetzt ist, ist der Benutzer vollständig von seiner physischen Umgebung isoliert und kann ohne Ablenkung virtuelle Welten erkunden und mit ihnen interagieren. VR eignet sich besonders gut für Unterrichtseinheiten, die volle Konzentration erfordern, oder für Erfahrungen, die im Klassenraum nicht möglich sind, wie z. B. die Erkundung alter Zivilisationen, die Simulation gefährlicher Umgebungen oder die Visualisierung komplexer wissenschaftlicher Konzepte.

Es gibt verschiedene Marken von HMDs, wie Meta Quest 3, Pico Neo 3, Apple Vision Pro und VIVE Focus Vision. Diese Geräte werden in der Regel mit Controllern geliefert, die die Bewegungen der Hand verfolgen und mit verschiedenen Arten von Tasten zur Interaktion mit der virtuellen Welt ausgestattet sind. Die meisten Controller verfügen über Joysticks, die sich in acht Richtungen bewegen lassen und so eine reibungslose Navigation in virtuellen Räumen ermöglichen. Außerdem verfügen sie über Standardtasten für die Auswahl von Objekten, Aktionstasten für die Ausführung bestimmter Aufgaben und Auslösetasten auf der Rückseite, die häufig zum Greifen oder Manipulieren virtueller Objekte verwendet werden. Einige fortschrittliche Controller verfügen sogar über druckempfindliche Tasten, die auf unterschiedliche Krafteinwirkungen reagieren und so eine differenziertere Interaktion ermöglichen.

Um das Gefühl der Immersion zu verstärken, können zusätzliche Technologien mit VR-HMDs verwendet werden.
Haptische Handschuhe bieten beispielsweise ein realistisches taktiles Feedback, so dass sich virtuelle Objekte solide anfühlen und berührbar sind.Gehpads simulieren Gehbewegungen, so dass sich die Benutzer durch virtuelle Landschaften bewegen können, ohne sich in der realen Welt zu bewegen.Es gibt auch Duftspender, die Gerüche freisetzen, die mit der virtuellen Umgebung korrespondieren und das sensorische Erlebnis weiter bereichern.Diese Technologien sind aufgrund ihrer hohen Kosten noch nicht Standard in Bildungseinrichtungen, aber sie zeigen das Potenzial von VR für die Schaffung von vollständig immersiven Lernerfahrungen.

Jede Art von XR bietet je nach Lernszenario einzigartige Möglichkeiten.
AR kann effektiv eingesetzt werden, wenn Schüler*innen miteinander oder mit der physischen Welt interagieren müssen, während sie auf digitale Informationen zugreifen.VR hingegen eignet sich am besten für Szenarien, die vollständiges Eintauchen und Konzentration erfordern.AV wird zwar seltener eingesetzt, schließt aber die Lücke zwischen AR und VR, indem es Elemente der realen Welt in virtuelle Räume bringt und Möglichkeiten für komplexe Simulationen und Datenvisualisierung bietet.

Die Wahl der richtigen Technologie hängt von den Bildungszielen und den spezifischen Bedürfnissen Ihrer Schüler*innen ab.
AR ist besonders nützlich für kollaborative Aktivitäten und Lektionen, die von kontextbezogenen Informationen profitieren, die über die reale Welt gelegt werden, wie z. B. historische Touren oder interaktive wissenschaftliche Experimente.

VR ist ideal für immersive Simulationen, virtuelle Exkursionen oder komplexe Visualisierungen, die volle Konzentration und Engagement erfordern.AV bietet eine Mischung aus realen und virtuellen Elementen und eignet sich daher für dynamische Simulationen oder Schulungsumgebungen, die eine Datenintegration in Echtzeit erfordern.

Wo kann ich XR- Apps für meine Hardware finden?

Bevor wir erklären, wo Sie Apps finden können, ist es wichtig zu wissen, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt, Software für Ihre XR-Geräte zu erhalten. Ähnlich wie Sie Apps auf einem PC anders installieren als auf einem Mac-System, gibt es für verschiedene XR-Hardware unterschiedliche Softwarelösungen. Es gibt auch Möglichkeiten, Software über Ihren Browser oder über die Hersteller der Apps zu beziehen.

Insgesamt gibt es mehrere große Shops auf dem Markt:

Meta Store:
Direkt über Ihr Meta Quest-Gerät zugänglich. Dieser Store konzentriert sich auf XR-Apps für Verbraucher, darunter Spiele, Lernprogramme und Produktivitätssoftware.

Steam Store:
Der Steam Store unterstützt verschiedene XR-Geräte. Sie können Apps über die SteamVR-Plattform auf Ihrem PC installieren.

Apple App Store:
Kann für iPads und iPhones verwendet werden, insbesondere bei der Suche nach AR-Apps. Sie können nach XR-Apps wie nach jeder anderen App auf Ihrem Apple-Gerät suchen.

Pico Store:
Dieser App Store ist den Pico VR-Headsets gewidmet und konzentriert sich eher auf den Unternehmensmarkt als auf den Verbrauchermarkt. Er bietet professionelle und geschäftsorientierte XR-Anwendungen.

Viveport:
Ähnlich wie der Pico Store, aber für HTC Vive-Headsets konzipiert. Viveport bietet Zugang zu XR-Apps sowohl für Verbraucher als auch für Unternehmen, wobei der Schwerpunkt auf immersiven Erlebnissen liegt.

Sidequest:
Ein inoffizieller Marktplatz für Meta Quest-Benutzer. Sidequest ist bei Indie-Entwicklern sehr beliebt und ermöglicht es ihnen, Inhalte zu veröffentlichen, ohne sich an die Richtlinien von Meta zu halten. Hier können Sie experimentelle oder Nischenanwendungen finden.

Google Play Store:
Verfügbar auf Android-Geräten, einschließlich Tablets und AR-kompatiblen Smartphones. Im Google Play Store finden Sie eine Vielzahl von AR- und 360-Grad-Inhalten.

WebXR / Browser-basierte Anwendungen:
Im Gegensatz zu den anderen Plattformen ist WebXR kein herkömmlicher App-Store.Es ist ein Entwicklungsrahmen für webbasierte XR-Apps.Diese Apps können über eine einfache URL oder einen QR-Code aufgerufen werden und benötigen nur einen Browser, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Darüber hinaus gibt es einige Anwendungen, die direkt beim Hersteller oder Anbieter angefordert werden können. Dabei handelt es sich oft um spezielle Anwendungen, die für bestimmte Studien oder Unternehmenszwecke entwickelt wurden.

Wenn Sie den richtigen Store für Ihr Gerät gefunden haben, können Sie entweder eine eigene Suche nach Apps starten oder Apps aus unserer kuratierten Liste ausprobieren.

Sie finden die folgenden Listen speziell für Ihr Fach:
Sprachdidaktik
Berufliche Didaktik (Englisch)
Berufsdidaktik (Deutsch)

Was muss ich als Lehrperson beachten, wenn ich XR-Technologien in meinem Unterricht einsetze?

1. Überlegungen zum physischen Raum
Die Einführung von XR-Technologien erfordert eine durchdachte Gestaltung der physischen Unterrichtsräume, um die Navigation und Interaktion zu erleichtern. Die Klassenraum sollten anpassungsfähig sein und flexible Konfigurationen für unterschiedliche Lernaktivitäten zulassen. Zu den wichtigsten räumlichen Überlegungen gehören:

Offene Bereiche: Ausreichende Freiflächen sind wichtig, um Unfälle zu vermeiden, während die Lernenden VR/XR-Erfahrungen machen. Ein Bereich, in dem sich die Lernenden frei bewegen können, während sie die Headsets tragen, sollte klar gekennzeichnet sein, um Sicherheit und ein immersives Erlebnis zu gewährleisten. Außerdem sollten die Schüler*innen mit klaren und verständlichen Anweisungen angeleitet werden (Harmer, 2002).

Fragen Sie sich selbst:
Haben meine Schüler*innen genug Platz?
Habe ich ihnen gesagt, was sie tun sollen?
Haben sie verstanden, was ich ihnen gesagt habe?

Lernstationen:
Die Einrichtung von Lernstationen im Klassenraum ermöglicht vielfältige Lernaktivitäten. Bestimmte Ecken oder Bereiche können für XR-Erfahrungen oder gemeinschaftliche Projekte unter Verwendung digitaler Werkzeuge eingerichtet werden. Diese Stationen können das Lernen unter Gleichaltrigen fördern und ermöglichen es den Schüler*innen gleichermaßen teilnehmen können.

Zusätzliche Hilfsmittel:
Neben den Headsets benötigen die Schüler*innen möglicherweise zusätzliche Hilfsmittel wie Steuergeräte, Sensoren und Softwareanwendungen, die auf bestimmte Lernziele zugeschnitten sind. Für eine erfolgreiche XR-Lernumgebung muss sichergestellt werden, dass alle Schüler*innen Zugang zu diesen Ressourcen haben.

Anleitungen:
Neben den Geräten selbst ist es notwendig, angemessene Anweisungen für den richtigen Umgang mit den Geräten zu geben, um den beabsichtigten Lernerfolg zu gewährleisten und Schäden zu vermeiden.

Fragen Sie sich selbst:
Habe ich geeignete Geräte oder Werkzeuge, die ich in der von mir vorbereiteten Unterrichtsstunde verwenden kann?

Wissen meine Schüler*innen abwechselnd physische Diskussionen und digitale Erkundungen durchführen.Zu den Gestaltungselementen, die bei der Einrichtung hybrider Lernräume zu berücksichtigen sind, gehören:

Interaktive Wände:Diese können als digitale Displays dienen, auf denen die Schüler*innen ihre XR-Projekte präsentieren oder mit Hilfe berührungsempfindlicher Technologie gemeinsam an Aufgaben arbeiten können.
Tische für die Zusammenarbeit:Möbel, die Gruppenaktivitäten ermöglichen und gleichzeitig digitale Tools und Bildschirme integrieren, können den gemeinschaftlichen Aspekt des Lernens fördern und Interaktionen zwischen mehreren Benutzern ermöglichen (Dede, 2009).

Fragen Sie sich selbst:
Habe ich in meinem Klassenraum eine geeignete Ausstattung/einen geeigneten Platz, um interaktive Wände einzurichten?Wenn ja, ist sie von jeder Ecke des Klassenraums aus für alle sichtbar?
Habe ich geeignete Möbel für die von mir geplanten Aktivitäten an Gemeinschaftstischen?

Wie beeinflusst die Organisation der Klasse den Einsatz von XR-Technologien im Unterricht?

Die Gestaltung des Classroom Space ist ein zentraler Faktor für den erfolgreichen Einsatz von Extended Reality (XR) im Unterricht. Während herkömmliche Lernsettings häufig auf physische Räume und analoge Methoden beschränkt sind, eröffnet XR neue didaktische Möglichkeiten in virtuellen oder hybriden Lernumgebungen. Neben der technologischen Ausstattung und passenden Didaktik spielt auch die Organisation der Klasse eine wesentliche Rolle. Wie werden Gruppen gebildet, welche Regeln gelten für die Nutzung von Geräten, und wie lässt sich das Classroom Management anpassen, damit XR-Anwendungen sinnvoll eingesetzt werden können? Modelle wie TPACK (Mishra & Koehler, 2006), DigCompEdu (Carretero et al., 2017), SAMR (Puentedura, 2013) und CAMIL (Makransky & Petersen, 2021) liefern Orientierungsrahmen, um technische, pädagogische und organisatorische Aspekte zu vereinen und einen lernförderlichen Raum zu schaffen.

Zu Beginn sollten Lehrende die vorhandene Raum- und Technikausstattung analysieren und dann in kleinen Schritten vorgehen. Niederschwellige Pilotprojekte mit kostengünstigen VR-Brillen oder browserbasierten Anwendungen ermöglichen erste Erfahrungen. Im Anschluss daran gilt es, Unterrichtsszenarien zu entwickeln, die die Stärken von XR gezielt nutzen: Realitätsnahe Simulationen beispielsweise in Naturwissenschaften, virtuelle Zeitreisen in Geschichte oder kollaborative AR-Projekte in Mode und Design, Kunst sowie Geografie.
Die Organisation der Klasse beeinflusst dabei maßgeblich, wie effektiv XR eingesetzt werden kann. So bietet es sich etwa an, Lernende in Kleingruppen einzuteilen, um den Umgang mit begrenzten Geräten zu erleichtern und kollaborative Lernprozesse zu fördern. Eine klare Rollenverteilung unterstützt den reibungslosen Ablauf und stärkt die Eigenverantwortung der Lernenden. Zudem können flexible Sitzordnungen oder die Nutzung unterschiedlicher Zonen im realen Raum helfen, lebendige Stationen für VR/AR-Anwendungen zu schaffen, während andere Gruppen an analogen Aufgaben arbeiten. Wichtig ist auch ein durchdachtes Classroom Management, bei dem Regeln für die Geräteausleihe, Zeitlimits und Sicherheitsaspekte kommuniziert werden.

Das SAMR-Modell verdeutlicht, ob XR lediglich analoge Materialien ersetzt (Substitution) oder zu völlig neuen Lernsettings führt (Redefinition). TPACK zeigt, wie sich Technologie-, Pädagogik- und Fachinhaltswissen überschneiden, während DigCompEdu die digitalen Kompetenzen der Lehrende in den Vordergrund rückt. Mithilfe des CAMIL-Frameworks können schließlich kognitive, affektive und metakognitive Aspekte berücksichtigt werden, um XR nachhaltig zu verankern. Kontinuierliche Reflexion und Evaluation mit den Lernenden helfen, technische und didaktische Hürden zu überwinden und die motivierende Wirkung von XR langfristig zu sichern.

Der Einsatz von XR-Technologien im Unterricht erfordert mehr als nur technische Upgrades. Die Organisation der Klasse ist ausschlaggebend für den Lernerfolg. Eine geschickte Gruppenbildung, klare Rollenverteilung und flexible Raumnutzung schaffen Strukturen, in denen XR gezielt eingesetzt werden kann. Mit Orientierung an etablierten Frameworks wie TPACK, DigCompEdu, SAMR und CAMIL gelingt es, technische, pädagogische und organisatorische Anforderungen in Einklang zu bringen. Auf diese Weise wird der Classroom Space zu einem Ort, an dem physische und virtuelle Erfahrungen verschmelzen und Lernende nachhaltig profitieren. Entscheidend sind dabei kleine, gut durchdachte Schritte und eine dauerhafte Evaluation, um XR-Technologien nachhaltig im Unterricht zu verankern.

Quellen:
European Commission, Joint Research Centre, Carretero, S., Vuorikari, R., & Punie, Y. (2017). DigComp 2.1: the digital competence framework for citizens with eight proficiency levels and examples of use, Publications Office. https://data.europa.eu/doi/10.2760/38842

Makransky, G., & Petersen, G. B. (2021). The cognitive affective model of immersive learning (CAMIL): A theoretical research-based model of learning in immersive virtual reality. Educational Psychology Review, 33(3), 937–958. https://doi.org/10.1007/s10648-020-09586-2

Mishra, P., & Koehler, M. J. (2006). Technological Pedagogical Content Knowledge: A Framework for Teacher Knowledge. Teachers College Record, 108(6), 1017–1054. https://doi.org/10.1111/j.1467-9620.2006.00684.x

Puentedura, R.R. (2013, May 29). SAMR: Moving from enhancement to transformation [Web log post and slides]. Hippasus. http://www.hippasus.com/rrpweblog/archives/2013/05/29/SAMREnhancementToTransformation.pdf

Welche Lerndesigns sind für meinen Unterricht geeignet?

Bei der Suche nach XR-Lernanwendungen, die zu den Bedürfnissen Ihrer Klasse passen, kann es hilfreich sein, die verschiedenen Arten von XR-Umgebungen oder „Welten“ zu verstehen, die jeweils zur Unterstützung bestimmter Lernziele entwickelt wurden (Krüger et al., 2024, S. 4-6).Wenn Sie die Merkmale dieser Welten kennen, können Sie fundiertere Entscheidungen darüber treffen, welche XR-Anwendungen mit Ihren Bildungszielen übereinstimmen.

Welt der Ausbildung
Die Trainingswelt konzentriert sich auf den Erwerb von prozeduralem Wissen – das Erlernen von Handlungen, das Befolgen von Verfahren oder die Entwicklung bestimmter Verhaltensweisen. Diese Art von XR-Umgebung ist besonders nützlich für das Training in gefährlichen Situationen oder wenn ein Training in der realen Welt zu kostspielig oder unpraktisch wäre. Flug- und Fahrsimulatoren sind klassische Beispiele für Trainingswelten. Viele Industriezweige nutzen AR/VR-Schulungsumgebungen, um Mitarbeitern Fertigungsschritte oder Wartungsaufgaben beizubringen, wodurch Materialkosten gesenkt und Maschinenstillstandszeiten aufgrund von Schulungsaktivitäten minimiert werden.

Welt der Erkundung
Die Exploration World ist für die Vermittlung von deklarativem Wissen konzipiert und ermöglicht es den Nutzern, virtuelle Umgebungen selbstständig zu erkunden. Die Lernenden können sich ihre Zeit selbst einteilen und die Reihenfolge, in der sie sich die Informationen aneignen, selbst bestimmen, was selbstgesteuertes Lernen und maximale Flexibilität fördert. Beispiele hierfür sind virtuelle Museumsbesuche oder die Erkundung des menschlichen Herzens im Medizinstudium. Diese Umgebungen ermöglichen es den Lernenden, sich in ihrem eigenen Tempo intensiv mit den Inhalten zu beschäftigen.

Experimentelle Welt
Die Experimentierwelt baut auf den Prinzipien der Explorationswelt auf, fügt aber ein wichtiges Element hinzu: die Möglichkeit, Parameter zu verändern und die daraus resultierenden Ergebnisse zu beobachten. Dieser Ansatz unterstützt das forschende Lernen und ermöglicht es den Lernenden, kausale Beziehungen zu erforschen und Hypothesen zu testen. Er fördert das kritische Denken, indem er den Lernenden die Möglichkeit gibt, ihre vorherigen Annahmen zu bestätigen oder zu hinterfragen.

Welt der Konstruktion
In der Konstruktionswelt können die Lernenden Objekte manipulieren und neue Gegenstände herstellen, indem sie theoretisches Wissen auf praktische Weise anwenden. Diese Umgebung unterstützt das iterative Lernen, da die Lernenden wiederholt experimentieren können, ohne reale Risiken oder Materialkosten in Kauf nehmen zu müssen. Konstruktionswelten werden häufig in Fächern wie Chemie und Medizin eingesetzt, wo die Schüler*innen auf sichere Weise Reaktionen zwischen verschiedenen Substanzen erforschen oder komplexe Verfahren üben können.

Durch das Verständnis dieser unterschiedlichen XR-Welten können Lehrende XR-Anwendungen oder vorgefertigte Lernszenarien besser identifizieren und auswählen, die mit ihren Unterrichtszielen übereinstimmen und so effektive und fesselnde Lernerfahrungen für ihre Schüler*innen gewährleisten. Es ist wichtig zu beachten, dass sich diese Welten überschneiden können. So kann eine App sowohl Expositions- als auch Explorationswelten enthalten. Die Art der verwendeten Welt ergibt sich dann aus der von der Lehrkraft formulierten Aufgabe.

Was ist bei der Auswahl einer XR-Anwendung für den Bildungsbereich zu beachten?

Da viele verschiedene XR-Anwendungen zur Verfügung stehen, haben Lehrende zunehmend die Möglichkeit, das Lernen durch immersive Erfahrungen zu verbessern. Die Auswahl der richtigen XR-Inhalte erfordert jedoch sorgfältige Überlegungen. Hier sind einige Schlüsselfaktoren, die es zu beachten gilt:

Pädagogischer Wert
Stellen Sie sicher, dass das XR-Erlebnis mit Ihrem Lehrplan und Ihren Lernzielen übereinstimmt. Bietet es einen echten pädagogischen Nutzen oder ist es nur ein Gimmick?

Zugänglichkeit und Benutzerfreundlichkeit
Überlegen Sie, ob die XR-Inhalte für die Altersgruppe und die Fähigkeiten Ihrer Schüler*innen geeignet sind. Er sollte intuitiv sein und keine umfangreichen Einrichtungsarbeiten oder technischen Kenntnisse erfordern.

Hardware und Platzbedarf
Prüfen Sie, welche Geräte benötigt werden (VR-Headsets, AR-fähige Tablets usw.) und ob Ihr Klassenraum über den nötigen Platz verfügt, um XR-Aktivitäten sicher unterzubringen.

Interaktivität und Engagement
Achten Sie auf XR-Erfahrungen, die zur aktiven Teilnahme statt zum passiven Beobachten anregen. Interaktive Elemente tragen dazu bei, das Lernen zu verstärken und das Behalten zu verbessern.

Skalierbarkeit und Kosten
Überlegen Sie, ob der XR-Inhalt in mehreren Unterrichtsstunden und Fächern eingesetzt werden kann, um seinen Wert zu maximieren.

Konsistenz und Vertrautheit
Wählen Sie XR-Inhalte, die mit der Art und Weise übereinstimmen, wie Schüler*innen und Lehrperson die Technologie bereits im Unterricht einsetzen. Ein konsistenter Ansatz hilft, die Lernkurve zu verkürzen und sorgt für eine reibungslosere Integration in bestehende Unterrichtspläne.

Was sind wichtige Aspekte bei der Verwaltung von XR-Bildungsanwendungen?

Die Integration von XR in den Bildungsbereich bietet viele verschiedene Möglichkeiten, aber eine angemessene Verwaltung der Inhalte ist für eine nahtlose Erfahrung unerlässlich. Hier sind die wichtigsten Überlegungen für die Verwaltung von XR-Inhalten in ihrer Schule:

Installation von XR-Inhalten auf Geräten
XR-Anwendungen können manuell auf jedem Gerät installiert werden, was jedoch bei der Verwaltung mehrerer Headsets zeitaufwändig sein kann. Um den Prozess zu vereinfachen, sollten Sie XR-Verteilungsplattformen wie ArborXR oder ManageXR verwenden. Diese Plattformen ermöglichen das zentrale Hinzufügen, Entfernen und Aktualisieren von Anwendungen auf mehreren Geräten, was Konsistenz gewährleistet und wertvolle Zeit spart.

Verwaltung von Lizenzen und Zugriff
Viele XR-Anwendungen erfordern Lizenzen, die in ihrer Anzahl begrenzt sein können oder regelmäßig erneuert werden müssen. Behalten Sie den Überblick über die aktiven Lizenzen und stellen Sie sicher, dass die Schüler*innen den richtigen Zugriff haben. Ein Cloud-basiertes Lizenzverwaltungssystem kann diesen Prozess rationalisieren und Unterbrechungen verhindern.

Aktualisieren und Testen von XR-Konfigurationen
Regelmäßige Software-Updates gewährleisten einen reibungslosen und sicheren Betrieb der Anwendungen. Planen Sie routinemäßige Wartungsarbeiten ein, um Geräte zu aktualisieren, Funktionen zu testen und mögliche Probleme zu beheben. Ein kurzer Test vor jeder Unterrichtsstunde minimiert das Risiko von technischen Unterbrechungen.

Welche Möglichkeiten gibt es bei der Änderung von XR-Anwendungen?

XR-Anwendungen bieten leistungsstarke Lernerfahrungen, aber ihre Wirkung hängt davon ab, wie gut sie mit den Bildungszielen übereinstimmen. Einige XR-Anwendungen ermöglichen es Lehrenden, Inhalte zu verändern, von kleinen Anpassungen bis hin zur vollständigen Anpassung. Im Folgenden werden die verschiedenen Stufen der Modifizierung beschrieben, die bei der Implementierung von XR im Klassenraum zu berücksichtigen sind:

Bearbeitung von Texten und Bildmaterial
Einige XR-Anwendungen verfügen über integrierte Editoren, mit denen die Lehrende Texte, Bilder oder Lehrinhalte im Spiel ändern können. Dies kann dazu beitragen, das Lernmaterial auf die speziellen Bedürfnisse der Schüler*innen zuzuschneiden oder die Terminologie mit dem Lehrplan abzustimmen.

Erstellen von benutzerdefinierten Handlungssträngen mit einem Sequenzeditor
Fortschrittlichere XR-Anwendungen bieten Level-Editoren, mit denen Lehrende ihre eigenen Szenarien entwerfen können, um Erfahrungen rund um wichtige Lernziele zu gestalten. Dies ist besonders nützlich für die Erstellung immersiver, fachspezifischer Lektionen.

Aufbau von 3D-Welten für die Zusammenarbeit
Einige XR-Tools ermöglichen es den Lehrenden, benutzerdefinierte virtuelle Umgebungen zu erstellen, in denen die Schüler*innen erkunden, interagieren und Aufgaben erledigen können. Diese Räume können für Rollenspiele, Problemlösungsaufgaben oder Gruppendiskussionen genutzt werden.

Integration von KI-gesteuerten Charakteren
KI-gesteuerte NPCs (nicht spielbare Charaktere) können das Engagement erhöhen, indem sie Interaktionen aus der realen Welt simulieren. Lehrperson können virtuelle Mentoren, Führer oder Rollenspielfiguren entwerfen, die die Schüler*innen durch realistische Dialoge und Entscheidungen herausfordern.

Anpassen von Punktesystemen und Feedback
Pädagog*innen können die Art und Weise ändern, wie Schüler*innen Punkte erhalten, Feedback bekommen oder ihren Fortschritt verfolgen.Durch die Anpassung von Schwierigkeitsgraden, Leistungsanalysen und Leistungsmetriken wird sichergestellt, dass die Schüler*innen aussagekräftige Bewertungen erhalten, die auf ihren Lernprozess abgestimmt sind.

Wie können Lehrende die Entwicklung von XR-Kompetenzen bei Lernenden gezielt unterstützen?

XR-Technologien (Extended Reality) eröffnen Lernenden immersive Erfahrungsräume, in denen sie beispielsweise per Virtual Reality (VR) oder Augmented Reality (AR) stärker in Lerninhalte „eintauchen“ können. Dies unterscheidet sich grundlegend von klassischem E-Learning, da hier ein höherer Grad an räumlicher und emotionaler Präsenz entsteht. Wie das CAMIL-Modell (Makransky & Petersen, 2021) verdeutlicht, sind insbesondere „Presence“ (das Gefühl, wirklich vor Ort zu sein) und „Agency“ (die Fähigkeit, aktiv zu handeln und Entscheidungen zu treffen) essenziell. Lehrende müssen deshalb passende Rahmenbedingungen schaffen, damit Lernende diese Kompetenzen allmählich aufbauen können.

Der Einstieg in XR-Anwendungen sollte behutsam erfolgen, um Überforderung oder technisches Chaos zu vermeiden. Eine schrittweise Heranführung ist sinnvoll. Zunächst werden Grundfunktionen wie Navigation und Interaktion vermittelt, etwa das Umschauen in einer VR-Umgebung oder das Einblenden zusätzlicher Informationen via AR-App. Lernende brauchen genügend Zeit, um sich mit den neuen Sinneseindrücken vertraut zu machen und mögliche Anfangshemmungen zu überwinden. Je nach Alter, Vorerfahrung und Fachinhalt können die Anwendungen anschließend nach und nach komplexer gestaltet werden.

Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Förderung von „Presence“ und „Agency“. Um das Gefühl der Präsenz zu erhöhen, sollten Lerninhalte möglichst kontextgebunden und realitätsnah dargestellt werden, damit Lernende ihre Umgebung als authentisch erleben. Sobald diese Immersion gelingt, wächst meist auch die Motivation, sich intensiver mit dem Thema auseinanderzusetzen. Um die „Agency“ zu stärken, bieten sich Aufgaben an, bei denen Lernende selbstbestimmt handeln können. Ein Beispiel hierfür ist ein virtuelles Forschungsszenario im Bereich Färbetechnik, bei dem sie Proben untersuchen oder Entscheidungen über Umweltmaßnahmen treffen. Solche Handlungsspielräume steigern das Gefühl, aktiv an der Gestaltung ihrer Lernumgebung beteiligt zu sein, und tragen zu einer tieferen Auseinandersetzung bei.
Wichtig ist zudem die Reflexion des Erlebten. Lehrende können im Anschluss an eine XR-Session Diskussionsrunden initiieren, um über Erfolge, Schwierigkeiten oder Emotionen zu sprechen. Diese Nachbesprechungen machen Lernprozesse transparent und helfen, Herausforderungen wie Orientierungsprobleme oder Unwohlsein frühzeitig zu erkennen und darauf zu reagieren. Auch der Einsatz von Lerntagebüchern oder digitalen Portfolios kann sinnvoll sein, um individuelle Entwicklungsverläufe festzuhalten und gezielt Feedback zu geben.

Die gezielte Unterstützung bei der Entwicklung von XR-Kompetenzen erfordert von Lehrenden ein planvolles Vorgehen, das technische, didaktische und emotionale Aspekte berücksichtigt. Indem sie schrittweise Zugänge zu immersiven Erfahrungen ermöglichen, Raum für eigene Entscheidungen bieten und gemeinsame Reflexionsphasen einplanen, fördern sie gleichzeitig die Präsenz- und Agency-Fähigkeiten der Lernenden. Auf diese Weise wird XR zu einem wesentlichen Instrument, das nicht nur kurzweilige „Aha“-Erlebnisse liefert, sondern tiefgehende Lernprozesse anstößt und langfristig die digital-mediale Kompetenz aller Beteiligten erweitert.

Quellen:
Makransky, G., & Petersen, G. B. (2021). The cognitive affective model of immersive learning (CAMIL): A theoretical research-based model of learning in immersive virtual reality. Educational Psychology Review, 33(3), 937–958. https://doi.org/10.1007/s10648-020-09586-2

Wie können Lehrende die physische und emotionale Handlungsfähigkeit und Präsenz von Lernenden in XR-Umgebungen fördern?

Das CAMIL-Modell (Cognition, Action, Motivation, Immersion und Learning) ermöglicht es Lehrenden, die verschiedenen Dimensionen des Lernens in XR-Umgebungen gezielt zu adressieren, wobei die Aspekte der Agency (Handlungsfähigkeit) und Presence (Präsenz) in den Vordergrund rücken. Diese beiden Elemente sind entscheidend für ein effektives und immersives Lernerlebnis in XR-Umgebungen.

Die Handlungsfähigkeit (Agency) der Lernenden wird im CAMIL-Modell durch mehrere Komponenten gefördert. Interaktive Simulationen ermöglichen es den Lernenden, virtuelle Experimente durchzuführen und direkt mit Lernobjekten zu interagieren, was ihre Fähigkeit zur aktiven Gestaltung des Lernprozesses stärkt. Die Entscheidungsfreiheit, die durch personalisierte Lernpfade geboten wird, erlaubt es den Lernenden, eigene Entscheidungen zu treffen und ihren Lernweg selbst zu bestimmen. Unmittelbares Feedback ermöglicht es den Lernenden, die Auswirkungen ihrer Handlungen direkt zu erfahren und daraus zu lernen. Diese Elemente tragen dazu bei, dass sich Lernende als aktive Gestalter ihrer Lernerfahrung wahrnehmen und nicht nur als passive Rezipienten von Informationen.

Die Präsenz (Presence) wird im CAMIL- und TICOL-Modell (Technologie, Kollaboration, Eigenverantwortung und Lernstrategien) durch verschiedene Aspekte verstärkt. Eine immersive Darstellung mit hochwertigen audiovisuellen Elementen und haptischem Feedback schafft ein Gefühl des “Dort-Seins” in der virtuellen Umgebung. Soziale Interaktion durch Avatare und geteilte virtuelle Räume ermöglicht eine authentische soziale Präsenz und fördert die emotionale Verbundenheit mit anderen Lernenden. Die physische Einbindung durch die Ausführung von Bewegungen und die Interaktion mit virtuellen Objekten verstärkt die körperliche Präsenz in der XR-Umgebung. Die Kombination dieser Elemente führt zu einem starken Gefühl der Anwesenheit und Eingebundenheit in der Lernumgebung, was die Aufmerksamkeit und das Engagement der Lernenden erhöht.

Indem Lehrende XR-Umgebungen gestalten, die sowohl die Handlungsfähigkeit als auch das Präsenzgefühl der Lernenden fördern, schaffen sie die Voraussetzungen für ein tiefgreifendes und nachhaltiges Lernerlebnis. Die Lernenden fühlen sich nicht nur präsent in der virtuellen Umgebung, sondern auch befähigt, aktiv zu handeln und den Lernprozess mitzugestalten. Diese Synergie aus Agency und Presence ermöglicht es den Lernenden, komplexe Konzepte besser zu verstehen, Erfahrungen intensiver zu erleben und Wissen effektiver zu konstruieren. Durch die bewusste Integration dieser Aspekte in XR-Lernszenarien können Lehrende Lernumgebungen schaffen, die weit über traditionelle Unterrichtsmethoden hinausgehen und das volle Potenzial immersiver Technologien für Bildungszwecke ausschöpfen.

Wie können Bildungseinrichtungen ihre organisatorische Zusammenarbeit so gestalten, dass XR-Technologien erfolgreich in den Unterricht integriert werden und Lehrende durch gemeinsame Netzwerke, Ressourcen und Austauschformate langfristig bei der Umsetzung immersiver Lernumgebungen unterstützt werden?

Organizational Collaboration ist ein entscheidender Faktor, um XR-Technologien (Extended Reality) in Bildungseinrichtungen strukturiert zu verankern. Während Lehrende sich verstärkt mit didaktischen und technischen Fragen auseinandersetzen, benötigen sie gleichzeitig institutionelle Unterstützung und klare Kommunikationswege. Nur wenn Schulleitung, IT-Abteilung, Kollegium und externe Partner koordiniert zusammenarbeiten, kann XR langfristig und kompetenzorientiert im Unterricht etabliert werden (Carretero et al., 2017).

Ziel dieses kollaborativen Ansatzes ist es, Ressourcen und Kompetenzen verschiedener Akteurinnen und Akteure zu bündeln und zugänglich zu machen. Auf Basis von TPACK (Mishra & Koehler, 2006) und CAMIL (Makransky & Petersen, 2021) wird ersichtlich, wie bedeutsam sowohl technisches als auch pädagogisches Wissen ist. Um Lehrende bei der Einführung von XR zu unterstützen, empfiehlt sich ein schrittweises Vorgehen. Erste Pilotprojekte mit Open-Source-XR-Anwendungen ermöglichen kostengünstige Tests, deren Ergebnisse in kollegialen Austauschrunden reflektiert werden können. Fachspezifische XR-Teams schaffen zudem einen niederschwelligen Zugang, da weniger technikaffine Kolleginnen und Kollegen an praxisnahen Übungen teilnehmen und so schnell erste Erfolgserlebnisse haben. Darüber hinaus können schulinterne Plattformen oder Messenger-Dienste genutzt werden, um Feedback einzuholen und bewährte Unterrichtsszenarien zugänglich zu machen.

Ergänzend bietet sich ein „Co-Teaching“-Ansatz an, bei dem zwei oder mehr Lehrende gemeinsam XR-Lernumgebungen entwickeln und sich gegenseitig unterstützen. Ein solcher kooperativer Modus erleichtert nicht nur die Verteilung von Aufgaben und Rollen, sondern fördert auch den Austausch über gewonnene Erkenntnisse. Gleichzeitig ist eine kontinuierliche Evaluation aller Schritte hilfreich, um technische, didaktische und organisatorische Aspekte aufeinander abzustimmen.

Eine erfolgreiche organisatorische Zusammenarbeit ermöglicht es, XR-Technologien nachhaltig im Schulalltag zu verankern. Durch klare Rollenzuteilungen, gemeinsame Netzwerke sowie ein schrittweises Vorgehen profitieren auch weniger geübte Lehrende von den Vorteilen immersiver Lernumgebungen. Transparente Kommunikationswege und regelmäßige Reflexion sorgen dafür, dass XR-Technologien langfristig als bereichernder Bestandteil des Unterrichts etabliert werden und das Kollegium umfassend von kollaborativen Strukturen profitiert.

Quellen:
European Commission, Joint Research Centre, Carretero, S., Vuorikari, R., & Punie, Y. (2017). DigComp 2.1: the digital competence framework for citizens with eight proficiency levels and examples of use, Publications Office. https://data.europa.eu/doi/10.2760/38842

Makransky, G., & Petersen, G. B. (2021). The cognitive affective model of immersive learning (CAMIL): A theoretical research-based model of learning in immersive virtual reality. Educational Psychology Review, 33(3), 937–958. https://doi.org/10.1007/s10648-020-09586-2

Mishra, P., & Koehler, M. J. (2006). Technological Pedagogical Content Knowledge: A Framework for Teacher Knowledge. Teachers College Record, 108(6), 1017–1054. https://doi.org/10.1111/j.1467-9620.2006.00684.x

Wie können Lehrende durch professionelle Zusammenarbeit gemeinschaftlich XR-gestützte Lernangebote planen und umsetzen, um den Unterricht nachhaltig zu bereichern?

Professionelle Zusammenarbeit unter Lehrenden ist ein wichtiger Erfolgsfaktor, um XR-Technologien (Extended Reality) zielgerichtet im Unterricht einzusetzen. Immersive Lernumgebungen verlangen nach neuen didaktischen Konzepten sowie technischer Expertise. Wenn Lehrende ihre Kompetenzen und Ideen jedoch bündeln, lassen sich zukunftsweisende Lernangebote entwickeln, die nicht nur motivierend sind, sondern auch tiefergehendes Verständnis fördern (Carretero et al., 2017).
Professional Collaboration im Kontext von XR orientiert sich am ganzheitlichen Ansatz des TPACK-Modells (Mishra & Koehler, 2006), bei dem technisches, pädagogisches und fachliches Wissen ineinandergreifen. Zusätzlich hilft das CAMIL-Framework (Makransky & Petersen, 2021) Lehrenden, Aspekte wie Präsenz und Agency im Unterricht bewusst zu gestalten und so das Lernpotenzial immersiver Anwendungen zu erhöhen. Für eine erfolgreiche Zusammenarbeit sind regelmäßige Austauschrunden im Kollegium sinnvoll, etwa in Form von schulinternen Arbeitsgruppen oder digitalen Plattformen. Dabei können Unterrichtskonzepte und Materialien geteilt, technische Fragen geklärt und Good-Practice-Beispiele ausgetauscht werden.

Ein exploratives Konzept bietet sich an, um den Einstieg schrittweise zu gestalten. Zunächst können kleinere Pilotprojekte mit frei verfügbaren XR-Tools gestartet werden, damit Lehrende in sicherem Rahmen experimentieren. Leitfragen wie „Welche Lernziele lassen sich durch XR besser erreichen?“ oder „Wie können wir die vorhandenen Ressourcen optimal nutzen?“ helfen bei der Reflexion und Planung. Ein niedrigschwelliger Zugang lässt sich durch gemeinsame Workshops oder Fortbildungen schaffen, in denen weniger technikaffine Kolleg*innen praxisnah unterstützt werden. Konkrete Beispiele, wie browserbasierte AR-Anwendungen, können direkt im Unterricht erprobt und anschließend im Team ausgewertet werden. Dadurch entstehen Lerneffekte, die sich auf neue Fächer und Unterrichtsszenarien übertragen lassen.

Professionelle Zusammenarbeit ermöglicht Lehrenden, sich gegenseitig zu inspirieren und bei technischen wie didaktischen Fragen zu unterstützen. Wenn ein gemeinsamer Lern- und Experimentierraum geschaffen wird, lassen sich XR-Technologien nachhaltig in den Unterricht integrieren. Auf diese Weise entstehen immersive und zugleich fundierte Lehr-Lern-Settings, die nicht nur kurzfristig beeindrucken, sondern langfristig zum Lernerfolg beitragen.

Quellen:
European Commission, Joint Research Centre, Carretero, S., Vuorikari, R., & Punie, Y. (2017). DigComp 2.1: the digital competence framework for citizens with eight proficiency levels and examples of use, Publications Office. https://data.europa.eu/doi/10.2760/38842
Makransky, G., & Petersen, G. B. (2021). The cognitive affective model of immersive learning (CAMIL): A theoretical research-based model of learning in immersive virtual reality. Educational Psychology Review, 33(3), 937–958. https://doi.org/10.1007/s10648-020-09586-2

Wie können Lehrende kognitive und emotionale Aspekte in immersiven XR-Lernumgebungen gezielt fördern?

Lehrende können kognitive und emotionale Aspekte in immersiven XR-Lernumgebungen gezielt fördern, indem sie sich am Cognitive Affective Model of Immersive Learning (CAMIL) orientieren. Dieses Modell bietet einen theoretischen Rahmen für das Verständnis des Lernens in XR-Umgebungen und umfasst sechs kognitive und affektive Faktoren, die zu effektivem Lernen führen.

Im kognitiven Bereich können Lehrende das Interesse der Lernenden wecken, indem sie neuartige und unbekannte Informationen durch XR-Technologie präsentieren. Dies regt die Lernenden dazu an, mehr über das Thema zu erforschen und fördert ihre fokussierte Aufmerksamkeit. Zudem können Lehrende die kognitive Belastung (Cognitive Load) der Lernenden steuern, indem sie die Komplexität der virtuellen Umgebungen an die Fähigkeiten der Lernenden anpassen. Cognitive Load beschreibt, wie Lernende Informationen während des Lernprozesses in der virtuellen Welt verarbeiten. Durch sorgfältige Gestaltung der XR-Umgebung können Lehrende sicherstellen, dass die kognitive Belastung optimal ist und das Lernen unterstützt, anstatt es zu behindern.

Auf emotionaler Ebene spielt die Motivation eine zentrale Rolle. XR-Umgebungen können die Lernmotivation signifikant steigern, da sie ein hohes Maß an Präsenz und Agency ermöglichen. Lehrende können dies nutzen, indem sie interaktive Szenarien gestalten, in denen Lernende aktiv Entscheidungen treffen und die Auswirkungen ihrer Handlungen unmittelbar erfahren.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Selbstwirksamkeit. In XR-Umgebungen können Lernende ein Gefühl der Kontrolle über ihre Aktivitäten entwickeln, was ihr Vertrauen in die eigenen Lernfähigkeiten stärkt. Lehrende können dies unterstützen, indem sie Aufgaben mit angemessenem Schwierigkeitsgrad und klaren Erfolgskriterien gestalten.Die Verkörperung (Embodiment) in XR-Umgebungen bietet einzigartige Möglichkeiten für emotionales und kognitives Lernen. Lehrende können Szenarien entwickeln, in denen Lernende nicht nur die Sprache, sondern auch kulturelle Aspekte erleben, was zu einem tieferen Verständnis und einer stärkeren emotionalen Verbindung zum Lerninhalt führt. Schließlich können Lehrende die Selbstregulation der Lernenden fördern, indem sie Reflexionsphasen in die XR-Erfahrung integrieren. Dies ermöglicht es den Lernenden, ihre Erfahrungen zu verarbeiten und ihr Lernverhalten anzupassen.

Durch die bewusste Gestaltung von XR-Lernumgebungen unter Berücksichtigung dieser kognitiven und emotionalen Aspekte können Lehrende ein tiefgreifendes und nachhaltiges Lernerlebnis ermöglichen. Das CAMIL-Modell bietet hierfür einen wertvollen Leitfaden, der zu verbesserten Lernergebnissen in den Bereichen faktisches, konzeptuelles und prozedurales Wissen sowie Wissenstransfer führen kann.