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Schüler mit VR-Brille im Klassenraum

Naturwissenschaften in der 3. Dimension

Am Fürstenberg-Gymnasium in Donaueschingen hat Virtual Reality im naturwissenschaftlichen Unterricht Einzug gehalten.

Digitale Medien im Unterricht – schön und gut, aber muss es gleich Virtual Reality sein? „Muss nicht“, sagt Mario Mosbacher, Physiklehrer und Schulleiter am Fürstenberg-Gymnasium, „aber der Mensch nimmt die Realität nun mal dreidimensional wahr, und deswegen ist Virtual Reality  ein außerordentlich geeignetes Instrument, um neues Wissen zu erarbeiten oder vorhandenes besser zu nutzen.“ Für ihn ist Virtual Reality deswegen – neben dem Arbeitsblatt und dem Experiment oder Praktikum – ein drittes, sehr nützliches Werkzeug in der Lehre. Seiner Erfahrung nach wird der Unterricht effizienter und die Kinder lernen mehr, weil neue Blickwinkel auf die Unterrichtsinhalte entstehen. Dabei sei Virtual Reality kein Allheilmittel – im Gegenteil: „Keiner von uns würde die bisherigen Methoden weglassen“, betont Mosbacher und nennt zwei Beispiele.

Im Physikunterricht der siebten Klassenstufe können die Kinder im praktischen Versuch Magnetismus haptisch erleben und erproben, und auf Arbeitsblättern werden die theoretischen Hintergründe beschrieben. Auf einem großen Bildschirm (statt Tafel) ist zunächst zweidimensional zu sehen, wie sich die Feldlinien verändern, je nachdem, wo und wie weit entfernt der Magnet ist. Mit Hilfe einer 3D-Brille können die Kinder das Ganze schließlich räumlich verfolgen. Dabei steuert zunächst die Lehrkraft den Magneten mit einer virtuellen Hand, später können das auch die Kinder selbst tun.

Auch am Beispiel der Photosynthese im Biologieunterricht wird klar, dass in der virtuellen Wirklichkeit Dinge erfahrbar sind, die bisher nur theoretisch vermittelt werden konnten. Auch hier werden Tafel und Experiment genutzt, aber erst mit Virtual Reality ist es möglich, die dreidimensionale Molekülbewegung in den Pflanzen zu sehen, oder sogar mitten im oder auf einem Blatt zu stehen. „Das trägt wesentlich zum Verstehen bei“, sagt Mario Mosbacher.

Partner aus allen Bereichen
Ausreichend Zeit, kompetente Partner und Offenheit für Neues – das ist das Rezept, nach dem Mosbacher die Umsetzung vorantreibt. Zehn Jahre, so schätzt er, werde die Einführung von digitalen Medien dauern. „Wir benötigen Zeit, um verschiedene Wege zu versuchen – und schließlich reden wir nicht von einer Technikentwicklung, sondern von einer pädagogischen Weiterentwicklung.“ Neben zwei weiteren Schulen hat das Gymnasium auch Partner in anderen Bereichen: die Universität Mainz und die Fachhochschule Karlsruhe für den Austausch und die wissenschaftliche Begleitung sowie eine Technologiefirma, die als Sponsor und Mitentwickler dabei ist. Gemeinsam wollen sie geeignete Unterrichtsverfahren für die Digitalisierung und insbesondere Virtual Reality entwickeln. Ein ganz entscheidender Bestandteil ist dabei die Zusammenarbeit mit den Schülerinnen und Schülern: „Das ist sehr fruchtbar. Und es funktioniert, wenn die Lehrkräfte offen und souverän damit umgehen, dass Schülerinnen und Schüler manchmal besser Bescheid wissen als sie selbst. Wir haben dafür Kompetenzen wie Übersicht, Fachwissen, Didaktik, die die jungen Leute gar nicht haben können.“

Mosbacher hat eine Arbeitsgemeinschaft aus Schülerinnen und Schülern der Klassen 10 bis 12 aufgebaut, die regelrechte Entwicklungsaufträge bekommen. „Dabei lernen sie neben dem Fachlichen auch das Projektmanagement und wie ein Auftrag in der Arbeitswelt abgearbeitet wird“, sagt Mosbacher. Teil des Entwicklungsauftrags ist beispielsweise, die Lehrkräfte von komplizierter Technik zu entlasten oder ihnen zu ermöglichen, Erklärtexte nach individuellen Vorstellungen anzupassen. Gearbeitet wird im Wechselspiel mit der kooperierenden Firma. Die Schulen sagen, was die Lehrkräfte brauchen, die Technologiefirma programmiert, die Lehrkräfte und Lernende probieren in der Praxis aus und geben ihre Rückmeldung an die Firma. Mosbacher ist überzeugt: „Wenn wir die Schülerinnen und Schüler von Anfang an einbinden, entwickeln wir das beste Unterrichtskonzept.“ Außerdem verleiht die Anerkennung über die Zusammenarbeit den Lernenden einen riesengroßen Motivationsschub. 

Virtueller Bau eines Klosters
Seit fünf Jahren arbeitet das Gymnasium jetzt mit Virtual Reality. Beginnend mit diesem Schuljahr werden die Ergebnisse aus der AG in der Breite in den Unterricht mit gesamten Klassen einfließen. Neben den Naturwissenschaften wird das Instrument übrigens auch in den Fächern Geschichte und Religion weiterentwickelt, etwa für den virtuellen Bau eines Klosters.

Mosbacher sieht schon Effekte des Konzeptes. Die Absolventen seines Physik-Kurses berichteten an der Universität von den viel besseren Bedingungen an ihrem Gymnasium, sodass sich die Hochschulen beim Schulleiter nach den Details erkundigten. Der ist sich sicher: „Es spricht sich rum, wenn Schulen bei diesen Sachen gut sind. Das wird sich einmal zu einem Wettbewerbsvorteil entwickeln.“ 

Am Fürstenberg-Gymnasium richtet Mosbacher jetzt ein digitales Klassenzimmer ein, in dem alles möglich ist und getestet werden kann, für ganze Klassen und für alle Fächer. Es heißt – Spielzimmer. 

 

AUF CYBER-WALZ
Von folgenden märchenhaften Erfolgen kann das Fürstenberg-Gymnasium berichten: Es waren einmal drei junge Burschen aus Donaueschingen im schönen Schwarzwald, die zogen im Oktober 2016 auf die Cyber-Walz. Von ihrem Meister, vulgo Physiklehrer, Mario Mosbacher hatten sie viel über digitale Medien und insbesondere Virtual Reality gelernt und wollten nun ihr Können draußen in der Welt messen. Sie zogen durch viele Lande und kamen schließlich bis ins ferne Amerika an die Harvard-Universität. Doch niemand wollte sie dort empfangen. Sie wären wohl unverrichteter Dinge wieder von dannen gezogen, hätte sie vor der Tür nicht zufällig ein kluger Kopf, Dozent genannt, entdeckt. Und so konnten sie mit den Gelehrten und ihren Adepten Erfahrungen austauschen, ihre neuen Werkzeuge präsentieren und bekamen gar viele Anregungen. Im März 2017 kehrten sie in ihre Heimat zurück und wollen nun für Bildung mit digitalen Medien werben und wissenschaftlich daran arbeiten. Und wer es nicht glauben will, mag sich hier selbst überzeugen: www.innovationswalz.de.

Fotos: Gorodenkoff/Shutterstock