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Fokus

Institut Digitale und Informatische Bildung

Das Institut Digitale und Informatische Bildung (IDIB-PHSG) befasst sich mit den Potenzialen, Gelingensbedingungen und Herausforderungen von Bildung in einer zunehmend digitalen Welt. Seine Schwerpunkte liegen auf der Lehrpersonenbildung in der digitalen Welt und für die digitale Welt, der Informatikdidaktik und der informatischen Bildung sowie dem Lehren und Lernen mit digitalen Medien und Bildungstechnologien.

Eine Langzeitstudie zu den Effekten von Virtual Reality im schulischen Unterricht

Die Förderung von Interesse und Motivation stellt neben der Entwicklung kognitiver Fähigkeiten ein bedeutsames Lernziel der schulischen Bildung dar. In der bisherigen Forschung hat sich gezeigt, dass der Einsatz von Virtual Reality diese affektiven Lernzieldimensionen bei Schülerinnen und Schülern adressieren kann.

Effekte von Virtual Reality hinsichtlich der Förderung affektiver Lernziele wurden bislang nur in Kurzzeitstudien untersucht. In dieser Studie wurde daher gefragt, ob Virtual Reality das situationale und das individuelle Interesse auch längerfristig zu fördern vermöge.

Um die längerfristigen Effekte des Einsatzes von Virtual Reality untersuchen zu können, wurde eine Messwiederholungsstudie mit 50 Schülerinnen und Schülern (Durchschnittsalter = 12.90 Jahre) durchgeführt. Zur Vorbereitung des Einsatzes von Virtual-Reality-Brillen im Unterricht wurde zunächst ein forschungsbasiertes didaktisches Design entwickelt, das anschliessend in drei Lektionen im Fach «Natur und Technik» (NT) implementiert wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass das situationale Interesse längerfristig positiv adressiert werden kann. Für die Förderung des individuellen Interesses (am Fach NT) konnte hingegen kein Effekt nachgewiesen werden.

Die Studie leistet einen wichtigen Beitrag zur Klärung der Frage, ob Virtual-Reality-Brillen längerfristig affektive Lernziele fördern können. Theoretisch liegt diese Annahme Modellen zu immersivem Lernen zugrunde. Für die Lernprozessvariable «Situationales Interesse» konnte die Annahme empirisch bestätigt werden: Virtual-Reality-Brillen werden von Lernenden auch längerfristig als motivierend wahrgenommen. Der fehlende Effekt beim individuellen Interesse hinterfragt theoretische Annahmen hingegen. Allerdings müssen auch Limitationen im Studiendesign, etwa bezüglich der Dauer der Intervention, berücksichtigt werden. Ein weiteres aufschlussreiches Resultat der Studie stellt das forschungsbasierte didaktische Design dar, das Lehrpersonen Orientierung für den eigenen Einsatz von Virtual-Reality-Brillen im Unterricht bietet. Zukünftige Forschungsprojekte werden überprüfen, ob sich dieses Design auch in anderen Fächern und mit anderen Klassen bewährt.

Methodik: Messwiederholungsstudie mit quantitativer Datenerhebung

Kooperation
Schulen Einsiedeln

Laufzeit
2022 bis 2023

Finanzierung
PHSG

Leitung
Josef Buchner (PHSG)

Team
Josef Buchner (PHSG)

Literaturhinweise/Publikationen
Buchner, J. (2023). A three-phase immersive virtual reality teaching model promotes real classroom learning. 21st Conference on Educational Technologies (DeLFI 2023), RWTH Aachen, Deutschland.

Hauptstudie ist in Begutachtung.

Making-Packages für kompetenzorientiertes Lernen

Making-Ansätze stellen für Lernende eine motivierende und kognitiv aktivierende Möglichkeit zur Entwicklung kreativer Lösungen für aktuelle gesellschaftliche Herausforderungen (z.B. Nachhaltigkeit, digitale Bildung) dar. Die Verankerung von Making an Schulen ist jedoch herausfordernd.

Im Projekt «Making-Packages» wird konkret die Frage adressiert, wie Schulen und Lehrpersonen bei der Implementierung von Making-Ansätzen unterstützt werden können. Bisherige Supportangebote wurden als nicht ausreichend identifiziert.

Das Ziel des Projekts besteht darin, Schulen die Integration von Making und den Aufbau von MakerSpaces zu erleichtern. Dazu wurde zunächst auf der Grundlage einer systematischen Literaturarbeit ein Kompetenzrahmen für schulisches Making entwickelt. Dieser Rahmen beinhaltet 26 Kompetenzfelder mit verschiedenen Kompetenzabstufungen: Wissen, Wollen und Können. Des Weiteren wurde eine digitale Making-Plattform entwickelt, auf der basierend auf den Kompetenzfeldern Making-Activities für die verschiedenen Kompetenzstufen zur Verfügung gestellt werden. Die Plattform wurde mit der Zielgruppe (Lehrpersonen, Schulleitungen) getestet und wird zurzeit entsprechend weiterentwickelt. Erste prototypische Making-Activities wurden bereits auf der Plattform umgesetzt.

Eine wesentliche Herausforderung bei der Implementierung von Making an Schulen war bislang die Unklarheit hinsichtlich der notwendigen Kompetenzen. Mithilfe des im Projekt entwickelten Kompetenzrahmens für schulisches Making konnte diese Herausforderung adressiert werden. Lehrpersonen können sich an diesem Rahmen orientieren und so ihre eigene Professionsentwicklung forschungsbasiert vorantreiben. Des Weiteren zeigen die Rückmeldungen zur Making-Plattform, dass diese als wertvolle Unterstützung angesehen wird. Zu beachten sind jedoch Usability-Faktoren. So war es den teilnehmenden Personen etwa wichtig, dass sich die Plattform leicht navigieren lässt und die Making-Activities übersichtlich dargestellt werden. Diese Rückmeldungen werden derzeit in der nächsten Version der Making-Plattform umgesetzt. Zudem werden auch weiterhin konkrete Making-Activities entwickelt, damit Lehrpersonen für ihren Unterricht auf Making-Angebote zugreifen können.

Methodik: Literatur-/theoriebasierte Entwicklung des Kompetenzrahmens, Wireframe-Testung als Methode zur Evaluierung von Benutzendenoberflächen

Kooperation
OST, PHTG, Bischoff AG

Laufzeit
2022 bis 2025

Finanzierung
Innosuisse

Leitung
Selina Ingold (OST), Danilo Just (OST)

Team
Christian Aegerter (Bischoff AG), Jörg Bachmann (OST), Michael Bachmann (Bischoff AG), Josef Buchner (PHSG), Marcel Jent (PHSG), Ralph Kugler (PHSG), Simon Litschi (PHTG), Björn Maurer (PHTG), Samuel Müller (PHSG), Lukas Schmid (OST), Lea Sonderegger (OST), Urs Sonderegger (OST)

Literaturhinweise/Publikationen
Jent, M. (2023). Evaluation des digitalen Auswahlinstrumentes für Making Aktivitäten. Auswertung des Wireframe-Testings im Rahmen des Innosuisse-Entwicklungsprojektes «Making-Packages für kompetenzorientiertes Lernen». St.Gallen: PHSG.

Eine Publikation zum Kompetenzrahmen für schulisches Making ist derzeit in Vorbereitung.

Als Nachfolgeprojekt von Roteco+ verfolgt das Projekt das Ziel, eine Community of Practice zum Thema «Informatik und Robotik im Unterricht» aufzubauen.

Laufzeit
2022 bis 2024

Finanzierung
Akademie der Wissenschaften Schweiz

Leitung
Lucio Negrini (SUPSI)

In diesem Projekt wurde exploriert, auf welche Herausforderungen Lehrpersonen bei ihren Unterrichtsplanungen für die Gestaltung von Bildung in der digitalen Welt treffen und wie sie darauf reagieren. Basierend auf den Ergebnissen wurden konkrete Empfehlungen für die Weiterbildung von Lehrpersonen abgeleitet. Des Weiteren wurde ein theoretisches Framework modelliert, das die Komplexität von Unterrichtsplanungshandeln von Lehrpersonen in der digitalen Welt abbildet.

Laufzeit
2022 bis 2023

Finanzierung
PHSG, TU München

Leitung
Josef Buchner (PHSG), Susanne Miesera (TU München)