Virtual-Reality-Experimente
Entwicklung und Evaluation eines Konzepts für den forschend-entwickelnden Physikunterricht mit digitalen Medien
William Lindlahr
Virtual-Reality-Experimente ermöglichen Simulationen anspruchsvoller Schulversuche, die als Realversuch selten eingesetzt werden oder deren unterrichtliches Einsatzgebiet erweitert werden soll. Während viele Studien mit Blick auf die Entwicklung fachlicher Kompetenzen keine Unterschiede zwischen Simulations- und Realversuchen zeigen, spiegeln die wenigen Studien im Bereich experimenteller Fähigkeiten uneinheitliche Ergebnisse wider.
Im Rahmen von Design-based research wurden mehrere Experimente entwickelt. Zur Evaluation wurde im Schulunterricht in fünf Oberstufenkursen (insges. N = 76 Schülerinnen und Schüler) eine Vergleichsstudie mit dem Millikan-Versuch als Real- und als Virtual-Reality-Experiment durchgeführt. Die beiden Treatmentgruppen arbeiteten in einem Crossover-Design in unterschiedlicher Reihenfolge mit beiden Varianten. Das Fachwissen wurde vor und nach jeder Intervention mit Hilfe eines Fragebogens und die experimentellen Fähigkeiten mittels Selbsteinschätzung erhoben.
In den fachlichen Kompetenzen zeigten Virtual-Reality- und Realversuch vergleichbare Effekte. Dagegen schätzten die Lernenden ihre experimentellen Fähigkeiten nach der Arbeit mit dem Virtual-Reality-Experiment besser ein als nach dem Realversuch mbox{– unabhängig von der Reihenfolge. Die Virtual-Reality-Experimente können somit eine Alternative bieten, z. ,B. wenn echte Versuche nicht verfügbar sind, wenn eine größere Zahl von Experimenten benötigt wird oder wenn — wie während der Pandemie — zu Hause experimentiert wird.
