Wenn Wissen räumlich erfahrbar wird
Neben Gustave Eiffel stehen und beim Bau seines Stahlkolosses zuschauen, auf dem Mars landen und auf wissenschaftliche Entdeckungstour gehen oder von einem Instruktor hautnah in eine Maschine eingewiesen werden, anstatt sich seitenweise durch eine Bedienungsanleitung zu quälen – Extended Reality (XR) macht all dies schon heute möglich. Die damit verbundenen Technologien Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR) verknüpfen digitale und echte Welten. Dadurch entstehen Lernumgebungen, in denen Wissen nicht mehr nur zweidimensional betrachtet, sondern buchstäblich räumlich erlebt wird.
Mit dieser digitalen Realitätserweiterung bewegt sich der Lernende durch virtuelle Räume, erforscht oder verändert Verfahren und Objekte, beobachtet Prozesse aus unterschiedlichen Perspektiven und wird selbst Teil der dargestellten Situation.
„Die Möglichkeit, in eine immersive 3D-Umgebung einzutauchen und in Echtzeit mit anderen Teilnehmern und Objekten zu interagieren, eröffnet völlig neue Horizonte im Bereich des Lernens.“
Torsten Fell, Gründer des Institute For Immersive Learning
Inhalte sind nicht länger distanziert-abstrakte Beschreibungen, sondern eingebettet in kontextreiche Umgebungen. Auch die Grenze zwischen Lernen und Agieren beginnt zu verschwimmen. Damit präsentiert sich Extended Reality nicht nur als eine neue Technologie, sondern auch als ein didaktischer Ansatz, der bestehende Bildungsmodelle revolutioniert.
Extended Reality als Technologiebündel
Der Begriff Extended Reality fasst unterschiedliche technologische Ansätze zusammen. Beispielsweise produziert der Ansatz der Virtual Reality (VR) mithilfe eines audiovisuellen Headsets (VR-Brille) vollständig digitale Umgebungen, die reale Sinneseindrücke weitgehend ersetzen, wogegen die Augmented Reality (AR) die reale Welt um digitale Informationen ergänzt, wie etwa durch Einblendungen auf mobilen Geräten oder Datenbrillen. Eine Mixed Reality geht noch einen Schritt weiter als VR und AR: Sie verankert virtuelle Objekte dauerhaft und interaktiv im realen Raum.
Für Lernanwendungen ist jedoch weniger die Abgrenzung entscheidend als die gemeinsame Eigenschaft: Digitale Inhalte werden räumlich verortet und unmittelbar erfahrbar. Diese räumliche Dimension unterscheidet die Extended Reality grundlegend von klassischen E-Learning-Formaten an digitalen Endgeräten. Während Texte, Audiospuren oder Videos Wissen sequenziell vermitteln, erweckt XR den Entdeckergeist. Lernende entscheiden nun quasi selbst, wohin sie blicken, welche Objekte sie untersuchen und in welcher Reihenfolge sie Inhalte erschließen. Das Lernen wird damit nicht nur erlebnisreicher, sondern auch stärker selbstgesteuert und individuell geprägt.
Räumliches Lernen und kognitive Verankerung
Ein zentrales Merkmal von Extended-Reality-Lernumgebungen ist die Immersion. Damit ist das subjektive Gefühl gemeint, tatsächlich in der Lernumgebung anwesend zu sein und aktiv an ihr teilzunehmen. Diese erlebte Präsenz entsteht aus dem Zusammenspiel mehrerer Faktoren: einer dreidimensionalen, räumlichen Darstellung, der Möglichkeit zur direkten Interaktion mit virtuellen Objekten sowie einem unmittelbaren, situationsabhängigen Feedback auf eigene Handlungen.
Dadurch verknüpfen Lernende neues Wissen mit Bewegung, Handlung, räumlicher Orientierung und eigener Erfahrung, was zu einer besonders klaren, strukturierten und gleichzeitig emotionalisierten Vorstellung führt, die sich besser im Langzeitgedächtnis verankern kann. Denn das menschliche Gehirn ist darauf spezialisiert, Informationen räumlich zu organisieren. Orte, Bewegungen und Positionen dienen als Anker für Erinnerungen.
Die Studie „Spatial Memory and Recall“ der University of Maryland belegt, dass Informationen besser abgerufen werden können, wenn sie in einer immersiven Virtual-Reality-Umgebung (VR) statt auf einem Desktop-Bildschirm gelernt werden. Mehr noch: Einer anderen Studie zufolge waren VR-Lernende viermal schneller fokussiert als E-Learner am Bildschirm. Ferner fühlten sich diese Studienteilnehmer um den Faktor 3,75 emotionaler mit den Inhalten verbunden, die sich entsprechend tiefer bei den Probanden ins Gedächtnis eingegraben haben.
Theorie ganz nah an der Praxis
Statt ermüdende Anleitungen zu lesen, können Lernende Prozesse in XR-Umgebungen wiederholt in konkreten Situationen durchspielen, auch Fehler machen und deren Konsequenzen unmittelbar (wenngleich folgenlos) erleben. Die Akteure entwickeln dabei Handlungssicherheit und bauen zugleich Routine auf, bevor sie ihr Wissen in reale Arbeits- oder Einsatzkontexte übertragen. Gerade in sicherheitskritischen Bereichen wie Chemie oder Maschinenbau eröffnet dies sensationelle Möglichkeiten. Natürlich auch in der Medizin. „VR ermöglicht es Studierenden, chirurgische Eingriffe so oft zu wiederholen, bis sie sie beherrschen, ohne dass dies Auswirkungen auf echte Patienten hat“, lobt Matthew Martinez von der University of Austin die Vorzüge im „Journal of Surgery“.
Pavel Naydenov hat mit seinem Start-up SOLA ein immersives Anatomie-Labor an der Uni Pleven in Bulgarien aufgebaut. Dort gibt es 20 Stationen, die jeweils in Augmented oder Virtual Reality betrieben werden können. „Die Studierenden können ein 3D-Herzmodell auf den Tisch legen und mit ihren Händen damit interagieren oder buchstäblich in das Organ hineingehen“, berichtet er.
Auch an anderen Hochschulen wird durch virtuelle Schädel geflogen, digitale Leichen werden seziert oder zukünftige Ingenieurinnen und Ingenieure schrauben an digitalen Zwillingen von Maschinen herum.
„Sage es mir, und ich werde es vergessen. Zeige es mir, und ich werde es vielleicht behalten. Lass es mich tun, und ich werde es können.“
Konfuzius (551–479 v.Chr.)
Virtuelle Forschungsumgebungen erlauben Experimente, die in der Realität teuer, gefährlich oder organisatorisch aufwendig sind. Chemische Reaktionen lassen sich beispielsweise auf molekularer Ebene visualisieren, Explosionen oder toxische Effekte gefahrlos simulieren. Lernende können Parameter jederzeit verändern und beobachten, wie sich Prozesse entwickeln. Abstrakte Konzepte wie Reaktionskinetik oder Energieflüsse werden so unmittelbar nachvollziehbar. Wobei der didaktische Vorteil hier nicht allein in der Visualisierung liegt, sondern vielmehr in der aktiven Beteiligung. Wer selbst Stoffe mischt, Temperaturen verändert oder Sicherheitsmaßnahmen ignoriert, erfährt Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge unmittelbar. Fehler werden nicht sanktioniert, sondern zu Meilensteinen für die Entwicklung des Lernens.
Digitales Lernen für Digital Natives
Berührungsängste mit den neuen Lerntechnologien konnte Naydenov bei den Studierenden in seinem immersiven Anatomielabor nicht feststellen. „Für sie war es ganz selbstverständlich. Diese Generation ist mit Bildschirmen und Benutzeroberflächen aufgewachsen. Sie brauchten keine Anweisungen, sondern begannen sofort nach dem Start der Simulation mit der Erkundung“, berichtet er. Etwas mehr Überzeugungsarbeit brauchte er bei seiner Fakultät. „Aber als sie sahen, wie engagiert die Studenten waren und wie viele neue Fragen sie stellten, verschwand die Skepsis“, berichtet Naydenov. Mittlerweile wissen auch die Professoren an der Uni Pleven: Die Technologie erhöht das Engagement und hilft den Studierenden, den Stoff viel leichter zu lernen.
Grenzen und Herausforderungen immersiver Lernformate
Trotz aller Potenziale ist Lernen mit Extended Reality kein Selbstläufer. Der didaktische Mehrwert entsteht nicht automatisch durch den Einsatz neuer Technologie. Schlechte Konzepte können zu Überforderung oder Ablenkung führen. Zu viele Reize, unklare Lernziele oder unzureichende Anleitung mindern den Lernerfolg. Zudem erfordert die Entwicklung hochwertiger XR-Inhalte Zeit, Fachwissen und interdisziplinäre Zusammenarbeit. Auch technische Aspekte spielen eine Rolle. Hardwarekosten, Wartung und ergonomische Fragen beeinflussen den praktischen Einsatz.
Nicht alle Lernenden reagieren gleich auf immersive Umgebungen. XR eignet sich nicht für jede Lernsituation und muss daher gezielt eingesetzt werden. „Sehr häufig haben sich Organisationen schon für ein bestimmtes Tool entschieden, ohne sich über den jeweiligen Use Case bewusst zu sein“, mahnt XR-Experte Fell. „Leider ist das ein großer Fehler. Hier sollten zuvor unbedingt die klare Zielsetzung, die Lernziele und die Rahmenbedingungen noch einmal genauer angesehen werden. Erst danach erfolgt das unabhängige Suchen nach einer technischen Lösung.“
XR als Ergänzung, nicht als Ersatz
In der Bildungsdiskussion wird XR gelegentlich als grundsätzlicher Ersatz für klassische Lehrformate dargestellt. Tatsächlich entfaltet die Technologie ihre Stärke vor allem als sinnvolle Ergänzung. Sie eignet sich besonders dort, wo räumliches Verständnis, Anwendungskompetenz oder Sicherheitsaspekte im Vordergrund stehen. Für reines Faktenwissen oder reflektierende Diskussionen empfehlen sich andere Formate als besser geeignet. Die Herausforderung besteht darin, XR sinnvoll in bestehende Curricula zu integrieren. Dafür müssen Lernziele klar definiert, Inhalte didaktisch aufbereitet und Erfahrungen reflektiert werden. Erst in der Kombination aus Erleben, Einordnen und Transfer entsteht nachhaltiges Lernen.
Fazit
Extended Reality verändert nicht nur, wie gelernt wird, sondern auch wie Wissen wahrgenommen wird. Lernende werden zu aktiven Entdeckern, die sich Wissen erschließen, statt es lediglich aufzunehmen. Diese Verschiebung hat zudem das Potenzial, Wissen realitätsnah in den verschiedensten Situationen zu trainieren und zugleich die Lernmotivation zu steigern.
Schaeffler & Mixed Reality
Die Motion Technology Company Schaeffler nutzt Augmented und Virtual Reality als Teil seiner digitalen Transformation – sowohl intern im Digital Workplace als auch extern für Kundenservices und im Produktionsprozess. „tomorrow“ nennt zwei Beispiele.
Vehicle Lifetime Solutions
Im Zentrum stehen Mixed und Augmented Reality‑Anwendungen, die technische Informationen direkt ins Sichtfeld von Servicetechnikern einblenden und so klassische Handbücher oder Monitore überflüssig machen. Die digitalen Werkzeuge unterstützen Mechaniker dabei, Reparaturen präziser und schneller auszuführen. Bei der Zukunftswerkstatt 4.0 – ein Trainingszentrum in Esslingen bei Stuttgart – werden regelmäßig solche neuen und innovativen Reparaturlösungen vorgestellt. Mehr als 130 Partner aus der Automobilindustrie, darunter die Schaeffler-Division „Vehicle Lifetime Solutions“, nutzen diese Plattform, um sich zu vernetzen.
Metaverse-Ansatz für Fabriken
Schaeffler setzt auf das Metaverse für die Fabrik der Zukunft, um Produktionsprozesse virtuell zu planen, zu simulieren und zu optimieren. Digitale Zwillinge von Maschinen und Fertigungslinien ermöglichen es, Abläufe in 3D zu visualisieren, Engpässe früh zu erkennen und Anpassungen zu testen – noch bevor die reale Produktion läuft. Mitarbeitende können so global und kollaborativ Prozesse analysieren, Schulungen durchführen und Entscheidungen treffen. Mixed Reality verknüpft dabei virtuelle Modelle direkt mit realen Daten, wodurch die Fabrikplanung effizienter, flexibler und zukunftsfähiger wird.
