Effizientes Lernen und Ausbilden mit Simulationen

Haben Sie sich auch schon öfters gefragt, wie Chirurgen ohne Risiko für den Patienten das Operieren erlernen können? Im Technischen Museum in Wien konnte man sich vor einigen Jahren im Rahmen der Ausstellung „Roboter. Maschine und Mensch?“ selbst als Chirurg beim laparoskopischen Operieren versuchen und dabei auf einem Monitor mitverfolgen, wie man sich für diese feinmechanische Technik eignet.
Ebenso präsentierte die Ausstellung im Rahmen der Medizintechnik die fortschrittliche Methode der vollautomatisierten Gehirnoperation. Ein Roboter nahm den schwierigen chirurgischen Eingriff vor, der äußerster feinmechanischer Präzision bedurfte, welche von menschlicher Hand nicht durchführbar gewesen wäre. Die Aufgabe des Chirurgen bestand darin, die Befehle per Computer an den Roboter einzugeben und diesen zu steuern und zu überwachen.
Anhand dieser beiden Beispiele aus der Medizintechnik sehen wir bereits, welche bedeutenden Fortschritte sich mit neuen digitalen Techniken in wichtigen Bereichen des Lebens erzielen lassen. Auch Bytewood bietet in diesem Segment der Abteilung für Pflegewissenschaft des FH Campus Wien ein Simulationsprogramm als E-Learning-Modell an.

Heute finden Simulationen in unterschiedlichen technischen Ausprägungen im Fortbildungswesen große Nachfrage. ELearning, Gaming, vLearning und Mixed Reality sind einige Begriffe, mit welchen man hinsichtlich der technischen Aufbereitung von Schulungsinhalten konfrontiert wird, wenn es um Simulationen bei der Mitarbeiterschulung geht. Sowohl 2D- als auch 3D-Modelle finden Anwendung. Vor allem das Lernen im virtuellen Raum findet als eine neue Trainingsmethode große Rückfrage.

Macht man einen Exkurs in die Chronik von VR-Simulationen, so lässt sich ihr Entwicklungsfundament in der Weltraumforschung und im militärischen Segment finden. Durch die Zusammenarbeit zwischen der NASA und amerikanischen Universitäten konnte sich die vielversprechende Technik weiterentwickeln. Die Anwendung von VR-Simulationen in der Pilotenausbildung reicht bereits viele Jahre zurück und ist allgemein bekannt.

VR-Technik bietet Potenzial für die Schulung von Mitarbeitern

Auch in Europa findet die VR-basierte Schulungsmethode großes Interesse. In Deutschland bietet der erste deutsche Fachverband für virtuelle Realität (EDFVR) Unternehmen fachliche Hilfeleistung bei ihren Forschungsaktivitäten mit dem dreidimensionalen Raum.

Vor allem in Großkonzernen wird diese Methode bereits angewendet. Zahlreiche Technikanbieter im europäischen Raum haben das Potenzial von VR erkannt und haben sich auf ihre Weiterentwicklung als Nischenanbieter spezialisiert. Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang Anbieter Ronny Tobler aus der Schweiz. Tobler führt in Zürich-Altenberg die sogenannte Fusion Arena, die größte Virtual Reality-Spielhalle von Europa in einer Dimension von 300 m2 und stellt seine Infrastruktur sowohl privaten VR-Begeisterten für VR-Spiele zur Verfügung als auch für Unternehmen, die an der Hard- und Software zur Planung firmeneigener VR-Simulationskonzepte Testungen vornehmen möchten. Durch den großzügigen Raumumfang wird den VR-Testern die Möglichkeit geboten, die virtuelle Erfahrung mit Handlungsprozessen im virtuellen Raum zu kombinieren, die insbesondere für VR-Ausbildungsprogramme im handwerklichen Betrieb erforderlich sind.

Um das Handeln im virtuellen Raum auch haptisch zu erfahren und den virtuellen Raum sogar durchschreiten zu können bzw. um in diesem mit konkreten Gegenständen arbeiten zu können, muss man neben der VR-Brille je nach Erfordernis auch spezielle Hardwaredevices am Körper tragen. Auf diese Weise, z.B. durch das Tragen eines mit Sensoren ausgestatteten Anzuges, kann der Körper über Force-Feedback-Mechanismen die simulierten Gegenstände und Oberflächen wahrnehmen und mit diesen interagieren.

Welche Vorteile bietet das Lernen mit Simulationstechniken?

Viele Menschen, die noch keine Erfahrung mit Simulationen gemacht haben, sind zuerst skeptisch. Wenn sie jedoch einmal Erfahrung mit dieser Schulungsform gemacht haben, sind sie großteils begeistert und erkennen wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Lernverfahren.

Lernen und Trainieren ohne Risiko

Einen Vorsprung gegenüber dem Trainieren von risikobehafteten Handlungen im realen Umfeld stellt das gefahrlose Üben und Gewinnen von Routine bei riskanten Arbeitsprozessen im 3D-Raum dar – erkennen sowohl die Ausbildner als auch die Schulungsteilnehmer. Wer Angst hat, während er Neues lernt, ist blockiert. Dank des Sicherheitsaspekts von VR-Simulationen können sich die Mitarbeiter beim Lernen ganz auf das Erlernen der erforderlichen Arbeitsschritte konzentrieren, mit dem zusätzlichen Vorteil, keine Energie für die Vermeidung gefährlicher falscher Handgriffe aufbringen zu müssen. Ganz im Gegenteil, Fehler machen ist erlaubt und unterstützt beim Erwerb von professioneller Technik. Als Beispiele für das gefahrlose Üben lassen sich unzählige Einsatzbereiche anführen, wobei vor allem bei risikobehafteten Tätigkeiten mit unumkehrbaren Folgen gerne auf VR-Simulation zurückgegriffen wird, wie z.B. beim Erlernen der Schweißtechnik, beim Trainieren von Brandbekämpfungsmaßnahmen, bei polizeilichen Einsätzen etc. Fahrschulbetreiber bieten das Konzept des virtuellen Fahrsimulators bereits breitenwirksam an. Es sollte übrigens hinzugefügt werden, dass VR-Simulationen Ausbildungen im realen Umfeld aber nicht ersetzen sondern nur sinnvoll ergänzen können.

Theorie und Praxis werden zugleich erworben

Entgegen althergebrachter Unterrichtstechniken beim Frontalunterricht kann der Auszubildende mit VR-Simulationen Theoriewissen und Praxisfertigkeiten zugleich trainieren. Außerdem ist es entgegen einem theoretischen Unterricht beim Lernen im VR-Raum nicht mehr möglich, unaufmerksam zu sein, denn sowohl Körper als auch Geist sind beim Lernen im immersiven Umfeld zugleich gefordert. Das sogenannte Embodiment ist wichtig, damit die erlernten Arbeitsprozesse auch tatsächlich in der realen Ausführung verinnerlicht werden. Ein Professionalitätsgewinn ist eine positive Folge des dreidimensionalen Lernens.

Schnelleres Lernen bei gleichzeitiger Ressourceneinsparung

Hinzu kommen in manchen Branchen wesentliche Kosteneinsparungen beim Ressourcenverbrauch und Materialverschleiß sowie Einsparungen bei Personal- , Reise- und Schulungskosten. An dieser Stelle muss allerdings darauf hingewiesen werden, dass das Programmieren von Simulationsprogrammen auch sehr kostspielig ist. Für große Unternehmen amortisiert sich diese Investition jedoch bald. Kleinere Firmen wiederum haben die Möglichkeit, auf Branchenkonzepte zuzugreifen.

Geeignete Einsatzbereiche für Simulationen

Grundsätzlich scheint eine große Bandbreite von Branchengebieten geeignet für den Einsatz von Simulationen zur Mitarbeiterfortbildung zu sein.
Als häufige Einsatzgebiete trifft man technische und wissenschaftlich orientierte Branchensegmente an. In Bereichen der Konzeption und Entwicklung, z.B. im industriellen Anlagenbau und in der Logistikoptimierung, in der Architektur und in der Möbelbranche, in der Automobilindustrie sowie im Designsegment erfreuen sich Simulationen zum Zweck der Erkenntnisgewinnung, Kenntnisvermittlung und Fehlervermeidung vor Projektumsetzungen großer Beliebtheit.
Weitere Nachfrage für Simulationen in der Ausbildung finden sich natürlich nach wie vor in großem Umfang in der Flug- und Fahrzeugtechnik, aber auch wie eingangs bereits erwähnt in der Medizintechnik.

Welche Schulungsmethoden werden angeboten?

Aufgrund der digitalen Revolution und der zunehmenden Schnelllebigkeit unserer beruflichen Umgebung, sowie aufgrund von Generationenwechsel bei Mitarbeitern ist es auch notwendig bei Mitarbeiterschulungen flexible Schulungsmodelle anzubieten, welche rasches und effizientes Lernen für große Personengruppen, eventuell sogar für eine gesamte Mitarbeiterbelegschaft, ermöglichen. Ebenso wie die rasche Wissensvermittlung wird von Unternehmern die Überprüfbarkeit der Schulungseffektivität erwünscht. Verschiedenste Modelle finden heute Anwendung.

E-Learning ermöglicht Massenunterricht

Für Großkonzerne, die an ihre internationalen Partner rasch und kosteneffizient Faktenwissen vermitteln möchten, bieten sich z.B. E-Learning-Modelle an, die auf webbasierter Grundlage Massenunterricht im 2D-Niveau für tausende Mitarbeiter zeitgleich ermöglichen. Vorteilhaft mag bei dieser Lernmethode auch sein, dass die Teilnehmer das Lerntempo und die Lerneinheiten selbst bestimmen können. Und Ort sowie Zeitpunkt des Unterrichts können ebenso individuell entschieden werden.

Webbasierte Fortbildungsplattformen werden heute außerdem in zunehmendem Ausmaß auch bereits von externen Karriereportalen wie z.B. LinkedIn angeboten.

Gaming-Modelle fördern die Motivation

Lernen soll Spaß machen und aus einer Eigenmotivation heraus erfolgen. Immer mehr Schulungsanbieter haben die Effizienz von spielerischen Lernmodellen erkannt. Unterrichtseinheiten werden in verschiedenen Levels präsentiert. Bereits bestandene Einheiten werden illustrativ zur Motivationsförderung angeführt. Als Hintergrund hinter dem spielerischen Ansatz steht häufig die Erforschung von Verhaltensweisen und Entscheidungsvorgängen bei Mitarbeitern bzw. auch bei Bewerbern.

Mischformen aus realem und virtuellem Unterricht fördern internationale Teamarbeit

Ebenso bieten manche Konzerne die Möglichkeit an, real stattfindende Fortbildungen per Web durch Live-Übertragung einer großen Menge von Mitarbeitern zur Verfügung zu stellen und die Fortbildungen mit virtuellen Events zu kombinieren um die Online-Teilnehmer in Form von Teamarbeiten in die Lehrveranstaltung zu integrieren.

vLearning ist für das handlungsorientierte Lernen optimal

Sollen Handlungsprozesse trainiert werden, ist vLearning bzw. virtual Learning das geeignete Lernmodell. Diese immersive Schulungsmethode hat E-Learning gegenüber den Vorteil der hundertprozentigen Aufmerksamkeitserfordernis des Teilnehmers. Durch die vollkommene Integration in einen Handlungsprozess ist mit diesem Unterrichtsmodell passives Konsumieren von Lehrstoff unmöglich, denn der vTrainee wird zu einer kontinuierlichen Reaktion auf die Geschehnisse im Raum aufgefordert.

Mixed Reality nutzt Kombinationen von Virtual und Augmented Reality

Unter Augmented Reality (AR) versteht man die Ausstattung des realen räumlichen Umfeldes mit virtuellen Zusatzinformationen, welche der Mitarbeiter per Datenbrille erhält. Je nach Erfordernis können auf diese Weise Mitarbeiter durch einen Instruktor individuell informiert bzw. zu bestimmten Handlungen angeleitet werden.

AR wird in vielen industriellen Anlagen immer beliebter, wenn es darum geht, konkrete Handlungsanweisungen z.B. bei Konstruktionsvorgängen zu vermitteln und die Arbeitseffizienz zu steigern.

An dieser Stelle sei ein industrielles Anlagenunternehmen erwähnt, das seinen Mitarbeitern für komplexe industrielle Arbeitsvorgänge ein prozessoptimiertes Schulungssystem auf der Basis von Mixed Reality (MR) inklusive Effizienzmessung anbietet. Das System ist webbasiert, per Cloud gesteuert und kombiniert das immersive Lernen über Datenbrille mit einer Interaktionsmöglichkeit mit einem Trainer, dessen Anleitungen per Kopfhörer hinzugeschalten werden. Zusätzlich zum Lernerfolg seiner Mitarbeiter erhält der Konzern über eine integrierte Effizienzmessung laufend relevante Daten bezüglich Mitarbeiterleistung und Firmenlogistik. Auf diese Weise können neben dem Erfolg einer effizienten Mitarbeiterschulung und -testung zugleich wertvolle Informationen für das betriebliche Management gewonnen werden.

Man darf gespannt sein, wie sich das Lernen an Ausbildungsinstitutionen und in Unternehmen in Zukunft noch weiter vernetzen wird und welches Echo das Lernen im virtuellen Raum breitenwirksam in den nächsten Jahren finden wird.

Zusammenfassung

Simulationen finden heute in unterschiedlichen technischen Ausprägungen im Fortbildungswesen große Nachfrage. Sowohl 2D-ELearning als auch 3D-Modelle kommen zur Anwendung. Vor allem das Lernen im virtuellen Raum in Form von Virtual Reality, Augmented Reality oder Mixed Reality bietet in Konzernen wertvolles Potenzial für die Schulung von Mitarbeitern.

Durch die vollkommene Integration in einen Handlungsprozess ist mit der immersiven Schulungsmethode passives Konsumieren von Lehrstoff unmöglich, denn der vTrainee wird zu einer kontinuierlichen Reaktion auf die Geschehnisse im Raum aufgefordert.

Bei komplexen, teuren oder risikobehafteten Prozessabläufen mit unumkehrbaren Folgen sind VR-Simulationen sehr gefragt. Einsatzgebiete sind Bereiche der Konzeption und Entwicklung in technischen und wissenschaftlich orientierten Branchensegmenten. Simulationen dienen dort dem Zweck der Erkenntnisgewinnung, der Kenntnisvermittlung und Fehlervermeidung vor Projektumsetzungen.

Systemintegrierte Effizienzmessungen ermitteln Daten bezüglich Mitarbeiterleistung. So können neben dem Erfolg einer effizienten Mitarbeiterschulung und -testung zugleich wertvolle Informationen für das betriebliche Management gewonnen werden. In Deutschland bietet der erste deutsche Fachverband für virtuelle Realität (EDFVR) Unternehmen fachliche Hilfeleistung bei ihren Forschungsaktivitäten mit dem dreidimensionalen Raum.