Praxisbeispiel

Reale Lernorte virtuell erschließen: Lehren und Lernen mit 360°-Umgebungen

Lehrende

Heinrich Söbke

Letzte Aktualisierung

Hochschule(n)

Bauhaus-Universität Weimar

Fächergruppe(n)

Außerhalb der Studienbereichsgliederung

Zielgruppe(n)

Bachelor, Master

Format | Modus

Publikation, Selbststudium, Seminar, Übung, Vorlesung

Blended Learning, Online (asynchron), Präsenz

Ansprechperson

360°-Umgebungen ermöglichen es, reale Orte digital zu erschließen und für die Lehre dauerhaft verfügbar zu machen. Studierende können beispielsweise technische Anlagen, Gebäude, Stadträume, Landschaften, Labore oder andere schwer zugängliche Orte virtuell besuchen und sich darin weitgehend frei umsehen. Anders als bei einem Video bestimmen die Lernenden selbst, wohin sie schauen und welchen Weg sie durch die Umgebung nehmen.

Das Lehrkonzept ist dabei nicht an eine bestimmte Lehrmethode gebunden. Eine 360°-Umgebung kann als individuelle Hausaufgabe oder Selbstlernangebot genutzt, gemeinsam in einer Lehrveranstaltung erkundet, durch Lehrende geführt, in Gruppen bearbeitet oder als spielerisches Lernangebot – beispielsweise als Educational Escape Room – gestaltet werden. Auch kollaborative Varianten mit mehreren gleichzeitig anwesenden Lernenden sowie die Unterstützung durch KI-basierte Lernbegleiter wurden erprobt.

Ein besonderer Vorteil ist die vergleichsweise niedrige technische Einstiegshürde: 360°-Umgebungen können mit handelsüblichen 360°-Kameras aufgenommen und mit geeigneter Software zu virtuellen Rundgängen verbunden werden. Texte, Bilder, Videos, Aufgaben oder Quizze lassen sich anschließend direkt in die Umgebung integrieren. Die Plattform „360° Bildung“ [https://www.uni-weimar.de/de/bau-und-umwelt/forschung/projekt-360-bildung/] der Bauhaus-Universität Weimar stellt zahlreiche Beispiele bereit und dokumentiert Erfahrungen mit Erstellung und Einsatz. Die Entwicklung solcher Lernumgebungen ist damit auch für Lehrende möglich, die selbst keine VR-Anwendungen programmieren möchten. Die bisherigen Arbeiten des Projekts zeigen, dass sich 360°-Rundgänge mit begrenztem Ressourcenaufwand erstellen und anschließend mit geringem organisatorischem Aufwand wiederholt in der Lehre einsetzen lassen.

Herausforderung in der Lehre

Viele Lehrinhalte beziehen sich auf reale Orte und räumliche Zusammenhänge. Eine Lehrveranstaltung kann diese jedoch häufig nur über Bilder, Videos, Pläne oder Beschreibungen vermitteln. Gerade dort, wo räumliche Orientierung, Größenverhältnisse, Zusammenhänge zwischen Objekten oder der Gesamteindruck eines Ortes relevant sind, gehen dabei wichtige Informationen verloren.

Reale Exkursionen bieten zwar besonders authentische Lerngelegenheiten, lassen sich aber nicht immer durchführen. Gründe können Entfernung, Reise- und Zeitaufwand, Kosten, Sicherheitsanforderungen, begrenzte Gruppengrößen, fehlende Zugangsberechtigungen oder die zeitlich eingeschränkte Verfügbarkeit eines Ortes sein. Auch für Studierende, die an einer Exkursion nicht teilnehmen können, entstehen Zugangsbarrieren. 360°-basierte virtuelle Exkursionen können hier eine zusätzliche Lernmöglichkeit schaffen. Sie sollen reale Exkursionen nicht grundsätzlich ersetzen, können aber Orte zugänglich machen, die sonst gar nicht oder nur selten Bestandteil der Lehre wären. Die Plattform „360° Bildung“ [https://www.360-degree.education/] ist genau aus dieser Problemstellung heraus entstanden und stellt inzwischen Rundgänge zu zahlreichen realen Lernorten bereit.

Eine zweite Herausforderung liegt in der didaktischen Nutzung virtueller Orte. Ein 360°-Rundgang allein ist noch kein Lehrkonzept. Entscheidend ist, welche Aktivität die Lernenden darin ausführen sollen. Je nach Lernziel kann dieselbe technische Umgebung daher völlig unterschiedlich eingesetzt werden: explorativ oder geführt, individuell oder kollaborativ, synchron oder asynchron, als Vorbereitung, Vertiefung, Wiederholung oder Problemlösungsaufgabe.

Die zentrale Frage lautet deshalb nicht nur: „Welchen Ort möchten wir digitalisieren?“, sondern vor allem: „Was sollen die Studierenden an diesem Ort tun und lernen?“

Ziele Ihres Praxisbeispiels

Das Praxisbeispiel verfolgt mehrere Ziele:

• Reale Lernorte verfügbar machen: Orte, die räumlich entfernt, schwer zugänglich, sicherheitskritisch oder organisatorisch aufwendig zu besuchen sind, können unabhängig von Ort und Zeit in die Lehre einbezogen werden.
• Räumliches und situiertes Lernen unterstützen: Lernende können die räumlichen Beziehungen und den Kontext eines realen Ortes selbst erkunden, statt ausschließlich vorgegebene Ausschnitte in Bildern oder Videos zu betrachten.
• Praxisbezug erhöhen: Theoretische Inhalte können mit konkreten Anlagen, Gebäuden, Prozessen oder Situationen verbunden werden.
• Selbstgesteuertes Lernen ermöglichen: Studierende können einen Rundgang selbstständig, im eigenen Tempo und bei Bedarf mehrfach durchführen.
• Aktives und spielerisches Lernen fördern: 360°-Umgebungen können mit Aufgaben, Gruppenaufträgen, Quizzen, Problemstellungen oder spielerischen Elementen kombiniert werden.
• Unterschiedliche Lehrformate unterstützen: Eine einmal erstellte Umgebung kann mehrfach und in verschiedenen didaktischen Settings verwendet werden.

Voraussetzungen für die Umsetzung

Für die Nutzung vorhandener 360°-Umgebungen

Die Einstiegshürde ist gering. Die meisten 360°-Rundgänge können mit einem normalen Webbrowser auf PC, Notebook oder Tablet genutzt werden. Eine VR-Brille ist nicht zwingend erforderlich. Damit lassen sich die Umgebungen ohne besondere technische Ausstattung in bestehende Lehrveranstaltungen oder das Selbststudium integrieren. Bei der Desktop-Nutzung ist die Immersion geringer als mit einer VR-Brille; die räumliche Struktur eines Ortes kann dennoch vermittelt werden.

Benötigt werden im einfachsten Fall:
• ein vorhandener 360°-Rundgang,
• ein Endgerät mit aktuellem Webbrowser,
• eine Internetverbindung,
• eine zum Lernziel passende Aufgabenstellung.

Je nach didaktischer Variante können zusätzlich Arbeitsblätter, Moodle-Aufgaben, Quizze, Gruppenaufträge oder Reflexionsfragen eingesetzt werden.

Für die Erstellung einer eigenen 360°-Umgebung

Für einfache eigene Rundgänge sind erforderlich:
• eine 360°-Kamera,
• Zugang zum aufzunehmenden Ort und die entsprechende Aufnahmegenehmigung,
• Software zum Zusammenstellen und Aufbereiten der Panoramen,
• fachliche Inhalte für Annotationen,
• ggf. Fotos, Videos, Grafiken oder Aufgaben zur Ergänzung des Rundgangs.

Bewährt haben sich beispielsweise Autorensysteme, mit denen einzelne 360°-Aufnahmen miteinander verbunden und um Informationspunkte ergänzt werden können. Je nach Software können Texte, Fotos, Videos, Audios, Links oder interaktive Elemente integriert werden. Im Projekt wurden unter anderem Matterport, Pano2VR und 3DVista eingesetzt; auch andere Werkzeuge sind grundsätzlich möglich. Die konkrete Software ist weniger entscheidend als ein vorher festgelegtes didaktisches Konzept.

Die Erfahrung zeigt zudem, dass die technische Produktion nicht zwingend von einer spezialisierten VR-Entwicklungsabteilung übernommen werden muss. Die technische Entwicklung von 360°-Kameras und Autorensoftware hat den Aufwand stark reduziert; insbesondere mit etwas Unterstützung können Lehrende eigene Rundgänge konzipieren und produzieren.

Ansprechpartner für Beratung und Unterstützung bei der Erstellung eigener 360°-Umgebungen an der Bauhaus-Universität Weimar:
Florian Wehking
Bauhaus-Universität Weimar
florian.wehking@uni-weimar.de
Plattform „360° Bildung“

Vorgehensweise

1. Geeigneten Lernort auswählen

Am Anfang steht nicht die Technik, sondern eine didaktische Frage: Gibt es einen realen Ort, dessen räumliche oder situative Eigenschaften für das Verständnis eines Lehrinhalts wichtig sind?

Geeignet sind beispielsweise: technische Anlagen, Produktionsstätten, Baustellen, Labore, historische Gebäude, Museen und Ausstellungen, architektonisch relevante Räume, Landschaften und geographische Orte, städtische Räume, medizinische oder pflegerische Lernorte, soziale Einrichtungen, Versuchsanlagen oder Forschungseinrichtungen.

Besonders sinnvoll ist eine Virtualisierung, wenn der reale Ort nicht beliebig oder nicht mit größeren Studierendengruppen besucht werden kann.

Die Plattform „360° Bildung“ zeigt anhand inzwischen zahlreicher Rundgänge, dass das Prinzip über den ursprünglichen Kontext des Umweltingenieurwesens hinaus einsetzbar ist. Die dort verfügbaren Beispiele reichen von technischen Anlagen und Stadtquartieren über Forschungsstandorte bis zum Bauhaus-Kontext. [https://www.uni-weimar.de/de/bau-und-umwelt/forschung/projekt-360-bildung/]

2. Didaktische Einsatzform festlegen

Eine wichtige Erfahrung aus dem Einsatz der Umgebungen ist, dass es nicht die eine 360°-Exkursion gibt. Derselbe virtuelle Ort kann in sehr unterschiedlichen Lehr-Lern-Szenarien eingesetzt werden.

Variante A: Individuelle virtuelle Exkursion als Hausaufgabe:

Studierende erkunden den Ort selbstständig vor oder nach einer Lehrveranstaltung.

Diese Variante eignet sich besonders für Flipped Classroom und Selbststudium.

Mögliche Aufgaben:

bestimmte Objekte finden,
Beobachtungen dokumentieren,
Fragen beantworten,
Zusammenhänge erklären,
einen Arbeitsauftrag bearbeiten,
Ergebnisse anschließend in Moodle einreichen.

Variante B: Individuelle Erkundung während der Lehrveranstaltung

Die Studierenden erhalten innerhalb einer Präsenz- oder OnlineveranstaVariltung Zeit, die Umgebung selbstständig zu erkunden. Anschließend werden Beobachtungen und offene Fragen gemeinsam besprochen.

Diese Variante eignet sich beispielsweise zur Aktivierung zwischen zwei Inputphasen.

Variante C: Dozierendengeführte virtuelle Exkursion

Die Lehrperson führt die Gruppe gemeinsam durch den virtuellen Ort und erläutert relevante Stellen – vergleichbar mit einer klassischen Exkursionsführung.
Die Studierenden können Fragen stellen und Beobachtungen diskutieren. Gerade für einen ersten Einsatz ist dies eine sehr niedrigschwellige Variante, weil keine komplexe Lernaktivität vorbereitet werden muss.

Variante D: Geführte Erkundung mit eingebetteten Lernmaterialien

Informationen werden direkt in den Rundgang integriert. Hotspots können beispielsweise enthalten:

Erläuterungstexte,
Detailbilder,
Diagramme,
Videos,
Audiodateien,
Originaldokumente,
weiterführende Links,
Kontrollfragen oder Quizze.

Damit entsteht aus einer reinen Dokumentation des Ortes eine strukturierte Lernumgebung. Genau diese Kombination aus realitätsnahen Panoramen und didaktischen Annotationen wurde in den Arbeiten zu 360°-VR-Spaces als wesentliche Gestaltungsmöglichkeit beschrieben. [https://www.researchgate.net/publication/376488310_360_VR_Spaces_in_Teaching_Creation_and_Application])

Variante E: Gruppenarbeit

Mehrere Lernende bearbeiten gemeinsam einen Arbeitsauftrag. Beispielsweise können unterschiedliche Gruppen verschiedene Bereiche einer Anlage untersuchen und ihre Ergebnisse anschließend zusammenführen.

Dabei muss die technische Umgebung nicht zwingend selbst Mehrbenutzerfähigkeit besitzen: Die Studierenden können einen Rundgang gemeinsam an einem Bildschirm untersuchen oder sich parallel darin bewegen und über ihre Beobachtungen austauschen.

Variante F: Social VR

Weiterführende Systeme ermöglichen es mehreren Lernenden, gleichzeitig im selben virtuellen Raum präsent zu sein. Sie werden durch Avatare repräsentiert, können miteinander sprechen und gemeinsam Objekte und Informationen untersuchen.

Untersuchungen zu Social-VR-basierten Virtual Field Trips zeigen das Potenzial der Verbindung aus virtueller Exkursion, sozialer Präsenz und kollaborativem Lernen; zugleich entstehen zusätzliche technische und didaktische Anforderungen. [https://www.researchgate.net/profile/Heinrich-Soebke/publication/387174904_Combining_360_Spaces_and_Social_VR/links/68c2596607fc6b0e2543ee46/Combining-360-Spaces-and-Social-VR.pdf]

Für den Einstieg ist diese Variante daher nicht erforderlich – sie zeigt vielmehr, wie ein bestehender 360°-Rundgang später zu einem kollaborativen Lernraum erweitert werden kann.

Variante G: 360° Educational Escape Room

Aus einem Rundgang kann ein virtueller Escape Room entstehen. Informationen im Raum werden zu Hinweisen, aus denen Lernende Lösungen ableiten müssen. Erst nach erfolgreicher Bearbeitung einer Aufgabe wird der nächste Schritt oder Bereich zugänglich.

Der Vorteil besteht darin, dass nicht nur Informationen betrachtet werden. Lernende müssen ihre Umgebung bewusst untersuchen, Informationen miteinander verbinden und Probleme lösen. 360°-basierte Educational Escape Rooms wurden im Projekt bereits als niedrigschwellige Form spielbasierten Lernens erprobt; die 360°-Umgebung lässt sich dabei mit webbasierten Aufgaben kombinieren. [https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1434160.pdf]

Variante H: Selbstständige Exkursion mit digitalem Lernbegleiter

Bei einer selbstgesteuerten virtuellen Exkursion fehlt die Lehrperson, an die Lernende spontan Fragen richten können. Eine Erweiterungsmöglichkeit besteht deshalb in einem KI-basierten Lernbegleiter.

Erprobt wurde beispielsweise die Kombination einer 360°-Exkursion zu einer Biogasanlage mit einem RAG-basierten Chatbot. Dieser greift auf eine kuratierte fachliche Wissensbasis zurück und kann während der Exkursion Fragen zum dargestellten Ort beantworten. In der Pilotstudie mit zehn Teilnehmenden wurde die Kombination hinsichtlich Wissenserwerb, Motivation, kognitiver Belastung und Usability untersucht; die Ergebnisse zeigen das Potenzial einer solchen Unterstützung, machen aber zugleich deutlich, dass der Chatbot als ergänzendes Hilfsmittel gestaltet werden sollte. [https://ieeexplore.ieee.org/document/11366732 ]

Für normale 360°-Lernszenarien ist ein solcher Chatbot keine Voraussetzung, sondern eine mögliche Weiterentwicklung.

3. Eigenen Rundgang erstellen

Soll ein eigener Lernort digitalisiert werden, hat sich ein schrittweises Vorgehen bewährt.

– Lernziele und Aufnahmeobjekt festlegen

Vor der Aufnahme sollte geklärt werden:

Was sollen die Lernenden erkennen oder verstehen?
Welche Bereiche des Ortes sind dafür relevant?
Welche Bereiche sind nicht relevant?
Welche zusätzlichen Informationen benötigen die Lernenden?

Dadurch wird vermieden, einfach möglichst viel aufzunehmen und erst später zu überlegen, was damit geschehen soll.

– Rundgang planen

Die einzelnen Kamerapositionen werden festgelegt. Dabei sollte aus der Perspektive der späteren Nutzenden gedacht werden: Wo würden sie stehen? Welche Objekte müssen sichtbar sein? Wie gelangen sie von einem Punkt zum nächsten?

– 360°-Aufnahmen erstellen

Die Aufnahme selbst ist relativ einfach, weil eine 360°-Kamera gleichzeitig die gesamte Umgebung erfasst. Erfahrungen aus der Erstellung von elf frühen 360°-Modellen zeigen, dass sich die Aufnahme zu zweit besonders bewährt: Eine Person bedient die Kamera, die andere folgt dem Aufnahmeplan und dokumentiert die Aufnahmepositionen. (ResearchGate)

– Rundgang zusammensetzen

Die Panoramen werden anschließend mit einer Autorensoftware zu einem virtuellen Rundgang verbunden. Navigationselemente führen beispielsweise von einem Raum zum nächsten oder zwischen verschiedenen Bereichen einer Anlage.

– Didaktisch anreichern

Anschließend werden relevante Punkte mit Informationen und Lernaktivitäten versehen. Ein 360°-Modell wird so von einem virtuellen Besichtigungsangebot zu einer didaktisch gestalteten Lernumgebung.

– Testen

Vor dem Einsatz sollte der Rundgang von Personen getestet werden, die den realen Ort nicht kennen. Besonders zu prüfen sind:

Ist die Navigation verständlich?
Finden Lernende die relevanten Informationen?
Ist erkennbar, was bearbeitet werden soll?
Gibt es überflüssige oder ablenkende Inhalte?
Sind Texte und Medien gut lesbar?
Passt der Umfang zum vorgesehenen Zeitrahmen?

Die Erfahrungen aus der Entwicklung mehrerer Generationen von Rundgängen zeigen, dass der Einstieg schrittweise erfolgen kann: Bereits die Produktion eines ersten Modells liefert Erfahrungen, die die Erstellung weiterer Modelle erheblich erleichtern.
Im nachfolgenden Link wird die Erstellung einer 360° Umgebung beschrieben: [https://dl.gi.de/handle/20.500.12116/39940]

Material zum Praxisbeispiel

Die Plattform „360° Bildung“ stellt 360°-Modelle und virtuelle Exkursionen der Bauhaus-Universität bereit, die aus unterschiedlichen Forschungs- und Lehrkontexten entstanden sind. Dazu gehören unter anderem virtuelle Rundgänge durch technische Anlagen, Stadtquartiere, Forschungsstandorte und weitere reale Lernorte. Die Rundgänge und Informationen zu ihrer Entstehung sollen zugleich als Anregung für eigene Projekte dienen: https://www.360-degree.education

Screenshot eines 360° Rundgangs

Link zu einem Rundgang durch das Regenüberlaufbecken unter der „Hundewiese“ Weimar

Hilfreiche Links und Quellen

Einstieg und Beispiele
360° Bildung – Plattform für virtuelle Exkursionen

Projekt „360° Bildung“ der Bauhaus-Universität Weimar: Informationen zu Plattform, Rundgängen, Erstellung und aktuellen Entwicklungen. Die Projektseite dokumentiert inzwischen eine größere Zahl von Anwendungen aus verschiedenen Jahren und Kontexten.

Zur Erstellung eigener 360°-Umgebungen
Florian Wehking, Mario Wolf & Heinrich Söbke: Authoring Educational 360° Models – Experiences from Higher Education in Environmental Engineering.
Der Beitrag beschreibt den vollständigen Erstellungsprozess und fasst Erfahrungen aus elf produzierten 360°-Modellen zusammen. Ein zentrales Ergebnis ist, dass die technische Entwicklung den Aufwand so weit reduziert hat, dass Lehrende entsprechende Projekte selbst initiieren und umsetzen können.

Heinrich Söbke, Florian Wehking, Mario Wolf & Eckhard Kraft: 360° VR Spaces in Teaching: Creation and Application.
Überblick über die Erstellung und verschiedene Möglichkeiten des Einsatzes von 360°-Räumen in der Lehre.

Zu erweiterten didaktischen Einsatzformen
Zur Erweiterung klassischer Einzel-Nutzung um Multi-User- und kollaborative Lernformen: Suryaprakash Reddy Kalvakolu et al.: Educational Virtual Field Trips based on Social VR and 360° Spaces.

Zur technischen und didaktischen Unterstützung gemeinsamer virtueller Exkursionen: Mario Wolf et al.: PanoramaViewer – A Framework for Educational Collaborative Virtual Field Trips

Zur Ergänzung selbstgesteuerter virtueller Exkursionen durch einen KI-basierten Lernbegleiter: Suryaprakash Reddy Kalvakolu et al.: RAG Chatbots for Educational Virtual Field Trips.

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