Nicht nur aufgrund der Corona-Pandemie muss im Bereich der MINT-Bildung ein Umdenken einsetzen. Das zukünftige Arbeitsumfeld und die zukünftigen Betätigungsfelder im MINT-Bereich werden sich durch eine weitaus größere Interdisziplinarität und auch durch eine größere Internationalität auszeichnen. Die sogenannten „Future Skills“ – auch „4K-Skills“ genannt, werden somit zukünftig für Berufseinsteiger auf allen Ebenen eine deutlich größere Rolle spielen. Die stärkere Vermittlung von Kommunikationsfähigkeit, Kreativität, kollaborativem Lernen und kritischem Denken erfordert neue innovative Ansätze und eine deutlich höhere Flexibilität in der Gestaltung innovativer Lehr-Lern-Szenarien im MINT-Bereich.

Das NwT-Bildungshaus der Hochschule Esslingen setzt mit seinen Partnern dabei auf die Kopplung immersiver virtueller Räume mit realen Räumen, wie Laboren und MakerSpaces. Im virtuellen Raum lassen sich interdisziplinäre und multilinguale Teams ohne großen Aufwand bilden. Know-how kann so ohne additiven zeitlichen Aufwand für Reisen zwischen Hochschulen und MINT-Regionen national und international ausgetauscht werden. Kommunikationsfähigkeit und kollaboratives Arbeiten ergibt sich so zwanglos. Durch die ständige Verfügbarkeit 24/7/365 spielen andere Zeitzonen nur noch eine untergeordnete Rolle. Reale Abläufe in einem MakerSpace können über 360^o-Kameras im virtuellen Raum wiedergegeben werden, so dass Schulungen und der Transfer von Programmen problemlos möglich werden.

Virtueller Hörsaal

In einer komplett vom Computer erschaffenen Welt können Raumkonzepte entwickelt werden, die kreative Lehr-Lern-Szenarien zulassen. Irrgärten mit eingebauten Escape-Räumen können in unterschiedlichen Disziplinen als Basis für die Ermittlung des Vorwissens, die Rekapitulation bereits gelernter Inhalte, oder für Leistungskontrollen dienen. Spielerische Formen bieten sich an, die der mehr und mehr „Gaming-affinen“ Klientel an unseren Hochschulen entgegenkommen. Aber auch die Konstruktion von Fahrzeugen, Bauwerken und Maschinen aus Basiselementen, die beliebig dupliziert und in ihrer Größe und Farbe variiert werden können, bietet ein enormes kreatives Potential.

Virtueller Werkraum

Neue Lehr-Lern-Orte, wie z. Bsp. Museen als Resonanzräume wissenschaftlicher Bildung, erlauben Lehr-Lern-Ansätze, die das kritische Denken anregen. Von je her, haben Techniker und Ingenieure aus der Historie ihre Schlüsse gezogen. Die Analyse der historischen Entwicklung von Geräten und Maschinen bietet wie kaum ein anderes Vorgehen die Möglichkeit, Entwicklungen im Nachhinein zu hinterfragen, Wirkungsketten zu analysieren und daraus ggf. zukünftige Fehlentwicklungen zu vermeiden.

Virtuelles Medienmuseum

Natürlich können heute virtuelle Welten die reale Welt nicht komplett ersetzen. Die haptische Erfahrung im Labor oder in einem MakerSpace ist mittelfristig nicht zu kompensieren. Daher ist eine möglichst gute Kopplung der virtuellen mit der realen Welt anzustreben. Damit einher geht eine hohe Komplexität der Abläufe, Vorgehens- und Handlungsweisen für die Nutzer. Diese Komplexität bildet faktisch das 5. K der „Future Skills“. Die Anforderungen in zukünftigen MINT-Berufen werden hoch komplex sein – wir bilden diese Welt bereits heute ab!

Die Kopplung virtueller – im Sinne von komplett computergenerierter – und realer Lehr-Lernräume im MINT-Bereich erfordert eine sehr gute Passung im Bereich der Schnittstellen. Zudem sollten VR-Umgebungen dort wo sie möglich sind und reale Umgebungen dort wo sie erforderlich sind eingesetzt werden. Der Entscheid, welches Szenario wird wann wo eingesetzt, kann nur auf Basis einer Wirkungsanalyse und Wirkungsmessung erfolgen. Hier fehlt momentan noch eine fundierte Basis, die zunächst aufgebaut werden muss. Aufgrund der hohen Flexibilität des Ansatzes lässt sich dieser auf andere Themenbereiche und auf weitere Partner gut übertragbar. Die bereits erfolgreich angelaufene Kooperation zwischen dem NwT-Bildungshaus, der Hochschule Esslingen, der MINT-Region Südliches Taubertal und den jeweiligen Kooperationspartner zeigt, dass auch trotz nicht unerheblicher räumlicher Entfernung eine Vernetzung der Akteure über VR problemlos möglich ist. Entscheidend ist, dass im Vorfeld alle Rand- und Rahmenbedingungen bezüglich der einzubringenden Lehrmaterialien klar definiert und abgesprochen sind.

Förderung: Aktuell werden die Kosten für das Vorhaben aus den Fördermitteln des NwT-Bildungshauses bestritten. Dies gestaltet sich zunehmend schwieriger, da trotz zahlreicher Erfolge und Auszeichnungen die Finanzierung des NwT-Bildungshauses mittelfristig nicht gesichert ist. In der aktuellen Situation ist es extrem anspruchsvoll neue Geldgeber zu finden, die in bereits bestehende Projekte und Vorhaben investieren.

Das NwT-Bildungshaus der Hochschule Esslingen setzt mit seinen Partnern auf den Ansatz „Future Tools for Future Skills“ und hofft, langfristig über eingesparte Raum- und Unterhaltskosten genug Mittel zur Verfügung zu haben, um das Projekt zu verstetigen und um intelligente Laborlösungen mit haptischen Anteilen und Remote-Control-Anteilen aufzubauen. Hierzu wird es wahrscheinlich zumindest temporär erforderlich sein, die zur Verfügung stehenden Mittel auf einen enger eingegrenzten Bereich entlang der Bildungskette zu konzentrieren.