Klassenzimmer der Zukunft

Sind Schulen bereit für digitales Lernen?

| Autor / Redakteur: Spencer Hinzen* / Ira Zahorsky

Virtual Reality kann im Klassenzimmer vielfältig eingesetzt werden.
Virtual Reality kann im Klassenzimmer vielfältig eingesetzt werden. (© Gorodenkoff - stock.adobe.com)

Die Digitalisierung an Schulen stellt neue Aufgaben an die WLAN-Technik, da immer mehr Schüler und Lehrer im Netzwerk aktiv sind und höhere Datenmengen übertragen werden müssen, ohne den Unterricht durch Latenzen oder Störungen aufzuhalten.

Vom Zerfall des Römischen Reichs über exotherme Reaktionen bis hin zum Satz des Pythagoras: YouTube-Videos liefern schnell und verständlich Antworten zu einer Vielzahl an Fragen und Themen. Videos erfreuen sich so großer Beliebtheit zum Erlernen von Sachverhalten und Tätigkeiten, da Menschen visuell veranlagt sind, und es der Mehrheit leichter fällt, sich in Videoform präsentierte Inhalte einzuprägen. Der klassische Unterricht findet hingegen überwiegend in Vortragsform statt. Zudem können Videos komplexe Zusammenhänge kompakt zusammenfassen und grafisch übersichtlich darstellen. Die Möglichkeiten, Videos zu pausieren und wiederholt abzuspielen sind ebenfalls große Vorteile des Lernens mit diesem Medium.

Um ständiges Buffern, Störungen und mehrmaliges Starten von Videostreams zu vermeiden, sind eine hohe Bandbreite, geringe Latenzzeiten und die Gewährleistung der Dienstgüte im gesamten Netzwerk erforderlich.

Vielerorts wird allerdings noch gezögert, digitale Lernangebote auszuweiten und die dafür erforderliche Aktualisierung der Kabel- und WLAN-Netzwerke anzugehen. Dabei ist genau jetzt der richtige Zeitpunkt dafür, denn die Anforderungen an schulische Netzwerke werden in den kommenden Jahren kontinuierlich zunehmen, wenn noch weitere Technologien wie Virtual Reality (VR) in Klassenzimmern Einzug halten.

Digitalisierung des Unterrichts wird Realität

Vor einigen Jahren war der Gedanke an den Einsatz von Virtual Reality im Unterricht lediglich eine spannende Vorstellung, die jedoch weit von der praktischen Umsetzung entfernt war. Dagegen haben heute zahlreiche Unternehmen aus Technik und Bildung VR-Headsets im Portfolio und bieten Kurse an, um das digitale Lernen voranzutreiben. Zunehmend engagieren sich auch kleinere Unternehmen in diesem Bereich.

Virtual-Reality-Anwendungen zum digitalen Lernen sind also verfügbar und auch die finanziellen Mittel sind oft vorhanden. Das gilt besonders seit Inkrafttreten des Digitalpakts für die Schulen. Der Bund stellt seit Mai 2019 Finanzmittel von über fünf Milliarden Euro für den Ausbau digitaler Lernangebote an Schulen bereit. Diese können Fördermittel erhalten, wenn sie ein schlüssiges pädagogisches und technisches Konzept vorlegen. Die größte noch verbleibende Hürde für die flächendeckende Nutzung digitaler Technologien im Unterricht sind veraltete Infrastrukturen mit Access Points und Switches, die die gestiegenen Anforderungen an das Netzwerk nicht erfüllen können. Daher sind Lehrer oft noch zögerlich, Technologien im Unterricht einzusetzen.

Das bestätigt auch eine aktuelle Bitkom-Umfrage: Tatsächlich würde mehr als die Hälfte der deutschen Lehrer gerne häufiger digitale Medien im Unterricht einsetzen, schreckt aber aus verschiedenen Gründen hiervor zurück. Der Mangel an verfügbaren Endgeräten ist der meistgenannte Grund, gefolgt von der Sorge, dass die Technik im Unterricht nicht funktioniert. Ein stabiles Netzwerk könnte hier Abhilfe leisten und Lehrern die nötige Sicherheit geben, um digitale Lehrmethoden erfolgreich ein- und umzusetzen. Und genau an dieser Stelle setzt der Digitalpakt an.

Wachsende Anforderungen an die Vernetzung von Klassenzimmern

Viele Schulnetzwerke stoßen bereits an ihre Grenzen, wenn es darum geht herkömmliche HD-Videos ohne Unterbrechungen oder Abbrüche abzuspielen. Wenn eindrucksvolle 360-Grad-Videoerlebnisse hinzukommen sollen – mit der zusätzlichen Datenübertragungsebene, die für die Echtzeitinteraktivität erforderlich ist – steigen die Ansprüche an das Netzwerk weiter. Zudem sollen mehrere Schüler gleichzeitig VR nutzen können sowie die Lehrkraft, die auf einem Tablet mitverfolgt, was die Schüler durch die VR-Brille sehen können, um sie durch die Inhalte zu leiten. Somit werden die Anforderungen an das schulische Netzwerk zunehmend komplexer.

Netzwerke, die hohe Latenzzeiten oder unzureichende Kapazität aufweisen, verursachen Buffern oder den Ausfall von Videostreams. Das wiederum ist lästig und führt zur Störung des Unterrichts. In einer realistischen Lernerfahrung mit Virtual-Reality-Brille können Verzögerungen zwischen den Bewegungen der Schüler und dem, was sie auf dem Bildschirm sehen, sogar Übelkeit und Kopfschmerzen verursachen. Im schlimmsten Fall kann sich eine unzureichende Netzwerkqualität so negativ auf das digitale Erlebnis mit Virtual Reality auswirken, dass die Investitionen in die Technologie und den Lehrplan kontraproduktiv waren.

Einige Unternehmen nähern sich dem VR-Erlebnis etwas anders und liefern ihre Headsets mit vorinstallierten Inhalten, sodass diese nicht live gestreamt werden müssen. Die einzige aktive Verbindung besteht in diesem Fall zwischen dem Tablet der Lehrkraft und den Headsets der Schüler. Mit diesem Setup ist die IT weniger störanfällig und die digitalen Lernmethoden können zuverlässig eingesetzt werden.

Vorbereitungen auf die Zukunft mit Virtual Reality

Und es gibt noch mehr Hoffnung: Die Ausstattung von Schulnetzwerken für das VR-basierte digitale Lernen ist nicht sonderlich kompliziert. Was man dazu benötigt ist eine Infrastruktur, die unter hoher Belastung arbeiten kann und über zwei Kernelemente verfügt:

  • Geringe Latenzzeit, sodass es keine nennenswerte Verzögerung gibt zwischen dem Zeitpunkt, an dem das VR-System Daten überträgt (wie z.B. die Position und Bewegung eines Schülers) und dem digitalen VR-Erlebnis, das darauf reagiert.
  • Hohe Kapazität, sodass die Verbindung zwischen VR-Headsets und dem WLAN-Netzwerk schnell genug ist, damit Videostreams nicht pausieren, abbrechen oder ständig zwischenspeichern müssen.

Die Voraussetzung für erfolgreiches digitales Lernen, das auf VR basiert, ist also, dass mehrere Schüler gleichzeitig HD-Videos streamen können, während Positionsdaten und weitere Informationen im Hintergrund übertragen werden. Dafür wird eine Netzwerktechnologie benötigt, die automatisch latenzempfindlichen Datenverkehr priorisieren kann, um sicherzustellen, dass die Schüler eine nahtlose, störungsfreie digitale Lernerfahrung erhalten – ohne Übelkeit oder Kopfschmerzen.

Erste Schritte

Virtual Reality öffnet Schülern die Tür zu einer Welt voller realistischer digitaler Lernerfahrungen – von der Erforschung des Sonnensystems bis hin zum Spaziergang entlang des Grand Canyon. Nur mit einem leistungsstarken Netzwerk kann sichergestellt werden, dass sich das Beste aus der Investition in digitales Lernen herausholen lässt. Diesen ersten Schritt haben beispielsweise die Schulen in Baden-Baden bereits erfolgreich gemeistert. In insgesamt 20 Schulen wurde eine leistungsstarke Netzwerkinfrastruktur aufgebaut, die Schülern und Lehrkräften den einfachen und zuverlässigen Zugang zu digitalen Inhalten ermöglicht.

Der Einsatz von Multigigabit-Technologie für digitale Lernmethoden, die stark auf Videos angewiesen sind – wie das VR-basierte Lernen – wird der einzige Weg sein, um die Innovation im Klassenzimmer weiter voranzutreiben – und den Unterricht auf eine neue Ebene zu bringen.

*Der Autor, Spencer Hinzen, ist Director Sales Central Region bei Ruckus Networks (nach Übernahme Teil von CommScope).

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posted am 30.08.2019 um 21:47 von Unregistriert


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