Lernfabriken haben sich in den vergangenen Jahren zum etablierten Werkzeug zur Vermittlung produktionsrelevanter Kompetenzen entwickelt. Dabei erhalten Teilnehmer:innen die Möglichkeit, vermitteltes Wissen über Konzepte und Methoden direkt in einer realitätsnahen Umgebung zu erproben. Obwohl das Konzept der Lernfabrik im Vergleich zu klassischen Lernarrangements diverse Potentiale (z. B. Realitätsnähe, praxisnahe Lernumgebung) bietet, ist es doch mit Limitationen (z. B. Abbildungsfähigkeit, Wandlungsfähigkeit, Mobilität) verbunden. Neue Technologien wie Virtual Reality können hierbei Abhilfe schaffen.

Es wird gezeigt, dass bisherige Gestaltungsansätze den Einsatz von Virtual Reality in Lernfabriken nicht fokussieren. Bestehende Gestaltungsansätze beschäftigen sich allenfalls am Rande mit derartigen Virtualisierungsaspekten. Eine gezielte Betrachtung der Technologie Virtual Reality findet somit nicht statt. Die vorliegende Forschungsarbeit hat zum Ziel, eine wissenschaftlich fundierte, erprobte und im praktischen Kontext anwendbare Methodik zur kompetenzorientierten Gestaltung und Implementierung von virtuellen Lehr-Lern-Konzepten für Lernfabriken zu entwickeln. Dazu werden bestehende Ansätze zur kompetenzorientierten Gestaltung von physischen Lernfabriken durch Betrachtungen im Hinblick auf die Eigenheiten der Technologie Virtual Reality weiterentwickelt.

Die in der vorliegenden Forschungsarbeit entwickelte Methodik teilt sich in insgesamt drei Methodikbausteine auf. Sie wird durch zwei flankierende Methodikbausteine zur Softwareentwicklung und Auswahl der allgemeinen Entwicklungsmethode ergänzt.

In Methodikbaustein I werden die Rahmenbedingungen für das Lehr-Lern-Konzept analysiert. Ausgehend vom organisationalen Umfeld, der Zielgruppe sowie den intendierten Kompetenzen werden die potenziellen Handlungsfelder für den Einsatz von Virtual Reality definiert. Hierbei werden Herausforderungen identifiziert und Zielsetzungen für den individuellen Anwendungsfall definiert. Abschließend werden technische, organisationale und didaktische Anforderungen abgeleitet, kategorisiert und priorisiert. In Methodikbaustein II wird zunächst ein geeignetes Virtual-Reality-System ausgewählt. Die anschließende Gestaltung des virtuellen Lehr-Lern-Szenarios erfolgte durch die kompetenzorientierte Ableitung geeigneter Szenarioalternativen und dazugehöriger -elemente. Für diese erfolgt im Anschluss eine Detailgestaltung, welche für jedes Szenarioelement geeignete Gestaltungselemente vorsieht und diese zu zielgruppenorientierten Gestaltungselementpaketen zusammenfasst. Methodikbaustein III beschreibt abschließend die Integration des entwickelten Lehr-Lern-Konzept. Hierzu finden neben Erprobungen im Hinblick auf die Nutzbarkeit und Eignung zur Kompetenzentwicklung auch die notwendigen Maßnahmen zur Implementierung statt. Die am Schluss durchgeführte Betrachtung zur Weiterentwicklung stellt die nachhaltige Integration sicher.

Die in dieser Forschungsarbeit entwickelte Methodik wurde in einem Anwendungsfall angewendet und durch Expert:innen bewertet. In diesem Zusammenhang wurde ein Vergleichsexperiment durchgeführt, bei dem ein virtuelles Lehr-Lern-Konzept als Ergebnis dieser Methodik mit einem bestehenden physischen Lehr-Lern-Konzept verglichen wurde. Die durchgeführte Kompetenzmessung konnte die Nutzbarkeit und Eignung zur Kompetenzentwicklung bestätigen. Die ergänzend durchgeführte Expert:innenbefragung konnte zudem die Erfüllung der an die Methodik gestellten Anforderungen nachweisen. Abschließend lässt sich feststellen, dass im Rahmen dieser Forschungsarbeit eine Methodik entwickelt wurde, welche die Gestaltung virtueller Lehr-Lern-Konzept für Lernfabriken ermöglicht. Dabei konnte auf bestehende Ansätze aufgebaut und diese im Hinblick auf den Virtual-Reality-Einsatz konsequent weiterentwickelt werden. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Lernfabrik-Forschung und gibt Lernfabrikentwickler:innen ein systematisches Vorgehen für die Gestaltung innovativer virtueller Lehr-Lern-Konzept an die Hand.