ELearning: Wenn Simulationen Nachwuchs- und Führungskräfte schulen

Bisher waren Simulationen vor allem in den klassischen Bereichen von Militär- und Sicherheitsanwendungen ein wichtiges Instrument, um durch entsprechendes Training bestimmte Problemsituationen zu durchlaufen. Ob zum Training von Marine- oder Panzereinsätzen, für die Steuerung von Kraftwerksanlagen, im Maschinenbau oder in der Luftfahrt - Simulationen gehören zum festen Trainingsprogramm.

"Zukünftig werden Simulationen viel stärker auch nicht-technische Themenfelder, den 'Soft Skill'-Bereich sowie das Handeln im Team erobern", sagt Markus Herkersdorf vom Anbieter für Lern- und Trainingslösungen Tricat    voraus.

Eine gute Simulation bildet einen Ausschnitt der Realität so ab, "dass das in der Simulation beobachtbare Verhalten dem der physischen Realität in einem ausreichend validen Maß entspricht", erklärt Herkersdorf. Dabei erlaube die Simulation "einzelne Parameter zu variieren und somit gezielt Abhängigkeiten, Effekte, Auswirkungen und Dynamik erfahrbar zu machen". Auf diese Weise können Lerner "Handlungen ausprobieren und Konsequenzen wahrnehmen - und dies zudem kosten- und ressourcenextensiv in einem geschützten Umfeld". Dies mache den vielfältigen Einsatz von Simulationen in Unternehmen zunehmend attraktiv.

Für Herkersdorf besteht kein Zweifel daran, dass Simulationen vor allem aus zwei Gründen künftig an Bedeutung gewinnen werden:

1. Es geht beim E-Learning zunehmend um Kompetenz- und nicht nur Wissenserwerb. Dieses Lernziel kann mit (angeleiteter) Simulation wirkungsvoll erreicht werden.
   
2. Menschen können ausprobieren und erfahren Zusammenhänge sowie Ursache- und Wirkungsketten. Lernen rückt damit näher an die Anwenderrealität.
   

Simulationen für die Aus- und Weiterbildung

So spielen Simulationen und Serious Games auch verstärkt im Aus- und Weiterbildungssektor eine Rolle. Exemplarisch hierfür ist das Abenteuer- und Lernspiel TechForce   des Arbeitgeberverbands Gesamtmetall  , das bereits mehrfach als bestes Aus- und Weiterbildungsspiel ausgezeichnet wurde. Auf unterhaltsame und spielerische Weise erhalten Jugendliche einen Einblick in die Welt der Metall- und Elektro-Industrie. Inzwischen wurden insgesamt rund 250.000 Spiele im Rahmen der Berufsinformation der Metall- und Elektro-Industrie an Jugendliche verteilt, erzählt Wolfgang Gollub vom Arbeitgeberverband stolz.

Neu in der Entwicklung ist nun, dass es einen Bedarf für den Einsatz von technischen Simulationen und Minigames auch für Lehrkräfte im Schulunterricht und für die Qualifizierung im Beruf gibt. Der Techforce-Nachfolger ExperiMINTe   hat diese Erkenntnis zu seiner Guideline gemacht. Entstanden ist eine Sammlung von interaktiven Simulationen und Lernspielen aus dem Bereich "Naturwissenschaften und Technik".

Folgende fünf Erkenntnisse bestimmen die Zukunft von Simulationen:

1. Die Basis: Simulation braucht keine extrinsische Motivation

Es gibt einen feinen Unterschied zwischen einem Serious Game und einer Simulation. Während letztere meist ein eindeutig definiertes Trainingsszenario haben, das zu bestimmten Fähigkeiten führen soll, sind Serious Games in der Regel "thematisch sehr viel breiter und unspezifischer ausgerichtet", weiß Thea Payome von Checkpoint ELearning  .

Die Simulation kümmert sich "weder um die Motivation, noch um die Effizienz oder die Nachhaltigkeit des Lerneffekts, weil sie sich nicht verkaufen muss", sagt Guido Doublet von Takomat  . Die Simulation gehe davon aus, so Doublet, "dass alle diejenigen, die von ihr profitieren, sie aus Eigenantrieb heraus schon anwenden werden."

Greifen bei einem klassischen Spiel Mechanismen wie Belohnung und Motivationssysteme, so etwa "dass der Spieler motiviert wird, sich mit einem bestimmten Thema auseinanderzusetzen", sagt Markus Herkersdorf, ist bei einer Simulation, wie etwa dem Projekt ViPol  , einem virtuellen Training für Polizeikräfte, kaum "extrinsische Motivation notwendig, weil die Beamten selbst hochmotiviert sind etwas zu lernen", so Herkersdorf weiter.

Den Stellenwert des spielerischen Ansatzes bei Simulationen betont Torsten Fock , Inhaber von Zappadong Game Design  . Dieser verleite die Lernenden eher dazu "Dinge auszuprobieren und die Ergebnisse zu hinterfragen". Etwa bei Physiksimulationen, die den "trockenen Stoff auf erfrischende Weise darstellen" und
nicht nur "vorgefertigte Probleme und deren Lösungsansätze" zum Thema hätten, sagt Fock.

2. Die Voraussetzung: Um die Ecke denken können

Für Fock ist "das Tolle an der ELearning-Simulation, dass sie für jedermann zugänglich ist, der einen Computer bedienen kann". Mit geringem Aufwand kann der Lerner per Simulation verschiedenste Aspekte in zahlreichen Varianten durchspielen.

Generell müsse klar sein, sagt Oliver Korn Geschäftsführer von Korion Simulation - Software - Training GmbH  . dass eine Simulation ein Werkzeug ist, das interaktiv benutzt wird. "Reine Rezeption funktioniert hier nicht", betont er. Auf die reine Lernfähigkeit setzt die Ingenieurseite. Der Student müsse lernfähig sein, "um die Ecke denken können, das scheinbar Unmögliche nicht von vornherein ausschließen wollen und seine eigene Selbstsicherheit immer wieder kritisch hinterfragen", so die Begründung eines Ingenieurs aus der Rüstungsbranche für den erfolgreichen Einsatz von Simulationen.

Gute Simulation - technisch wie methodisch-didaktisch - erfordere "wenig bis kein Umdenken beim Lerner", glaubt Herkersdorf. "Sie ist anschaulich und intuitiv." In einer Mischung aus Anleitung und "free play" - alleine oder im Team - stellen Simulationen "natürliche Lernumgebungen dar, die Menschen mit Faszination und Spaß erkunden und benutzen", führt Markus Herkersdorf aus.

Der große Vorteil von Simulationen sind "Handlungsspielräume ohne echte Konsequenzen", meint Thorsten Unger vom Anbieter für Lernsimulation Zone 2 Connect GmbH  . Verschiedene Herangehensweisen und Strategien könnten erprobt werden. "Unmittelbares Feedback erlaubt das zielgerichtete Aufarbeiten von Defiziten ebenso wie eine kontinuierliche Anpassung der eigenen Handlung innerhalb der Anwendung."
Wenn es gelingt, das Spielerlebnis untrennbar mit dem zu vermittelnden Wissen zu vermischen, gelingt es auch, Serious Games zu dem zu machen, was sie sein sollten, meint Unger weiter: "ein aufmerksamkeitsstarkes, interaktives Medium, um Wissen unmittelbar im Handlungskontext überprüfbar zu machen."

3. Das Unternehmen: Erst simulieren dann investieren

"Digitale Lernmedien sind auf einem unaufhaltsamen Vormarsch in den Unternehmen", so die Auffassung von Thorsten Unger. Die Vorteile wie Kosteneinsparung, räumliche Ungebundenheit und permanente Verfügbarkeit seien offenkundig. "Von zunehmender Relevanz sind allerdings digitale Trainings-Simulationen, welche ganze Prozessketten und Systeme in einem spielerischen Kontext erfahrbar und nachvollziehbar machen", macht Unger deutlich.

So könnten Mitarbeiter im Vertrieb von Vodafone D2   seit mehreren Jahren Verkaufsgespräche im "Vodafone Code" einüben, junge Einzelhandelskaufleute im "virtuellen Supermarkt" eine Zweitkarriere beginnen oder als Chef der "Airline Company" den Chefposten einer Airline einnehmen, führt Unger einige Beispiele an.

Das Institut für Angewandte Simulation   optimiert Abläufe durch den Einsatz von sogenannten VAO-Simulationen, das heißt Visualisieren, Analysieren, Optimieren. Folgende Ziele werden damit u.a. erreicht:

• Performanceziele von Unternehmen leichter, sicherer und nachhaltiger zu erreichen.
  
• Change-Projekte (Verdeutlichen, Absichern, Optimieren) zu begleiten.
  
• Optimierungsprojekte in allen Branchen (Analyse, Vorbereitung, Durchführung) zu betreuen.
  
• Ressourcen- und Wirtschaftlichkeitsanalysen (erst simulieren - dann investieren) zu erarbeiten.
  
• Projektbezogene Simulationsmodelle unter Einbeziehung von Datawarehouse-Daten zu erstellen.
  
• Seminare sowie Planspiele zum Prozessmanagement und zur Workflow-Optimierung zu veranstalten.

Dieser Optimierungsvorgang durch VAO läuft nach Institutsangaben schrittweise im PC ab. So lässt sich herausfinden, wie bestehende und neue Ressourcen, z. B. Personal, Ausstattung und Einrichtungen, effizienter und produktiver eingesetzt werden können.

Konkrete Verbesserungen durch VAO-Simulation
Einsparungen bei Investitionen Einsparungen durch bessere Auslastung Erhöhte Ressourceneffizienz Bessere Einschätzbarkeit von Kosten-Nutzen-Aspekten Weniger Qualitätsschwankungen Höhere Kundenzufriedenheit bei erhöhter Excellence Stimulation von Innovationen

Fest steht: Simulationen versetzten Unternehmen in die Lage, risikofrei mit Modellparametern/Stellgrößen zu experimentieren und "Was-wäre-wenn"-Szenarien durchzuführen. Im Unternehmens-Workflow könnten solche Simulationsexperimente nicht durchgeführt werden, ohne ein laufendes System erheblich zu stören.

4. Die Grenzen: Vorstellungskraft des Menschen als Schwachpunkt

Eine Simulation ist dann gut, "wenn sie im Rahmen ihrer Systemgrenzen plausible Ergebnisse liefert", sagt Oliver Korn. Wenn sie dies auch noch in optisch ansprechender Form tue, dann sei dies umso besser, so sein Standpunkt.

Die Grenzen sieht Korn durch den Anwendungsfall und das Budget definiert. Komplex werde es, wenn Systeme ins Spiel kommen, die nicht mathematisch beschreibbar sind - dazu gehören Menschen, so Korn.

Ähnlich sieht es der Ingenieur aus der Verteidigungs- und Sicherheitsindustrie. Er sieht die Grenzen in der limitierten Vorstellungskraft des Homo Sapiens begründet. So sei etwa für ein taiwanesisches Atomkraftwerk auf die Abbildung des Störfallszenarios "Erdbeben und Tsunami" im Simulator verzichtet worden. Die Begründung: "zu unwahrscheinlich".

Von Simulation sollte dann abgesehen werden, sagt Markus Herkersdorf, "wenn die Realität in einem nicht ausreichenden Maß wiedergegeben wird, sodass mit einer solchen Simulation unzureichende oder gar negative Lernergebnisse erreicht würden." In vielen Fällen sei auch der Aufwand eine geeignete Simulation zu erstellen oder für einen breiten Nutzerkreis verfügbar zu machen (noch) zu hoch. "Allerdings", fügt Herkersdorf hinzu, "schreitet die Technologie mit großen Schritten voran und macht Lösungen möglich, die gestern noch undenkbar erschienen."

Da der Lernende bei der Simulation - im weitesten Sinn - in der Rolle eines Spielers steckt, ist er somit auch frei von Verantwortung. Gerade das versetzt ihn nach dem Motto "Spielen macht Spaß" in die Lage, seine Fähigkeiten frei zu erproben und üben zu können. Dabei sind die Grenzen zwischen Spaß und Ernst fließend. Denn sobald sich der Spieler mit seiner Rolle stärker identifiziert, verhält er sich auch nahezu ähnlich der Echtsituation. Wichtig wird somit für den Spieler sein, seine Grenze dort zu erkennen, wo er wahrnimmt, welche Fähigkeiten tatsächlich erforderlich sind, um kompetent zu handeln. Hierzu muss er sich auch vom Spiel distanzieren und reflektieren können.

Insgesamt bleibt der Faktor Mensch die unsichere Komponente. So sei es etwa schwierig, menschliches Verhalten zu simulieren, da dieses immer kontextabhängig ist, verweist Gamedesigner Fock. Er weist darauf hin, dass es bislang "noch nicht gelungen ist, eine Unterhaltung überzeugend zu simulieren." Den Probanden falle sehr schnell auf, dass sie mit einer Maschine kommunizieren. "In psychologischen Bereichen können Simulationen falsche Vorstellungen wecken und sollten sehr kritisch betrachtet werden", betont Fock, der als Paradebeispiel das Computerprogramm Eliza   erwähnt, das die Möglichkeiten der Kommunikation zwischen einem Menschen und einem Computer über natürliche Sprache aufzeigen sollte. Es macht deutlich, dass ein Benutzer recht einfach herausfinden kann, dass er mit einer Maschine kommuniziert.

Tendenziell eignen sich Simulationen bei komplexen Zusammenhängen besser zur Transferüberprüfung als zur Wissensvermittlung selbst, stellt Unger klar. So seien viele Simulationen in "hybride Konzepte integriert: An geeigneter Stelle kann - und nicht muss - der Lernende in klassische Medienformen wechseln, um sich beispielsweise über Grundlagenwissen oder Begriffserläuterungen zu informieren."

5. Der Einsatz: Simulation für das Lernen ist (noch) die Ausnahme

Simulationen und Spiele sind für Oliver Korn die "aufwändigsten Formen des Lernens". Ihnen werde immer eine Sonderstellung zuteil, so Korn weiter, sie werden sich aber "mit zunehmender Verfügbarkeit von guten Entwicklungstools breiter durchsetzen." Besonders in allen Bereichen mit hoher Informations- und Interaktionsdichte werde dies der Fall sein, etwa bei Fahrzeugsteuerungen und Betriebssimulationen, sagt Korn voraus und bleibt damit perspektivisch eher den traditionellen Einsatzformen verhaftet.
Korn stellt selbst klar: Die Bedeutung von Simulationen sei zwar generell bekannt, ihr Einsatz im Lernen aber eher noch die Ausnahme. "Hier hinkt Deutschland, besonders bei der Akzeptanz spielerischer Anwendungen, noch hinterher".
Demgegenüber stellt der Mann von Zone 2 Connect fest, dass sich auch in den HR-Abteilungen Simulation als geeignetes Instrument herumgesprochen habe. Immer mehr Unternehmen setzen auch hier auf den "Einsatz der digitalen Spielplätze." So würden im Vertrieb und in der Mitarbeiterführung Simulationen zunehmend eingesetzt. Was im Health-Care-Segment, etwa bei der Ersthelferprävention oder beim Durchlauf von Operationsabläufen heute gängig ist, finde auch zunehmend Anwendung in der Schulung von Nachwuchskräften, Azubis und Führungskräften, weiß Unger.

Während technische Simulation in vielen Bereichen gesetzt sei, weiche die anfängliche Skepsis im weiten Feld der nicht-technischen Simulationen immer stärker den Chancen, die damit verbunden werden, so die Sicht von Markus Herkersdorf, der zugleich bemängelt, dass es meist noch an "Aufklärung, Nutzendarstellung und Best Practice" fehlt. Die Möglichkeit von Simulation werde noch nicht in allen Unternehmen erkannt, glaubt der Mann von Tricat.

Der Grund dafür liegt meist im Budget: Es gelte vor allem die Devise, dass "Kosten gespart werden müssen". Doch das sei eigentlich Ausdruck beschränkter Vorstellungskraft, meint der Ingenieurvertreter. Mit anderen Worten: Erst muss die Katastrophe her, bevor ein Simulator als sinnvoll eingeschätzt wird.

Tatsächlich bleibt noch viel zu tun. Hinkt Deutschland schon beim Einsatz digitaler Bildungsmedien international hinterher, sieht es auch hier im Vergleich zu Großbritannien, den Niederlanden oder auch Frankreich und Skandinavien alles andere als gut aus, macht Thorsten Unger klar.
Hoffnung macht immerhin der Wandel des Medienkonsums, der immer stärker hin zu interaktiven, spielerischen Medien tendiert. "Denn ein Großteil der Berufstätigen ist heute mit dem Computerspiel als Medienform mehr als vertraut - wenn nicht bereits mit dieser sozialisiert", so Unger.

6. Die mobile Welt: Simulation goes Tablet

Generell spreche aus technischer Sicht nichts dagegen, Simulationen zukünftig immer stärker auch auf mobilen Endgeräten verfügbar zu machen. Einschränkend wirkt eher die Bildschirmgröße und Auflösung. Denn viele Simulationsinhalte sind in "Größe und Komplexität nicht beliebig reduzierbar und wollen immersiv erfahren und interaktiv bedient werden", so Herkersdorf, der daher Tablets für die geeigneteren Endgeräte hält als Smartphones.

Oliver Korn macht den Einsatz von Simulationen vom jeweiligen Anwendungsfall abhängig. Spiele gebe es auch für Smartphones, somit gebe es technische Hürden auch bei einfachen Simulationen nicht mehr.

Schon heute werden Projekte sowohl stationär als auch mobil genutzt und entwickelt, so die Erfahrung von Thorsten Unger. Dank HTML5 und App-Technologie lerne es sich auch spielerisch wo immer Zeit und Motivation ist. Konzeptionelle Einschränkungen dank Hardware und Bildschirmgrößen seien allerdings inbegriffen.

Wolfgang Gollub weiß, wie rasant der technologische Wandel verläuft, und nicht minder rasant verändere sich auch das Nutzerverhalten: "Somit müsste ein nächstes Techforce Elemente des Social Gaming enthalten, weil das Spieleverhalten heute schon wieder ein anderes ist als noch vor fünf Jahren", betont Gollub, der künftig Spielapplikationen für das Tablet für realistisch hält - "eine interessante Portation von Inhalten", meint Gollub, der weiß, dass es gilt dran zu bleiben, um die Jugendlichen zu erreichen.

7. Die Vision: Simulation wird in den beruflichen Alltag einziehen

Ein langsames Ansteigen des Marktanteils von Simulationen, kann sich Oliver Korn vorstellen, vielleicht werde es erste Simulationen mit innovativeren Formen der Steuerung geben, mutmaßt er.


"Simulationen werden ein zukünftiger Weltmarkt sein ", glaubt der Ingenieur und nennt kurz und knapp die drei wichtigsten Gründe:

• dass es den "Tschernobyl"-Unfall nie gegeben hätte,
• dass es den "Fukushima"-Unfall nie gegeben hätte,
  
• dass es den "Deepwater Horizon"-Unfall nie gegeben hätte, wenn die Bedienungsmannschaften auf derartige Szenarien vorbereitet gewesen wären.

Denn ein paar Millionen Euro für Simulationen seien nichts gegenüber den Herstellungskosten dieser Anlagen, so die Ingenieursicht.

Überall da, wo Fehler mit erheblichen Konsequenzen verbunden sind", wird virtuelles Probehandeln und Training mit und in Simulationsumgebungen eine "ernsthafte Alternative für Unternehmen darstellen", glaubt auch Tricat-Mann Herkersdorf, der zugleich überzeugt ist, dass Simulationsanteile ein fester Bestandteil im Bereich der beruflichen Aus- und Weiterbildung sein werden. Je nach Branche und Verwendung werde der "Zugriff auf Simulationsumgebungen ganz natürlich sein - und zwar vom Arbeitsplatz aus und nicht limitiert auf ortsfeste Schulungseinrichtungen".
Für Herkersdorf ist auch klar, dass Simulation die Spezialistenecke verlassen wird und "Einzug in den beruflichen Alltag vieler halten" wird.