10. Erfahrungsgeleitetes Lernen in Virtual Reality-Umgebungen: Möglichkeiten der digital gestützten Kompetenzentwicklung im Arbeitsprozess

Einsatzmöglichkeiten von Virtual Reality (VR) im Bereich der Arbeit werden bereits seit den 1990er-Jahren diskutiert (Choi et al., 2015; Mujber et al., 2004; Weiss & Jessel, 1998). Ein neueres Anwendungsfeld stellen das arbeitsintegrierte Lernen und die Kompetenzentwicklung dar (Akdere et al., 2021; van Ginkel et al., 2019; Xie et al., 2021). Da die Kosten für VR-Systeme im Laufe der letzten 30 Jahre gesunken sind und die Technologie sich stetig weiterentwickelt hat, eröffnen sich nun auch für kleinere und mittlere Unternehmen (KMU) Anwendungsmöglichkeiten. Technische und organisationale Herausforderungen der arbeitsbezogenen Nutzung von VR bestehen jedoch weiterhin. Die Einführung neuer Systeme bringt in den meisten Fällen vor allem am Anfang des Entwicklungsprozesses sehr hohe Aufwände sowie eine Änderung etablierter und eingespielter Arbeitsprozesse mit sich. Beides stellt für KMU aufgrund der engen Verzahnung formaler Steuerungs- und Entscheidungsprozesse mit der informellen Arbeitspraxis auf dem Shopfloor eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar. Diesen Restriktionen begegnen wir, indem wir eine erfahrungsgeleitete Entwicklung und Implementation von VR-Anwendungen vorschlagen, die systematisch das formale und informelle Wissen von Beschäftigten in alle Teilschritte einbezieht und aus dem Arbeitsprozess heraus sinnvolle Einbettungsperspektiven entwickelt. Die Überlegungen dazu stammen aus dem BMBF-geförderten Verbundprojekt „aSTAR – Kompetenzvermittlung in einer VR/AR-basierten Umgebung zur Arbeitsgestaltung“ (Förderkennzeichen: 02L18B012). An dem interdisziplinären Projekt beteiligt sind die VETTER Krantechnik GmbH und VETTER Kranservice GmbH als Anwendungsunternehmen (KMU), die Kirchner Konstruktionen GmbH mit UReality als Softwarepartner sowie die Universität Siegen (Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik) und das ISF München (sozialwissenschaftliche Arbeitsforschung) als Forschungspartner.¹

Unser gemeinsamer Fokus liegt auf dem Erwerb von Kompetenzen in VR-Umgebungen. Dazu entwickeln wir eine Perspektive, die die Interaktion mit VR als ein umfassendes handlungspraktisches Geschehen begreift. Der Kompetenzerwerb wird damit an das mental-kognitive und körperlich-leibliche Tun in VR-Umgebungen angebunden. Der praktische Anknüpfungspunkt unserer Ausführungen stellt die VR-Simulation von Montage- und Instandhaltungsprozessen bei Krananlagen dar. Die Entwicklung dieser Simulationen erfolgt partizipativ mit Beschäftigten aus den Bereichen der Krankonstruktion und des Kranservices. Das Ziel besteht darin, durch die Nutzung der VR-Szenarien die Kompetenzen der Konstrukteur*innen der Krananlagen zu erweitern: Sie sollen in die Lage versetzt werden, nachgelagerte Montage- und Instandhaltungsabläufe sowie -kontexte besser nachzuvollziehen, um Kransysteme vorausschauend zu gestalten. Auf diese Weise kann Innovation gefördert, die Qualität erhöht und nicht zuletzt die Arbeit des Services erleichtert und verbessert werden.

Mit Blick auf den F&E-Stand verbindet der hier vorgestellte Gestaltungsansatz unterschiedliche Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten von VR in der Arbeitswelt, die in der Literatur bereits an verschiedenen Stellen ausführlich diskutiert wurden: Er nutzt die unabhängig von ihrer jeweiligen Realisierung bestehende Möglichkeit der virtuellen Visualisierung und Manipulierbarkeit von Objekten zu Lernzwecken (vgl. Marzano et al., 2015; Zhang et al., 2019), ist grundlegend orientiert an der Befähigung von Menschen, wie sie auch in therapeutischen Kontexten eine Rolle spielt (vgl. Opris et al., 2012; Rothbaum et al., 2000), gestaltet zu diesem Zwecke VR-Umgebungen dezidiert als Lern- und Trainingsumgebungen, die mit Blick auf erhöhte Sicherheit, Kontrolle und Individualisierungsmöglichkeiten im Vergleich zu realen Trainings vielfältige Vorteile bieten (Carruth, 2017; Javaid & Haleem, 2019), bindet die ortsunabhängige, dabei jedoch gegenstands- und kontextbezogene Interaktion und Kommunikation von Nutzer*innen in Echtzeit ein (vgl. Biocca, 1992; Marini et al., 2012) und greift Ansätze der Kollaboration in virtuellen Umgebungen auf (vgl. Churchill & Snowdon, 1998; Lehner & DeFanti, 1997).

Neu an dem hier vorgestellten Ansatz ist die Art und Weise, wie diese Elemente aufeinander bezogen werden, um VR als einen Erfahrungsraum zu gestalten, der systematisch mit vor- und nachgelagerten Arbeitsprozessen verbunden ist. Um ein adäquates Umfeld für den Erwerb und die Entwicklung von Kompetenzen zu schaffen, werden konkrete Arbeitsprozesse aus der Perspektive von Beschäftigten mit Blick auf typische Herausforderungen rekonstruiert und innerhalb der VR in erfahrungssensible, situative Abläufe überführt. Gleichzeitig wird die Einbettung der VR in bestehende Arbeitsabläufe berücksichtigt. Dieses Vorgehen, das wir als erfahrungsgeleitete Gestaltung von VR-Umgebungen bezeichnen, steht im Vordergrund des Beitrags und stellt den Kern unserer Überlegungen dar.

Im Folgenden gehen wir zunächst auf den unserem Vorhaben zugrundeliegenden Kompetenzbegriff ein (► Abschn. 10.2), bevor wir uns mit Fragen der Erfahrbarkeit von VR beschäftigen (► Abschn. 10.3) und das Verfahren der erfahrungsgeleiteten Gestaltung von VR-Umgebungen erläutern (► Abschn. 10.4). Ein Praxisbeispiel konkretisiert und veranschaulicht das Vorgehen (► Abschn. 10.5). Abschließend werden die Erkenntnisse summiert und weitere Bedarfe identifiziert (► Abschn. 10.1).

Für die Entwicklung von VR-Umgebungen zum arbeitsintegrierten Kompetenzerwerb geht es nicht nur um das Was der Kompetenzentwicklung, sondern auch um das Wie. Dies zeigt auch die Kompetenzforschung: Formale Aspekte des Arbeitshandelns (z. B. Aufgabenbeschreibungen, Anforderungskataloge, Ziele und messbare Ergebnisse) hängen unmittelbar mit dem Arbeitsprozess und den dort aufgehobenen Möglichkeiten, ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen, zusammen (vgl. Bergmann, 2000; Erpenbeck & von Rosenstiel, 2007; Kauffeld, 2006). Mit den Forschungen zum subjektivierenden Arbeitshandeln (für einen Überblick: Böhle, 2017) und zum erfahrungsgeleiteten Lernen in der Arbeit (u. a. Böhle et al., 2004a; Bolte & Neumer, 2021; Frieling et al., 2007) wird deutlich, dass Qualifikationen und Kompetenzen eng miteinander verbunden sind und sich ihre Unterscheidung einem spezifischen Blick auf Arbeit verdankt: Begreift man das menschliche Arbeitshandeln als ein wechselseitiges Verhältnis von objektivierenden Anteilen (damit ist ein planmäßiges, distanziertes und analytisches Vorgehen basierend auf explizitem Wissen gemeint) und subjektivierenden Anteilen (exploratives, assoziatives und ganzheitlich-komplexes Handeln basierend auf implizitem Wissen), lassen sich Qualifikationen eher auf der objektivierenden, Kompetenzen eher auf der subjektivierenden Seite verorten. Dies spiegelt sich auch darin wider, dass Qualifikationen in aller Regel durch Zertifikate und Zeugnisse, d. h. durch Abschlüsse formaler Lernsettings ausgewiesen werden. Kompetenzen hingegen weisen einen stärkeren Handlungs- und Objektbezug auf, da sie einerseits in konkreten Tätigkeiten und Arbeitsprozessen entstehen, andererseits dort im praktischen Tun abgerufen und ausagiert werden. Qualifikationen sind zwar individuell unterschiedlich ausgeprägt und werden von jedem Individuum auf spezifische Weise angeeignet, lassen sich aber dennoch aufgrund ihrer Formalisierung in institutionalisierten Lernprozessen als Merkmale von Gruppen begreifen. Kompetenzen hingegen werden als stärker personengebundene Performanzqualitäten (etwa im Sinne einer Meister- oder Könnerschaft) verstanden, die in einer dynamischen Perspektive an den Verlauf von Arbeitsprozessen und an praktische Erfahrung gebunden sind (vgl. Pfadenhauer, 2010).

Wichtig ist, dass Qualifikationen und Kompetenzen notwendigerweise miteinander verbunden sind und – bezogen auf eine konkrete Tätigkeit – aufeinander verweisen. Als berufliche Handlungskompetenz lassen sich daher diejenigen „Fähigkeiten, Fertigkeiten und Wissensbestände“ fassen, „die eine Person, ein Team oder eine Organisation bei der Bewältigung konkreter sowie vertrauter als auch neuartiger Arbeitsaufgaben handlungs- und reaktionsfähig machen und sich in der erfolgreichen Bewältigung konkreter Arbeitsanforderungen zeigen“ (Kauffeld & Paulsen, 2018, S. 14). Folgt man dieser Definition, dann sind Kompetenzen diejenigen Fähigkeiten, die ein produktives und innovatives Handeln in offenen und komplexen, bisweilen unvorhersehbaren Situationen erlauben (vgl. Sevsay-Tegethoff, 2004, S. 273). Sie erhalten ihre Bedeutung demnach auch und insbesondere im Umgang mit Unwägbarkeiten, bei denen ein planmäßig-rationales Handeln an Grenzen stößt (ebd.: 277). In der Folge gewinnen Gespür, implizites Wissen (Neuweg, 2005; Polanyi, 1985), Erfahrungswissen (Böhle et al., 2004b) und ein erfahrungsgeleitetes Arbeitshandeln (Böhle et al., 2012) an Relevanz.

Für die erfahrungsgeleitete Gestaltung von VR-Umgebungen bedeutet dies, dass gezielt situative Herausforderungen des Arbeitsprozesses aufzugreifen sind, die das subjektivierende Arbeitshandeln adressieren und Lösungsansätze erfordern, die auf einen situativ-ganzheitlichen sowie praktischen Zugang durch die arbeitende Person angewiesen sind. Erst, wenn durch die VR-Umgebungen eine Aneignung und Aktualisierung von Wissen und Können im praktischen Tun gewährleistet ist, können Kompetenzen sinnvoll entwickelt und erweitert werden. Dieser informelle Lernprozess findet selbstgesteuert statt, d. h. er ist eingebunden in alltägliche Arbeitsabläufe und mündet unter geeigneten Rahmenbedingungen und bei hinreichender Offenheit der Nutzer*innen in einen Zuwachs von Kompetenzen. Dafür sind Gestaltungsverfahren nötig, die sensibel sind für die Aneignung impliziten Wissens. Dies schließt Wissens- und geistige Arbeit nicht aus. Für die Entwicklung arbeitsbezogener Kompetenzen ist dementsprechend ein praktisch situiertes Lernen in der Arbeit grundlegend (Bauer et al., 2006, 2012; Bauer & Munz, 2004; Sauer & Trier, 2012).

Auch wenn Kompetenzen in dieser Perspektive stark kontextgebunden erscheinen, können sie in andere Kontexte und Situationen eingebracht werden. Für die Entwicklung von lernförderlichen VR-Szenarien ist dieser Punkt zentral, da davon ausgegangen werden kann, dass sich Kompetenzen zwischen realen und simulierten Arbeitsprozessen grundsätzlich übertragen lassen. Um diesen Transfer zu unterstützen, muss jedoch zunächst rekonstruiert werden, welche Art von Erfahrungsraum VR-Umgebungen darstellen und was dies für den Erwerb und die Entwicklung von Kompetenzen bedeutet.

Von Virtualisierung ist dann zu sprechen, wenn digitale Repräsentationen kein unmittelbares physisches Korrelat besitzen, wenn also Objekte, Prozesse oder Personen entweder ersetzt oder jenseits des unmittelbar Gegebenen imaginiert werden. Damit kommen virtuelle Realitäten als Welten in den Blick, „die möglich sind, aber nicht aktuell“ (Haar, 2019, S. 74). Der Zweck von Virtualität besteht somit nicht primär in der Überwindung von Zeit und Raum, sondern darin, aktuell Unverfügbares – etwa zur Erkundung, Interaktion oder Manipulation – verfügbar zu machen (Krüger, 2019). Das Erleben und Erfahren virtueller Objekte, Prozesse und Personen als real hängt davon ab, ob die erschaffene Realität als authentisch wahrgenommen wird oder nicht. Ihre Wirklichkeit und erfahrbare Beschaffenheit kommen erst in der Relation zwischen Mensch und virtueller Realität, d. h. in der Nutzung zum Vorschein. Der Gehalt einer virtuellen Realität spiegelt sich demnach in den simulierten Eigenschaften virtueller Objekte (Textur, Geometrie, Physik etc.), der Nachvollziehbarkeit simulierter Prozesse und der Plausibilität des Verhaltens virtueller Charaktere wider, wie sie sich z. B. am „characterhood“ von virtuellen Figuren im Medium des Computers zeigt (Harth, 2020).

Vor diesem Hintergrund sind radikal konstruktivistische Perspektiven zu relativieren, die davon ausgehen, dass für Virtualität „die Frage der realen Realität ganz und gar gleichgültig ist“ (Esposito, 1998, S. 270). Die „alternative Realitätsdimension“ der VR mit ihren „wahren virtuellen Objekten“ (ebd.) ist aus einer praxistheoretischen Sicht nicht unabhängig von dem impliziten und expliziten Wissen über die reale Welt zu denken: Erst im Abgleich und in Verbindung mit der Realität wird VR mit Sinn erfüllt und auf diese Weise erfahrbar gemacht. Dazu gehört, dass der Umgang mit VR eine Praxis darstellt, die – wie auch der Umgang mit ‚echten‘, mehrdimensional erfahrbaren Objekten (über Optik, Haptik, Geruch etc.) – auf einer komplexen sinnlichen Wahrnehmung, einem experimentell-explorativen Vorgehen, einer großen Nähe zum Gegenstand und einem erlebnisbezogenen Denken beruht (vgl. Böhle, 2017). Die symbolische und zeichenhafte Gestaltung virtueller Objekte und Prozesse muss daher zwingend an die Arbeits- und Lebenswirklichkeiten der intendierten Nutzer*innen anschließen (vgl. Pietraß, 2005, S. 70f). Durch die Verengung der sinnlichen Wahrnehmungsmöglichkeiten auf das Sehen (zum Teil auch Hören und rudimentäre Fühlen, etwa durch Vibrationen) müssen Nutzer*innen die abwesenden Qualitäten eines Gegenstands (Materialeigenschaften, Haptik, Geruch etc.) zwangsläufig auf der Grundlage von Vorerfahrungen ergänzen und mitvergegenwärtigen (vgl. De Troyer et al., 2007; Diemer et al., 2015; Slater et al., 2010). Die Entwicklung einer VR ist auf diese Ergänzungsleistungen angewiesen und greift diese idealerweise systematisch by design auf, indem sie sich an die Realität (ihre physikalischen Gesetzmäßigkeiten, Objekte, Handlungsweisen etc.) anlehnt oder gezielt mit dieser bricht.

Daraus lässt sich schließen: Eine nachhaltige Kompetenzvermittlung benötigt einen konkreten Gegenstandsbezug und Möglichkeiten zum praktischen Erleben und Erfahren, d. h. Erfahrungsräume und dort aufgehobene Gelegenheiten zur Aneignung. Typisch dafür sind Ausprobieren, Selbstaneignung, alltägliche Praxis, Training, Schulung durch erfahrene Personen, gemeinsames Arbeiten am Gegenstand, begleitetes Lernen und Abschauen bzw. Nachahmen. Die Herausforderung besteht darin, VR-basierte Lernprozesse so zu gestalten, dass implizite und explizite Wissensbestände gleichermaßen adressiert werden und eine gegenstandsbezogene, d. h. erfahrungs- und kompetenzförderliche Lernsituationen entsteht. Insofern muss eine kompetenzförderliche VR-Lernumgebung den Nutzer*innen gezielt Situationen als Erfahrungsgelegenheiten zur Verfügung stellen, die inhaltlich und aus ihrer Problem- und Lösungslogik heraus auf die zu entwickelnden Kompetenzen verweisen.

Auch wenn sich Kompetenzen nicht im eigentlichen Sinne von einem Individuum zum anderen übertragen lassen, können individuelle Kompetenzen in ihrer Entäußerungspraxis an bestimmten herausfordernden Situationen und entsprechenden Bewältigungsformen festgemacht werden. VR-basierte Lernumgebungen bieten die Chance, arbeitsbezogene Situationen und Bewältigungspraxen mit einer inhaltlichen Lerndidaktik zu simulieren und in der VR anderen Personen als Erfahrungsgelegenheit zur Verfügung zu stellen.

Wesentlich für die Aneignung von Kompetenzen ist, dass sie mit bereits bestehenden Erfahrungen verknüpft werden. Für VR-Lernumgebungen bedeutet das, dass die Lerngelegenheiten an das alltags- und arbeitsspezifische Vorwissen der Nutzer*innen anschließen sowie eine übertragbare innere Logik und Relevanz aufweisen müssen.

Der Anspruch, mit der VR-Gestaltung an die Arbeitspraxis und das situative Erleben anzuschließen und Kompetenzen zu adressieren, erfordert ein methodisches Vorgehen, dessen Qualität substanziell von der Partizipation der involvierten Beschäftigtengruppen abhängt. Das folgende Umsetzungskonzept lässt sich auf andere Anwendungsfälle übertragen und beansprucht, eine allgemeine Methodik der erfahrungsgeleiteten Gestaltung von VR-Umgebungen zur Kompetenzentwicklung abzubilden. Die Zielgruppen der Kompetenzentwicklung müssen dabei ebenso systematisch entlang des gesamten Entwicklungsverlaufs der Lernumgebung eingebunden werden wie die Beschäftigtengruppen, aus deren Arbeitspraxis die zu simulierenden Prozesse stammen. Das methodische Vorgehen der Umsetzung wird in ◘ Abb. 10.1 veranschaulicht.

Schritt 1: Empirische Erhebung und Analyse herausfordernder Situationen in der Arbeitspraxis und ihrer Lösungswege, des damit verbundenen impliziten und expliziten Wissens sowie der hieraus ableitbaren Kompetenzen. Zur Erhebung eignen sich Vorgehensweisen, die sensibel für soziale Prozesse sind und mit denen latente und implizite Strukturen der Arbeitspraxis und der arbeitsprozessbezogenen Beschreibungen von Beschäftigten sichtbar gemacht werden können. Ziel sollte sein, gegenstandsbezogene Erzählungen zu praktisch situierten Herausforderungen und ihren Lösungen zu generieren. Ergänzt werden sollte dieses Verfahren durch Beobachtungen, die in der Regel offen (im Sinne von nicht verdeckt) und nicht teilnehmend erfolgen. Auf diese Weise kommen nicht-sprachliche, d. h. körperlich-leibliche Prozesse der gegenstandsbezogenen Arbeit in den Blick, die auf die praktische Dimension von Kompetenzen als lösungsorientiertes Können verweisen. Die Analyse des gewonnenen Materials hat nicht zum Ziel, eine lineare Abfolge von Arbeitsschritten zu rekonstruieren, sondern bemüht sich darum, die Strukturen und Logiken situationaler Herausforderungen und ihrer praktischen Lösungen herauszuarbeiten. Die Rekonstruktion umfassenderer Arbeitsprozesse und situativer wie organisationaler Kontexte kann Teil der Analyse sein und bietet sich vor allem dort an, wo die Simulation miteinander verketteter praktischer Problem-Lösung-Komplexe angestrebt wird.

Schritt 2: Erfahrungssensible Typisierung und Verankerung der analysierten Praktiken in der VR-Umgebung. Die durch die Analyse gewonnenen Ergebnisse müssen in einer Form aufbereitet werden, die ihre virtuelle Repräsentation erlaubt. Dafür empfiehlt sich ein typisierendes Vorgehen (Kluge, 1999), das die Merkmale der besonderen Herausforderungen in der Arbeitspraxis und die korrespondierenden Problemlösungen bündelt. Da das Ziel darin besteht, eine VR-Umgebung zur Kompetenzentwicklung zu gestalten, sind situative, gegenstands-, tätigkeits- und aufgabenbezogene Merkmale mit den kognitiven, intuitiven und körperlich-leiblichen Merkmalen der Problemlösung zu kombinieren. Auf diese Weise können in sich differenzierte Problem-Lösung-Komplexe (Praxistypen) innerhalb organisational und technisch vorgegebener Ablaufstrukturen identifiziert werden. Diese fungieren innerhalb der VR als Repräsentanten des mit ihnen verbundenen impliziten und expliziten Wissens und entsprechender Kompetenzen. Für die technische Umsetzung empfiehlt sich eine Visualisierung und ausführliche Beschreibung der identifizierten Praxistypen, die ihre innere Struktur und Logik, den praktischen Zusammenhang von Problem und Lösung und die Einbettung in den Tätigkeitsablauf verdeutlichen. Nach Möglichkeit sollte an dieser Stelle eine Evaluation der Praxistypen und ihrer Visualisierung durch die befragten Personen erfolgen. Auf diese Weise lassen sich Fehler korrigieren, Unschärfen beseitigen und alternative Lösungswege identifizieren.

Schritt 3: Erfahrung der VR-Umgebung vor dem Hintergrund eigener Erfahrungen. Dieser Schritt umfasst die VR-Nutzung, deren Qualität von der Erfahrungssättigung der gestalteten Umgebung abhängt. Die Lernumgebung wird nicht neutral oder unabhängig vom Vorwissen und -können der Nutzer*innen erlebt, sondern entlang eines je individuellen – mit Blick auf strukturähnliche Arbeitsprozesse – jedoch auch geteilten Wissens und Könnens, wahrgenommen und interpretiert. Der Lernprozess verweist somit auf die kritische Schnittstelle von Vor- und aktueller VR-Erfahrung, die über die erfahrungsgeleitete Konstruktion der VR-Umgebung kompetenzförderlich gestaltet werden soll.

Schritt 4: Transfer in die Arbeitspraxis. Die Übertragung der VR-Erfahrung in die eigene Arbeitspraxis stellt die zweite, für den Lernerfolg kritische Schnittstelle zwischen Virtuellem und Realem dar. Dazu muss es einerseits einen logischen Bezug der VR-Umgebung mit der eigenen Arbeit geben, der auf Ähnlichkeit oder Komplementarität beruhen kann. Ersteres empfiehlt sich, wenn es sich um die Kompetenzentwicklung und das Teilen von Erfahrungswissen in einem spezifischen Berufs- oder Tätigkeitsfeld geht. Zweiteres ergibt dann Sinn, wenn unterschiedliche Tätigkeitsfelder oder Arbeitsprozesse unmittelbar aufeinander angewiesen sind und sich dabei auf ein gemeinsam zu erstellendes Produkt bzw. eine gemeinsame Dienstleistung beziehen. Der geteilte Erfahrungsraum verweist hier auf Position und Funktion in der Wertschöpfungskette. Auf der anderen Seite sollte der Transfer nicht nur kurzfristig gesichert und unterstützt werden. Dies kann u. a. durch eine nachhaltig in den Arbeitsprozess eingebettete, wiederholte Nutzung der VR, VR-bezogene Qualitätszirkel und wiederholte Evaluationen erreicht werden.

Der Anwendungsfall im Projekt aSTAR bezieht sich auf die Herstellung von Krananlagen,² an der zwei in der Wertschöpfungskette miteinander verbundene Unternehmen (Produktion und Dienstleistung) beteiligt sind. Gleichwohl sind die beiden Bereiche der Krantechnik (Entwicklung und Konstruktion) und des Kranservices (Montage, Wartung und Reparaturen) institutionell, personell und arbeitsorganisatorisch voneinander getrennt, so dass ein wechselseitiger Wissensaustausch nur sehr punktuell und nicht über alle Qualifikations- und Hierarchiestufen hinweg stattfindet. In der Konsequenz zeigt sich eine systematische Wissenslücke in der Wertschöpfungskette zwischen dem produzierenden Teil der Entwicklung und Konstruktion und den daran anschließenden Dienstleistungen der Montage, Wartung und Reparatur. Praktisch bedeutet dies u. a., dass für die Wartung wichtige Aspekte – etwa die Erreichbarkeit von Schalt- und Sicherungskästen am Kran in unterschiedlichen Umgebungen – in der Konstruktion nicht ausreichend berücksichtigt werden können. Das Ziel des Projektvorhabens besteht darin, diese Lücke zu schließen. Der Ansatz hierfür findet sich im vorhergehenden Kapitel (► Abschn. 10.4). Da das abstrakte Wissen über diese Herausforderungen und Lösungen allein nicht ausreicht, liegt der Fokus auf dem praktischen Nachvollzug von Montage- und Wartungsprozessen in eigens dafür entwickelten VR-Umgebungen. Praktische Lösungen typischer Herausforderungen in Kranmontage und -wartung werden damit für die Mitarbeiter*innen der Krantechnik unmittelbar erlebbar gemacht. Dieses Vorgehen fördert nicht nur formal-abstraktes Wissen, sondern ermöglicht die ganzheitliche Entwicklung von Kompetenzen, mit denen u. a. prospektiv auf bestehende und mögliche Herausforderungen des Services reagiert werden kann. Die Konstruktionsseite kann auf diese Weise bereits in der Entwicklung und im Entwurf von Krananlagen auf die spezifischen Anforderungen eingehen, mit denen Servicetechniker*innen regelmäßig in der Praxis umgehen müssen.

Die Kompetenzen, die entlang dieses Settings auf Seiten der Konstruktion entwickelt und gefördert werden, wurden nicht a priori festgelegt, sondern ergeben sich aus dem Zusammenspiel der Arbeitszusammenhänge der einzelnen Tätigkeitsbereiche. Dazu wurden Gespräche mit Beschäftigten beider Seiten geführt, Arbeitsprozessanalysen erstellt, die formalen und informellen Strukturen der Arbeitsorganisation rekonstruiert und Montage- und Wartungstätigkeiten an unterschiedlichen Kransystemen nicht-teilnehmend und offen beobachtet. Auf diese Weise konnten sechs Kompetenzbündel identifiziert werden, die für die Komplementarität von Kranservice und -technik eine herausgehobene Rolle spielen (◘ Abb. 10.2):

Prospektives Handeln: Durch den Einblick in den Erfahrungsraum der vor- bzw. nachgelagerten Bereiche und durch das Erleben und Erfahren ihrer spezifischen Herausforderungen kann vorausschauendes Handeln gestärkt werden. Organisationsinterne und -externe Unsicherheiten und Unwägbarkeiten werden proaktiv antizipiert und die eigene Tätigkeit vorausschauend daran ausgerichtet.

Nachvollzug: Die Arbeitszusammenhänge des Services können durch die erlebbare Simulation von prägenden Ausschnitten und typischen Herausforderungen im Kontext der spezifischen Konstellationen und Herausforderungen vor Ort (z. B. bei Kund*innen) in ihrem Ablauf verstanden und sinnhaft nachvollzogen sowie im Gesamtzusammenhang der Wertschöpfungskette verortet werden. Damit verbunden ist eine Einsicht in die Sinnhaftigkeit von zunächst unklaren Vorgehensweisen in der Praxis.

Innovation: Die VR-Umgebung bietet ein sicheres Umfeld für folgenloses Ausprobieren und Erproben. Zudem führt sie an atypische Lösungswege heran und eröffnet neue Einblicke in die Arbeitspraxis vor- und nachgelagerter Bereiche. Damit wird eine innovationsförderliche Perspektivenerweiterung angestoßen und proaktive Gestaltungskompetenz gefördert.

Transfer: Das Ausprobieren und geschützte, experimentelle Kennenlernen von arbeitsbezogenen Herausforderungen in der VR fördert die Abstraktion und Übertragung der erlebten Eindrücke und Erkenntnisse auf andersförmige oder neue Anforderungen der Praxis. Vor dem Hintergrund des eigenen Erfahrungswissens am Gegenstand zu lernen erleichtert das Identifizieren, Verstehen und Extrahieren von Kernprinzipien typischer Herausforderungen und Lösungswege, um sie in die eigene Arbeitspraxis zu übertragen.

Anerkennung: Durch den besseren Nachvollzug der komplexen Arbeitsrealitäten anderer wird die Fähigkeit zur Anerkennung fremder Arbeitsleistungen gefördert. Die Erkenntnis, dass hinter – von außen betrachtet – vermeintlich einfachen und klaren Arbeitsprozessen oftmals unerwartete und vielfältige Herausforderungen liegen, ist eine Grundvoraussetzung für anerkennendes bzw. würdigendes und ganzheitliches Arbeitshandeln.

Perspektivenübernahme: Durch die in der VR gemachten Erfahrungen wird die Fähigkeit zur wechselseitigen Perspektivenübernahme gefördert. Ein kompetenter Umgang bedeutet hier die Fähigkeit, gezielt in relevanten Situationen der eigenen Arbeit die Perspektive anderer Tätigkeitsbereiche und ihrer Beschäftigten einzunehmen, um so die eigenen Handlungsannahmen zu überprüfen und mögliche Konsequenzen für andere vorausschauend zu reflektieren.

Grundsätzlich können die hier aufgezeigten Kompetenzen auch durch die langfristige Zusammenarbeit der Bereiche der Krantechnik und des Kranservices außerhalb der VR – zum Beispiel durch gemeinsame Montage- und Wartungsarbeiten an realen Kranen – gefördert und entwickelt werden. Dies erfordert jedoch eine umfassende institutionelle und arbeitsorganisatorische Transformation beider Unternehmen. Im Vergleich dazu bietet die erfahrungsgeleitete Gestaltung von VR-Umgebungen eine niedrigschwellige, vergleichsweise kostengünstige und insbesondere auch übertragbare Lösung.

Um die Herausforderungen in der Montage- und Wartungspraxis zu rekonstruieren und in eine kompetenzförderliche VR-Umgebung zu überführen, wurde die in ► Abschn. 10.4 beschriebene erfahrungsgeleitete Gestaltung folgendermaßen umgesetzt:

Erfassung typischer Herausforderungen und individueller Lösungen im Kranservice: Um den Umgang mit herausfordernden Situationen in der Arbeitspraxis zu identifizieren, wurden zehn halbstandardisierte Interviews mit Mitarbeiter*innen des Kranservices und der Krantechnik geführt. Die Interviews hatten eine Dauer von ein bis eineinhalb Stunden. Damit auch die Wechselwirkungen der Arbeitsbereiche und ihre jeweilige Wahrnehmung des anderen Bereichs erfasst werden können, wurden Beschäftigte beider Bereiche interviewt. Auf diese Weise konnten besondere – d. h. ungeplante, gefährliche oder technisch wie organisatorisch herausfordernde – Situationen in der täglichen Arbeit der Servicemitarbeiter*innen ermittelt werden, für die diese Lösungskompetenzen entwickelt haben.

Auswertung der Interviews und Ergebnisaufbereitung: Die Interviews wurden transkribiert und computergestützt mit MAXQDA ausgewertet. Der Schwerpunkt der Auswertung lag darauf, besondere Herausforderungen zu identifizieren, die typisch für die Montage und die Wartung von Kranen sind, sich in ihrer Kernbedeutung aber auch auf andere Situationen übertragen lassen. In der Analyse ging es demnach darum, typische Problem-Problemlösungskomplexe (Praxistypen) zu identifizieren, die zum Zwecke einer VR-gestützten Kompetenzentwicklung simuliert werden können.

Szenarienentwicklung: Anhand der identifizierten Praxistypen wurden Lernszenarien für Montage und Wartung entwickelt. Dazu mussten zunächst typische Arbeitsprozesse mit ihrer inneren Logik sowie den üblicherweise darin eingebundenen Artefakten (Werkzeuge, Leiter, Kisten etc.) rekonstruiert werden. Dies erfolgte als eigenständiger Analyseschritt anhand der qualitativen Interviews und Beobachtungen. In die damit gewonnenen typischen Strukturen der beiden Arbeitsprozesse wurden in einem zweiten Schritt die für die angestrebte Kompetenzentwicklung relevanten Praxistypen verankert. Die Szenarien wurden in zwei Workshops mit Mitarbeiter*innen aus dem Kranservice und der Krantechnik evaluiert.

Agile technische Entwicklung: Parallel zur Konzeption und inhaltlichen Ausarbeitung der beiden Szenarien wurde die technische Entwicklung der VR-Umgebung angestoßen. Die einzelnen Entwicklungsschritte wurden im Abstand von einigen Wochen in vier Runden mit insgesamt sechzig Testnutzer*innen aus dem Kranservice und der Krantechnik in der VR erprobt, über Kurzinterviews nach der Nutzung dokumentiert und mit Hilfe qualitativer Verfahren validiert. Die Ergebnisse dieser Evaluationsrunden wurden vom interdisziplinären Projektteam stetig begleitet und in aufbereiteter Form an die technische Entwicklung vermittelt, die ihre einzelnen Schritte in agiler Weise wiederum angepasst und überarbeitet hat.

Abschließende Erprobung und Evaluation: Die finale Evaluation der VR-Umgebungen fand in einem zweitägigen Workshop mit zwölf Beschäftigten aus der Krantechnik und dem Kranservice statt. Die Szenarien wurden dabei mit kombinierten quantitativen und qualitativen Verfahren evaluiert: Die Nutzer*innen wurden vor und nach ihrem Gang in die VR über leitfadengestützte Kurzinterviews zu ihren bisherigen VR-Erfahrungen und ihren Erwartungen an die zu evaluierenden VR-Umgebungen befragt. Während der VR-Nutzung wurden die Nutzer*innen außerhalb und innerhalb der VR beobachtet. Die Beobachtungen wurden mit Hilfe eines standardisierten Bogens festgehalten; zusätzlich wurden die VR-internen Abläufe und Kommunikationsprozesse aufgezeichnet. Durch die doppelte Beobachtung können einerseits umwelt- und VR-bedingte Störfaktoren abgeschätzt werden, andererseits ließ sich auf diese Weise besser nachvollziehen, an welchen Stellen die VR-Szenarien ein gutes Immersionserlebnis bieten, auf welche Weise Kollaboration hilfreich sein kann und ob die Anweisungen und Abläufe innerhalb der VR für die Nutzer*innen intuitiv verständlich sind. Nach der Nutzung wurden halbstündige Interviews mit den Proband*innen durchgeführt, die auf besondere Vorkommnisse, die von den Nutzer*innen selbst oder den Forscher*innen über die interne bzw. externe Beobachtung wahrgenommen wurden, fokussierten. Die Ergebnisse des Evaluationsworkshops stellen die Grundlage für abschließende Korrekturen, Ergänzungen und Verbesserungen der VR-Umgebungen dar.

Implementierung und Verstetigung im Arbeitsalltag: Um die Nutzung der VR-Umgebungen im Arbeitsalltag langfristig zu sichern, müssen auf Seiten des Unternehmens und der Mitarbeiter*innen mehrere Entscheidungen getroffen werden. Dazu zählt, dass im Arbeitsalltag genügend und bewusst gewählte zeitliche Spielräume vorhanden sein müssen, um die VR-Szenarien sinnvoll zu nutzen. Dies kann entweder in regelmäßigen Abständen im Sinne einer Aktualisierung und Weiterentwicklung bestehender Kompetenzen geschehen oder aber bedarfsorientiert erfolgen – etwa, wenn neue Krantypen eingeführt werden, die neue Schritte und Tätigkeiten innerhalb der Montage- und Wartungsabläufe erfordern. Darüber hinaus müssen geeignete Möglichkeiten gefunden werden, um die Übertragung der in der VR angeeigneten Kompetenzen in die eigene Arbeitspraxis zu unterstützen, z. B. durch Erfahrungsaustausch und die kollaborative Nutzung der VR-Umgebungen durch Mitarbeiter*innen des Kranservices und der Krantechnik. Die VR-Nutzung sollte zudem nicht als belastende Unterbrechung der Arbeit wirken. Im beschriebenen Anwendungsfall wird daher ausgelotet, wie die VR-Umgebungen die herkömmliche CAD-Konstruktion mit der bereits bestehenden, halbautomatisierten Übertragbarkeit von CAD-Daten in dreidimensionale VR-Modelle unterstützen und mit der sehr kurzen Übertragungszeit als zusätzliches Konstruktionstool genutzt werden können.

In diesem Beitrag haben wir eine Gestaltungsmöglichkeit von VR-Umgebungen für die arbeitsintegrierte Kompetenzentwicklung beschrieben, die als Ausgangspunkt die Erfassung konkreter, in der Arbeitspraxis situierter Herausforderungen und deren Lösungen hat. Wir haben dieses Verfahren als erfahrungsgeleitet bezeichnet, da es an den impliziten wie expliziten Fähigkeiten, Fertigkeiten und Wissensbeständen arbeitender Individuen ansetzt und diese prozesshaft in VR-gebundene Abläufe integriert. Um VR als einen handlungspraktischen Erfahrungsraum für die arbeitsbezogene Kompetenzentwicklung zu gestalten, reicht es nicht aus, ein möglichst konkretes Abbild bzw. einen digitalen Zwilling von Arbeitsumgebungen zu schaffen. Vielmehr geht es darum, in der VR neue Erfahrungsmöglichkeiten zu generieren, die auf einer Virtualisierung der Strukturen erfahrungsgesättigter Situationen, Abläufe und Prozesse beruhen. Diese stehen für vielfältige reale Problemlagen und Herausforderungen, in denen von den Nutzer*innen die zu entwickelnden übertragbaren Kompetenzen gefordert werden. Folgt man der Überlegung, dass verschiedene „types of virtual objects, actions, and events qualify as real, in the sense that they do not just simulate but ontologically reproduce the entity that they are an imitation of“(Brey, 2014, S. 53), wird klar, dass es hier erheblichen weiteren Forschungsbedarf gibt. Wie etwa die Materialität des Digitalen und Virtuellen zu bestimmen ist, ist nach wie vor ein offener Punkt – auch und gerade mit Blick auf den unmittelbaren Anwendungsbezug der VR-Technologie und dem handlungspraktischen Umgang mit ihr. Wie das Beispiel der VR-gestützten erfahrungsgeleiteten Kompetenzentwicklung entlang von Montage- und Wartungstätigkeiten gezeigt hat, kann das Wechselverhältnis von realer und virtueller Praxis jedoch für die Belange der Arbeitswelt fruchtbar gemacht werden. Auch wenn sich Erfahrungswissen und Kompetenzen nicht direkt von Mensch zu Mensch übertragen oder formal in Objekten speichern lassen, zeigt sich eine inhaltliche Verwandtschaft zwischen gegenstandsbezogenen Situationskonstellationen und den erfahrungsbasierten Kompetenzen, die zu ihrer erfolgreichen Bewältigung notwendig sind. Die Simulation empirisch reichhaltiger und bedeutungsvoller Situationen in VR bietet die Möglichkeit, einen nachhaltigen Transfer in die Arbeitswelt zu etablieren. Herausfordernde Situationen und Inhalte, die grundlegende Orientierung an der realen Arbeitspraxis und die Erfahrungen der beteiligten Akteure sowie deren partizipative Einbindung sind an dieser Stelle entscheidend – nicht jedoch die exakte Eins-zu-Eins-Abbildung von Objekten und Prozessen.