Eine Frau schaut durch die Brille, die in einem großen schwarzen Helm eingebettet ist. Aus verschiedenen Ecken des Raumes dringen Waldgeräusche. Ein Vogel zwitschert hier, eine Brise flüstert dort. Sie bewegt sich langsam durch den Raum. An der Wand wird ein flacher digitaler Wald projiziert, so dass sich die Betrachter eine ungefähre Vorstellung von ihrer Umgebung machen können, aber vor ihrem geistigen Auge taucht dieser Student nicht mehr in einem kleinen, engen Raum in einem Universitätslabor auf. Dank dieses schwarzen Helms geht sie durch den Wald.

In einer Minute hat sie einen Joystick, der aussieht und vibriert wie ein Kettensäge, und sie hat gebeten, einen Baum zu fällen. Als sie die Aufgabe erfüllt, spürt sie den gleichen Widerstand, den sie fühlen könnte, wenn sie einen echten Baum fällen würde. Wenn sie diesen Wald verlässt und in die "echte" Welt zurückkehrt, wird ihr Papierverbrauch um 20 Prozent sinken und sie wird eine messbare Präferenz für Recyclingpapierprodukte zeigen. Diese Auswirkungen werden sich in den nächsten Wochen fortsetzen, und die Forscher gehen davon aus, dass es sich um eine dauerhafte Verlagerung handelt.

Im Vergleich dazu werden Schüler, die sich ein Video über die Entwaldung ansehen oder einen Artikel zu diesem Thema lesen, bis zu diesem Wochenende ein erhöhtes Bewusstsein für Papiermüll zeigen - aber sie werden bis zum Ende der Woche zu ihrem Ausgangsverhalten zurückkehren.

Kultivierung von umweltbewusstem Verhalten

Angesichts der Unwahrscheinlichkeit, dass jedes Kind eine "wilde" Naturerfahrung hat, sind Forscher auf der Suche nach anderen Wegen, umweltbewusstes Verhalten zu kultivieren. Die Baumschnittstudie ist eine von viele dass die Stanford University in ihrer Virtual Human Interaction Lab In den letzten Jahren versuchte ich herauszufinden, inwieweit eine simulierte Erfahrung das Verhalten beeinflussen kann. Und es ist Teil einer wachsenden Forschungsgruppe, die darauf hindeutet, dass virtuelle Erfahrungen einen starken Katalysator für ansonsten apathische Gruppen bieten können, damit sie anfangen, sich um Probleme zu kümmern und Maßnahmen zu ergreifen, einschließlich des Klimawandels.

Das ist wichtig, denn obwohl die Zeit, die in der Natur verbracht wird, sich als sehr nützlich für die menschliche Gesundheit erwiesen hat, hängt die Frage, ob Menschen die Gunst zurückzahlen, eher von den Naturerfahrungen ab, die sie in ihrer Jugend haben. In einem 2009 Studie veröffentlicht in der Zeitschrift Plus eins, Forscher von der Universität Pretoria in Südafrika fanden heraus, dass Menschen, die Zeit mit Wandern und Rucksackreisen verbrachten, eher bereit waren, Naturschutzbemühungen ein Jahrzehnt oder später zu unterstützen, diejenigen, die Nationalparks besucht oder Zeit als Kinder verbracht hatten, eher dazu tendierten alles, um die Umwelt zu unterstützen.

An frühere Studie über die Beziehung zwischen Naturerlebnissen und Umweltbewusstsein festgestellt, dass während diejenigen, die ihre Jugend in "wilden" Natur verbracht hatte - definiert als wandern oder spielen in den Wäldern - waren eher Umweltschützer als Erwachsene, diejenigen, die "domestiziert" ausgesetzt waren Natur - definiert als Besuche in Parks, Blumen pflücken, Samen pflanzen oder Gärten pflegen - waren es nicht. Angesichts der Unwahrscheinlichkeit, dass jedes Kind eine "wilde" Naturerfahrung hat, sind Forscher auf der Suche nach anderen Wegen, umweltbewusstes Verhalten zu kultivieren.

Befähigung der Schüler zur Kontrolle

Die neueste Arbeit mit virtueller Realität baut auf ungefähr einem halben Jahrhundert von Verhaltensstudien auf, die darauf hinweisen, dass die Bereitschaft von Menschen, ihr Verhalten zu verändern, direkt mit unserem Kontrollgefühl korreliert.

Die Befürworter der virtuellen Realität denken, es mit nach Hause, die Auswirkungen des Klimawandels treiben helfen könnte, und die Menschen fühlen sich ermächtigt, etwas über it.Climate Veränderung zu tun, wie viele große Umweltfragen, ist ein Problem, über das nur wenige Menschen das Gefühl haben, einen direkten Einfluss haben - wohl oder übel.

Wie Forscher Sun Joo (Grace) Ahn und Jeremy Bailenson in einem schrieben bevorstehendes Papier in der Zeitschrift Computer und menschliches VerhaltenEinzelne Maßnahmen im Mikromaßstab, z. B. das Nichtrecycling von Papier oder die Unterstützung bestimmter politischer Maßnahmen, können im Laufe der Zeit zu negativen Umweltfolgen wie Entwaldung führen, die sich wiederum über viele Jahre auf die Klimatrends auswirken. Aber die langen Zeitrahmen und der enorme Umfang schaffen eine gefährliche Trennung. Während 97 Prozent der seit 1991 veröffentlichten, von Experten begutachteten klimawissenschaftlichen Forschungsarbeiten darauf hinweisen, dass menschliche Aktivitäten nur einen wesentlichen Beitrag zum Klimawandel leisten die Hälfte der Amerikaner Siehe den Link.

Befürworter der virtuellen Realität sind der Meinung, dass dies dazu beitragen könnte, die Auswirkungen des Klimawandels nach Hause zu bringen und die Menschen dazu zu bringen, etwas dagegen zu unternehmen. "Wenn Menschen das Gefühl haben, dass ihr Verhalten das Wohlbefinden der Umwelt direkt beeinflusst, ist es wahrscheinlicher, dass sie sich Sorgen um die Umwelt machen und diese aktiv pflegen", schrieb Ahn und Bailenson.

Bailenson, ein kognitiver Psychologe und Gründungsdirektor des Virtual Human Interaction Labs von Stanford, sieht besonderen Wert in der virtuellen Realität im Zusammenhang mit dem Klimawandel, weil er eine Kombination von realen Erfahrungen mit grenzenlosen Möglichkeiten ermöglicht: Das Gehirn behandelt die virtuelle Erfahrung als real, aber am Gleichzeitig weiß, dass in der Simulation alles möglich ist.

"Man kann viszeral unterschiedliche Zukunftsperspektiven erleben und Erfahrungen aus erster Hand über die Konsequenzen menschlichen Verhaltens sammeln", sagt Bailenson.

Teacher Tech: Erweiterte und virtuelle Realität in Schulen

Forscher, die sowohl an virtueller als auch an erweiterter Realität arbeiten - in denen mobile Apps auf Smartphones oder Tablets Informationen über die Realität überlagern - experimentieren zunehmend mit diesen Technologien als Lernwerkzeuge. Mehrere Universitäten, darunter Stanford, Harvard und MIT, pilotieren den Einsatz von Augmented und Virtual Reality in Mittel- und Oberschulen.

Und Museen, die mehr Flexibilität genießen und außerhalb der Lehrplananforderungen und Testergebnisse arbeiten, haben die Idee voll und ganz angenommen. Wissenschaftsmuseen und Zoos an beiden Küsten nutzen die Technologie in Ausstellungsobjekten und setzen Augmented-Reality-Apps ein, die Besucher auf ihren Handys oder auf mobilen Geräten mit Museumsbezug nutzen können, um mehr über das zu erfahren, was sie sehen.

"Das Verständnis für komplizierte Probleme wie den Klimawandel erfordert einen Perspektivwechsel in Bezug darauf, wie man das Problem sehen will", sagt Amy Kamarainen, Co-Direktorin von Harvard ÖkoMOBIL und EcoMUVE Projekte. "Wir versuchen das, indem wir Kinder in Umgebungen eintauchen lassen, die ähnliche Elemente wie reale Systeme haben, aber etwas vereinfacht sind, um Kinder dort zu treffen, wo sie sind. Wir legen sie in komplexe Welten, geben ihnen aber die Werkzeuge, um auszupacken, was passiert. "

EcoMUVE: Eine virtuelle Mehrbenutzerumgebung

EcoMUVE, eine computergestützte virtuelle Umgebung für mehrere Benutzer auf Desktop-Computern mit einem simulierten Teichökosystem, wurde von der Harvard University entwickelt, um Studenten grundlegende biologische Prozesse wie Photosynthese und Zersetzung sowie Systeme beizubringen, die über komplexe Umweltprobleme nachdenken. Das Harvard-Team hat kürzlich EcoMOBILE gestartet, eine entsprechende Augmented-Reality-App, mit der Schüler die EcoMUVE-Erfahrung mitnehmen, Daten vor Ort sammeln und „sehen“ können, was unter der Oberfläche vor sich geht und was in der Vergangenheit in einem Ökosystem passiert ist .

EcoMUVE wurde ursprünglich in Schulen in Massachusetts und New York getestet, ist aber jetzt Zum Download verfügbar von jeder Schule, und wird in den Vereinigten Staaten und in anderen Ländern, einschließlich Indien und Mexiko verwendet. EcoMOBILE wird derzeit an Schulen in Massachusetts und New York getestet.

Einige Massachusetts High Schools haben auch eine von MIT entwickelte Augmented-Reality-App namens Time Lapse 2100 getestet, bei der die Benutzer verschiedene Richtlinien festlegen müssen, die sich auf die Umgebung auswirken, und ihnen dann zeigt, was passieren würde, wenn diese Richtlinien umgesetzt würden. In diesem Herbst werden Bay Area-Schulen das Stanford Coral Reef testen, ein Virtual-Reality-Spiel, bei dem die Teilnehmer zu einem Korallenstück in einem Riff werden, das von der Ozeanversauerung betroffen ist. Alle drei Universitäten arbeiten auch mit Museen und wissenschaftlichen Lernzentren zusammen, um ihre Technologie in Lernerfahrungen zu integrieren.

„Ich war zunächst nicht auf die Idee der Augmented Reality verkauft“, sagt Kognitionswissenschaftler Tina Grötzer, Professor in Harvard Graduate School der Ausbildung und der Co-Principal Investigator für die beiden EcoMUVE und ECOMOBILE Projekte. Grotzer verbrachte mehrere Jahre als Lehrerin selbst, bevor sie nach Harvard ging, um zu erforschen, wie Kinder lernen, insbesondere, wie sie Naturwissenschaften lernen. Grotzer sagt, es sei das Potenzial der Technologie, den Unterricht in Umweltwissenschaften voranzutreiben, der sie überzeugt hat. "Mit Physik kannst du ein Experiment machen, und Kinder können sofort sehen, worüber du redest. Mit der Umweltwissenschaft haben wir versucht, ein Zerlegungsexperiment zu machen, aber Sie setzen das Experiment auf und dann 12 Wochen später passiert etwas. Bis dahin haben die Kinder das Interesse völlig verloren. "

Denn es ist schwierig für Kinder, etwas zu begreifen, was sie nicht sofort sehen können, erklärt Grotzer. Augmented Reality ermöglicht es den Lehrern, diese Vision zu erweitern, oder was Gelehrte als "ein" bezeichnen Aufmerksamkeitsrahmen, und das Unsichtbare greifbarer machen. Zum Beispiel bringen Lehrer Kinder zu einem nahegelegenen Teich und zeigen ihnen mit EcoMOBILE, wie die Stadt vor Jahren Müll in 60 abgeladen hat und fast den heutigen, unberührten natürlichen Teich ausgefüllt hat. Die App zeigt ihnen, wie Pflanzen rund um den Teich das Sonnenlicht in Energie verwandeln und enthüllt, was das mikroskopisch kleine Teichleben unter der Wasseroberfläche macht. Es führt sie auch durch die reale Sammlung von Wasserproben, die es ihnen hilft zu analysieren.

"Ich habe diese Exkursionen mitgemacht und gesehen, wie die Technologie sie eher in die Umgebung eintauchen lässt, als sie abzulenken", sagt Grotzer.

Die Schüler nutzen Smartphones, um Fotos und Notizen zu machen und zu dokumentieren, was sie sehen: die Klarheit des Teichwassers, das Wetter, Beschreibungen ihrer Proben, verschiedene Arten von Käfern und Vögeln. Und sie können auch in ihrem eigenen Tempo lernen.

"Wenn eine Studentin eine Frage hatte, musste sie bei einem regelmäßigen Exkurs den Moment verlassen, der die Frage antrieb und den Lehrer fragen", sagt Grotzer. "Der Lehrer würde die Bedürfnisse von 30-Kindern erleichtern. Auf diese Weise können sie die Antwort selbst finden und im Moment bleiben, sich mit dem beschäftigen, was sie sehen. "

Ein Stück Koralle in einem versauerten Ozean werden

In Stanfords Korallenriff verkörpern die Schüler ein hohes Stück purpurner Koralle vor der Küste Italiens, in der Nähe von Ischia. Im Laufe einer 14-Minuten-Lektion lernen sie, wie sie in einem von Ozeanversauerung betroffenen Gewässer Korallen sind. Am Anfang ist der umgebende Ozean mit einer Fülle von Meeresleben gefüllt. Wellen um das Riff werden durch Bodenschwingungen und Meeresrauschen simuliert. Ein Labortechniker berührt den Teilnehmer periodisch mit einem Stock in synchronisierten Bewegungen, um mit dem übereinzustimmen, was er als ein Fischernetz sieht, das auf das Riff trifft. Dann setzt die Versauerung ein. Das Meeresleben beginnt überall abzusterben. Das Riff beginnt seine Farbe zu verlieren, ebenso wie das Korallenstück, das der Teilnehmer verkörpert hat.

Bailenson und sein Team haben die Simulation mit College-Studenten getestet und gezeigt, dass es dazu geführt hat, dass sich die Schüler mehr darum gekümmert haben, was mit Korallenriffen passiert. Das Team verfolgte diese Teilnehmer über Wochen hinweg und verglich sie mit einer Gruppe, die einfach ein Video über die Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Korallenriffe gesehen hatte. Die durch die Virtual-Reality-Erfahrung katalysierte Veränderung der Haltung dauerte länger als jede Verschiebung des Videos.

Smartphones für alle

Ob Schulen sich für eine Augmented-Reality-Tablet-App entscheiden, die Schüler auf dem Schulhof auf die biologischen Prozesse im Komposthaufen weist, oder eine landschaftsbasierte Smartphone-App (wie EcoMOBILE oder Zeitraffer 2100) für eine Exkursion, oder eine Desktop-Erfahrung (wie EcoMUVE), die im Computerlabor der Schule verwendet werden kann, sind sie mit steilen Tabs für Hardware und Software konfrontiert.

Hardware für Virtual-Reality-Simulationen bleibt für die meisten Schulen zu teuer, obwohl die Kosten sinken: Virtuelle Headsets wie das Oculus Rift kosten den Konsumenten jetzt $ 350. Eine Schule könnte möglicherweise ein paar Headsets für ein Virtual-Reality-Spiel kaufen, das vier Schüler gleichzeitig spielen könnten, während der Rest der Klasse sich mit einer Augmented-Reality-Komponente auf Desktops in der Nähe beschäftigt.

Wenn virtuelle und erweiterte Realität einen messbaren Einfluss darauf haben sollen, wie zukünftige Generationen den Klimawandel verstehen und angehen, wird der Zugang zu allen sozioökonomischen Klassen von zentraler Bedeutung sein. Trotz der zunehmenden Vielfalt von Optionen und fallenden Preisen wollen Schulen diese Technologien einsetzen im Klassenzimmer stehen eine Reihe von Herausforderungen.

Wenn virtuelle und erweiterte Realität messbare Auswirkungen darauf haben sollen, wie zukünftige Generationen den Klimawandel verstehen und angehen, ist der Zugang über alle sozioökonomischen Klassen hinweg von entscheidender Bedeutung. Kamarainen sagt, dass in einigen Schulbezirken mit höherem Einkommen die Schüler ihre eigenen Geräte benutzen könnten. In vielen Schulbezirken des Landes hat die Mehrheit der Schüler jedoch kein Smartphone. Das Mobilfunkunternehmen Kajeet hat begonnen, dieses Problem zu lösen, indem es Schuldatenpakete anbietet, die WLAN mit schulverwalteter Filterung bereitstellen, damit sie Zeitlimits für die Nutzung festlegen können, sodass Kinder von der Schule bereitgestellte Tablets nur für schulbezogene Arbeiten mit nach Hause nehmen können.

In den Schulen, in denen Kamarainen arbeitet, stellt Harvard seinen Schülern Smartphones zur Nutzung auf Exkursionen zur Verfügung und bezahlt Kajeets Wi-Fi und Datendienst (zwei bis drei Cent pro Megabyte pro Gerät). Die Harvard-Apps funktionieren sowohl auf Smartphones als auch auf Tablets. Daher ist es möglich, dass eine der Tausenden von US-Schulen, die in den vergangenen zwei Jahren Tablets gekauft oder mit Tablets ausgezeichnet haben, sich bei Kajeet anmelden, um die Nutzung dieser Apps auf dem Campus zu ermöglichen . Branchenanalysten schätzen Die US-Schulen werden bis Ende 3.5 weitere 2014 Millionen Tablets kaufen, und mehrere Unternehmen, darunter Intel, AT & T, Fox und Qualcomm, haben gemeinnützige Initiativen gestartet, um Tablets in Schulen zu verteilen.

Fortschritt kann auf dem langen Weg gesehen werden

Selbst wenn es Unternehmen wie Kajeet gelingt, Hardware für Schulen erschwinglicher zu machen, stehen Entwickler von virtuellen und Augmented Reality-Lösungen noch vor einem langen Weg, um zu sehen, dass ihre Programme in der Bildung weit verbreitet sind. Zu den logistischen Herausforderungen gehören die Sicherung der Finanzierung von Pilotversuchen, die Budgetierung von Mitteln für den Kauf neuer Technologien, die Schulung von Mitarbeitern und der Gewinn von Buy-In durch Eltern, Lehrer und Administratoren.

"Es gibt immer wieder Auseinandersetzungen zwischen der Realität dessen, was in einem Klassenzimmer passiert, und dem, was Forscher gerne in einem Klassenzimmer erleben würden", sagt Paul Olson, ein Outreach - Spezialist an der Spiele lernen GesellschaftOder GLS, an der Universität von Wisconsin in Madison, der seit mehr als drei Jahrzehnten der siebten Klasse unterrichtet. Er sagte, dass viele seiner Zeit in diesen Tagen ausgegeben erklären die Forscher, wie das Leben "in den Gräben" und die Förderung der Lehrer mit GLS Spiele zu experimentieren die Schüler zu motivieren, die "wirklich reagieren nicht auf einen Vortrag oder ein Kapitel in ein Buch, sondern programmieren überall etwas. "

Hier könnten Museen mit diesen Technologien Lücken füllen. "Ein Museum hat die Freiheit, die strengen Richtlinien und Anforderungen zu umgehen, an die die Schulen gebunden sind", sagt Dan Wempa, Vizepräsident für externe Angelegenheiten der New York Hall of Science in Queens, wo täglich etwa 1,200-Studenten Exkursionen machen während des Schuljahres.

Die neueste Ausstellung des Museums, Verbundene WeltenMit den Anregungen von Kamarainen werden die Besucher in eine digitale, interaktive Welt eintauchen, die zeigt, wie sich ihre Handlungen auf die Umwelt auswirken. In einem Teil der Ausstellung fügen die Besucher der Umgebung Wasser hinzu und eine Pflanze blüht auf. In einem anderen fügen sie zu viel hinzu und verursachen Überschwemmung. Die Ausstellung bringt die Natur zusammen, um den Schülern zu zeigen, wie ihre individuellen und gemeinschaftlichen Handlungen das Pflanzen- und Tierleben, sauberes Wasser und frische Luft schädigen oder erhalten.

"Die Schüler wissen, dass Wasser wichtig ist, aber sie sagen: Ich habe nicht gemerkt, dass es so ist zur Verbesserung der Gesundheitsgerechtigkeit wichtig, und ich habe nicht realisiert, dass das, was ich hier drüben mache, jemanden dort drüben betrifft ", sagt Wempa.

Elterliche Sorge

"Ich bin nicht scharf darauf, dass meine Kinder in diese Art von Technologie eingetaucht sind", sagt Megy Karydes, eine Marketingberaterin und Mutter von zwei (Altersstufen 7 und 9) in Chicago. "Wir beschränken die Exposition unserer Kinder auf Elektronikgeräte sehr, weil ich sie nicht süchtig machen will. Auf der anderen Seite ist mir klar, dass sie wissen müssen, was in der Welt vor sich geht. Ich balanciere es aus, aber wenn ich mich auf die Seite der Vorsicht begeben müsste, würden wir lieber wandern gehen als sie auf einen Bildschirm zu starren. "

Karydes 'Anliegen sind bei Eltern verbreitet.

"Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Eltern diese Spiele betrachten", sagt Eric Klopfer, der das Scheller-Lehrerausbildungsprogramm des MIT leitet, Time Lapse 2100 entwickelte und seit 2009 den Gebrauch von Augmented Reality in der Bildung erforscht. "Einer ist, 'Großartig. Mein Kind ist draußen, aber er hat immer noch das Telefon in der Hand, "und das andere ist, dass das Mobilgerät und das Spiel ihr Kind tatsächlich nach draußen bringen."

Kamarainen und Grotzer haben auch Bedenken der Eltern bezüglich der Technologie, die die Naturerfahrung der Kinder unterbricht, gehört und sie haben hart daran gearbeitet, Spiele zu entwickeln, die ihrer Meinung nach die Beziehung zur Natur ergänzen, anstatt davon abzulenken.

Die ECOMOBILE Pilot hat sich um 1,000 Studenten enthalten, so weit, und Kämäräinen sagt sie konsequent darüber sprechen, wie die Augmented-Reality-Stück hilft ihnen, Dinge in ihren Gemeinden los, um zu sehen, dass sie nie die Aufmerksamkeit auf, bevor bezahlt.

"Sie sagen, dies hilft ihnen, die Augen für die Umwelt zu öffnen, die sie umgibt", sagt Kamarainen. "Sie sind sich dessen bewusster und bewusster und sie schenken der natürlichen Welt mehr Aufmerksamkeit."

Letztendlich sagen Befürworter, dass diese Spiele nicht nur die Beziehung der Schüler zur Natur ergänzen und verbessern, sondern ihnen auch beibringen, systematisch zu denken und ihre eigenen Rollen zu sehen, wenn sie ihre Welt schädigen oder verbessern.

"Die jüngeren Kinder sagen: 'Ich kann eine Welt erschaffen!'", Sagt Wempa, "und die älteren Kinder sagen:" Ich mag das, weil es sich anfühlt, als hätte ich die Kontrolle und als Kind habe ich nie die Kontrolle von allem. Das überträgt sich. Sie verstehen, dass Handlungen Konsequenzen haben und dass sie die Ergebnisse beeinflussen können. "

Dieser Artikel erschien auch auf ENSIA

Über den Autor

Amy Westervelt ist Umweltjournalistin und lebt in Truckee, Kalifornien. Ein Mitbegründer des Berichtsprojekts Klima VertraulichAmy's Arbeit wurde kürzlich im Wall Street Journal, Fast Company und im Guardian UK veröffentlicht.

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