Wenn Sie sich für einen Abschluss in Geologie entscheiden, sollten Sie darauf vorbereitet sein, Zeit in der Natur zu verbringen, wo Sie gebeten werden, Gesteine zu finden und zu analysieren, die Ihnen helfen, die Funktionsweise des Planeten zu verstehen. Unter den wachsamen und urteilenden Augen Ihrer Ausbilder werden Sie merkwürdige Felsvorsprünge skizzieren, Steine in Stücke schlagen, Kristalle durch ein Vergrößerungsglas betrachten und gelegentlich sogar Steine lecken.
Als die Pandemie im März 2020 ausbrach, gab es diese schillernden, aber stressigen Feldschulen nicht mehr. Geologielehrer auf der ganzen Welt waren sich nicht sicher, was sie tun sollten. Viele kamen natürlich zu dem Schluss, dass es keine Möglichkeit gab, diese praktische Lernerfahrung zu wiederholen, und begnügten sich damit, aber Matthew Genge, ein Planetenwissenschaftler am Imperial College London (ICL), hatte eine Offenbarung.
Durch Zufall war er ein Jahrzehnt zuvor zum Videospieldesign gekommen. „Es geht darum, Probleme zu lösen“, sagt er. „Sie bekommen diesen Erfolgsrausch, wenn Sie etwas zum Laufen bringen oder eine Herausforderung meistern.“
Einer seiner Kollegen, der ICL-Geowissenschaftler Mark Sutton, hatte sich ebenfalls in derselben digitalen Sandbox versucht. Also beschlossen sie, ihre Fähigkeiten in der Pädagogik einzusetzen: Sie bauten Videospielversionen der Exkursionen, die ihre Studenten normalerweise machen würden, wo sie die gleichen Techniken üben und mehr über den Planeten lernen konnten, genauso wie sie es in der realen Welt tun würden . .
Alles begann mit einer 3D-Nachbildung von Sardinien (und dem Ätna auf Sizilien), wo sich die Schüler vermehrten, nach alten Fossilien suchten, nach Vulkangestein suchten und eine verlassene Silbermine erkundeten. Aber wie bei allen guten Videospielen ging es schnell bergab. Es dauerte nicht lange, bis die Schüler Raumschiffe flogen, feindliche Jäger abwehrten und versuchten, einen guten Platz für die Landung auf einem Asteroiden zu finden (um seine Chemie zu studieren).
Diese innovative Lockdown-Umgehung war eine Alternative zur Feldgeologie, aber auch ein Ort für Studenten, um während der Lockdown-Isolation Kontakte zu knüpfen, und eine Flucht vor den üblichen logistischen Problemen der Feldarbeit, von der Finanzierung über Zeitbeschränkungen bis hin zu Verletzungen.
Trotz dieser Herausforderungen berichten Geologiestudenten oft, dass ihre Feldarbeit einer der Höhepunkte ihrer Universitätserfahrung ist. Als die Flüge eingestellt wurden und die Sperrungen begannen, war schmerzlich klar, dass die Schüler nicht in der Lage sein würden, das Feld zu erreichen. „Wie alle anderen saßen wir für kurze Zeit in Verleugnung“, sagt Genge.
Aus Auslandsreisen wurden virtuelle Meetings, bei denen sich Studierende digitale Fotos ansahen, während sie auf Google Street View klickten. „Es hat einen gewissen Wert, aber es war so anstrengend für die Schüler“, sagt Genge. „Es ist schrecklich. Es war, als würde man sich die Nase drin reiben. Nichts ist vergleichbar damit, auf dem Platz zu stehen, also begannen Sutton und Genge, ihr Hobby zu untersuchen, um dies zu simulieren. „Ich wollte, dass sie diese Erfahrung [auf dem Feld] haben. “, sagt Genge.
Im Jahr 2019 brachte Sutton eine Drohne nach Sardinien – einem der üblichen Orte für Exkursionen – und machte eine Reihe von Fotos der Orte, die sie besuchten, um Geologie zu lernen. Ein Jahr später verwendete Genge diese Fotos zusammen mit einem maßgeschneiderten Computercode, um eine virtuelle Version des Untersuchungsgebiets zu erstellen.
Im (realen) Bereich wäre das Ziel, sich einen Ort anzuschauen, ihn wissenschaftlich zu studieren, eine Forschungsfrage zu stellen und dann zu versuchen, sie zu beantworten. Dasselbe Szenario spielte sich in der von Genge und Sutton geschaffenen virtuellen Welt ab.
Zum Beispiel ist ein Gebiet, das vor 330 Millionen Jahren einst ein See war, heute voller Pflanzen- und Tierfossilien. Es gibt sogar alte Regenspuren, die kleine Einkerbungen hinterlassen haben, die natürlich erhalten geblieben sind. Einige dieser Abdrücke sind in eine Richtung verlängert, was zur Schätzung der Windgeschwindigkeit verwendet werden kann. Ein Student könnte diese Regenabdrücke finden, sie in hoher Auflösung untersuchen und dann etwas darüber schreiben, wie sie verwendet werden könnten, um zu verstehen, wie die Erdatmosphäre zu dieser Zeit war.
Die Schüler waren engagiert und die Qualität ihrer Arbeit ähnelte der, die die Ausbilder in früheren Saisons auf diesem Gebiet gesehen hatten. „Zwei der Projekte standen kurz vor der Veröffentlichung“, sagt Genge.
Normalerweise wäre ein menschlicher Ausbilder da, um zu helfen, aber das war bei diesen Einzelspieler-Spielwelten nicht möglich. An ihrer Stelle folgte ein kleiner Flugroboter den Schülern und führte sie zu geologischen Kuriositäten. „Ich habe ihr eine ziemlich freche Persönlichkeit verliehen“, sagt Genge. Sie neckte die Schüler, wenn sie ahnungslos aussahen, und bezog sich manchmal auf Chris Hemsworth.
Das Ziel war ernst, aber es war immerhin ein Spielgerät, und Genge und Sutton konnten einigen unerwarteten Ablenkungen nicht widerstehen. Eine prekäre Klippe im realen Sardinien wurde in der virtuellen Version zu einem Ort, an dem die Schüler ins Meer geworfen wurden, woraufhin ein Hai sie verjagte, als sie zu einer nahe gelegenen Insel schwammen.
Für die nächste Version verbrachte Genge drei Wochen in den schottischen Highlands, fuhr und machte zahlreiche Drohnenfotos, mit denen er die Landschaft um das Dorf Kinlochleven nachstellte, ein weiteres Ausflugsziel vor der Pandemie. . Er baute Wasserfälle, pflanzte 30.000 Bäume und bevölkerte (in einem vielleicht unnötigen Akt der Realitätstreue) die Hügel mit Mücken. Sein Sohn Harry baute die Gebäude – Zufluchtsorte vor Mücken.
Zu diesem Zeitpunkt gab es einen weiteren Entwicklungsmeilenstein: Sutton hatte eine Multiplayer-Version des Spiels fertiggestellt, bei der alle Schüler als Avatare im selben Raum existieren, mit ihrer Stimme kommunizieren, auf Dinge zeigen, Orientierungen und Gesteinsarten messen und geologische Bänder zeichnen konnten auf einer Karte. „Und das machte den Unterschied“, sagt Genge. „Plötzlich wurde es so viel realer.“
Während die Schüler das Gebiet bereisten und wie üblich ihre geologischen Karten ausfüllten, überprüften die Ausbilder ihre Fortschritte. „Ich konnte sehen, dass es effektiv war, weil sich die Studenten wie Studenten benahmen“, sagt Genge. Jeder hatte Quads, „also gab es eine Reihe von Rennen statt Kartografieren.“ Ein Student schrieb ihm höflich eine SMS und fragte, wie man ein Quad aus einem Baum herausbekommt. Und nach Feierabend nutzten die Studenten die digitale Dimension Schottlands, um einfach abzuhängen.
In den Unterricht kam eine Einheit über Meteoriten, eine neue Ergänzung des Lehrplans. Genge fragte sich, wie diese acht Vorlesungen während der Zeit vor der Pandemie interessant bleiben könnten: Die Abteilung hatte nur fünf Meteoritenproben von 30 Studenten, was ihre individuelle Exposition gegenüber praktischen Anweisungen einschränkte.
Glücklicherweise boten virtuelle Exkursionen eine offensichtliche Lösung. „Im Wesentlichen haben wir uns auf dieses achtwöchige Weltraumabenteuer begeben“, sagt Genge.
Nach einer Einführungsvorlesung über den Unterschied zwischen Meteoriten und gewöhnlichen Steinen erhielten die Studenten Quads und wurden aufgefordert, in einer riesigen Wüste versteckte Meteoriten zu finden. Einige der Fragmente stammten von einem einzelnen Meteor, der in der Atmosphäre explodiert war und seine Teile wie kosmische Schrotkugeln verstreut hatte. Könnten die Schüler diese verwandten Trümmer finden und das Puzzle zusammensetzen?
Während sie ihrer Detektivarbeit nachgingen, erhob sich langsam ein Planet mit saturnähnlichen Ringen über dem Horizont. Einige der forschungsstärksten Schüler machten sich auf den Weg, um einen Einschlagskrater mit einem beschädigten Raumschiff darin zu finden. Als sie durch die Trümmer gingen, fragte ein Student, warum dort Geschütztürme seien. „Nun, der Weltraum ist ein gefährlicher Ort“, antwortete Genge.
Inspiriert von einer weit, weit entfernten Galaxie, sagt Genge, war das Raumschiff der Beginn einer „dumm ehrgeizigen Idee“ – einer vollständig navigierbaren Region des Weltraums für nachfolgende Konferenzen. Nachdem Genge ein paar Bugs ausgebügelt hatte, wurden die Schüler auf den Pilotensitz gesetzt und konnten das (nun vollständig reparierte) Raumschiff zu verschiedenen Asteroiden fliegen, um die Meteoriten zu verstehen, die von ihnen stammten.
In-Game-Infrarotsensoren konnten verwendet werden, um die Mineralzusammensetzung von Asteroidenproben zu bewerten, Buggys konnten verwendet werden, um Objekte zu fahren und zu bohren, und Labore an Bord hatten Mikroskope für zusätzliche Analysen. Die Vorträge wurden über virtuelle Bildschirme im Inneren des Raumfahrzeugs gehalten. Es war eine enorme Verbesserung gegenüber seelenlosen Videokonferenzen, bei denen die Schüler zögerten, sich zu äußern. In einem Raumschiff drängten sich ihre Avatare jedoch unter kakophonischem Geschwätz, um den Bildschirm zu sehen.
Die meisten Schüler und Lehrer lernten schnell, die Spiele zu spielen, aber ein kleiner Teil hatte Probleme. Einige stürzten weiterhin frontal in Asteroiden. „Ich musste ihnen Hausaufgaben geben, um zu lernen, wie man das Raumschiff fliegt“, sagt Genge. Zu der Zeit, als die Türme dazu benutzt wurden, feindliche KI-gesteuerte Jäger abzuwehren und sogar eine feindliche Basis in die Luft zu sprengen – alles natürlich im Namen der Wissenschaft – hatten die meisten die Steuerung gemeistert.
Genge freut sich auf die Zeit, in der echte Feldschulen wieder sicher arbeiten können. Doch Videospiele gehören mittlerweile zum festen Programm. Sie können helfen, Schüler für zukünftige Exkursionen zu führen, indem sie Schülern, die körperlich nicht in der Lage sind, die Ausflüge zu machen, wie z. B. Rollstuhlfahrern, Übungen und Felderfahrungen vermitteln. Und Vorträge zum Thema Meteoriten haben sich als effektiver erwiesen als alles, was sich ausschließlich an der Realität orientiert.
Genge hat große Hoffnungen auf die nächste Iteration: ein Hörsaal mit seinen Studenten, die jeweils ein VR-Headset tragen, mit dem jeder individuell die immer verrückter werdenden 3D-Umgebungen erkunden kann, komplett mit echter geologischer Ausbildung. „Wir werden alle zusammen da sein“, sagte er, „und sehen aus wie komplette Verrückte.“
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