Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe M: Mensch und Sicherheit
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Im Pkw-Sektor wird bereits eine Vielzahl sicherheitsrelevanter Forschungsfragen mit Hilfe von Fahrsimulatoren untersucht. Zudem liegen viele Studien zur Übertragbarkeit der in Simulatoren gewonnenen Erkenntnisse auf den realen Straßenverkehr vor. Im Vergleich dazu befindet sich der Einsatz der Motorradsimulation in einem sehr frühen Stadium. Die langjährigen Erfahrungen im Pkw-Sektor zeigen, dass Fahrsimulatoren einen wesentlichen Beitrag zur Verkehrssicherheit leisten können. Dieses Potenzial gilt es für Motorradsimulatoren ebenfalls zu überprüfen. Motorradsimulatoren – insbesondere mit einem komplexen technischen Aufbau für Forschungs- und Entwicklungsfragestellungen – wurden bislang nur in sehr wenigen Forschungseinrichtungen aufgebaut. Wissenschaftliche Studien zur Anwendbarkeit bzw. Übertragbarkeit der mit Motorradsimulatoren erzielten Ergebnisse liegen kaum vor. Darüber hinaus ist nicht geklärt, welche Ausbaustufen der Motorradsimulation für die Beantwortung spezifischer Fragestellungen hinreichend oder notwendig sind. Dies stellt insbesondere vor dem Hintergrund der hohen Zahl schwerer und tödlicher Unfälle von Motorradfahren ein erhebliches Defizit dar (DESTATIS; 2020a). Die Durchführung sicherheitsrelevanter Studien an Motorradsimulatoren könnte – wie im Pkw-Bereich auch – als wichtiges Werkzeug zur gefahrlosen und effizienten Untersuchung z.B. von eingreifenden Assistenzsystemen wie automatischen Notbrems- oder Ausweichsystemen beitragen, oder als gefahrenfreies Werkzeug für Fahrtrainings genutzt werden und damit einen positiven Effekt auf die Sicherheit von Motorradfahrern haben. Um sich diesem Ziel zu nähern, müssen jedoch Erkenntnisse hinsichtlich der Eignung von Motorradsimulatoren vorliegen. Entsprechend verfolgt das vorliegende Projekt zwei Ziele: Erstens sollen Erkenntnisse über Einsatzmöglichkeiten von Motorradsimulatoren unterschiedlicher Ausbaustufen generiert werden. Daraus soll eine Entscheidungshilfe erarbeitet werden, die Anwendern aufzeigt, bei welcher Art von Fragestellung Motorradsimulatoren (in unterschiedlichen Ausbaustufen) eingesetzt werden können. Zweitens soll im Rahmen des Projekts eine Methodik zur Validierung von Motorradsimulatoren entwickelt werden, die mit einer definierten Anzahl an Untersuchungen Aussagen hinsichtlich der Validität für die im ersten Teil ermittelten Einsatzmöglichkeiten erlauben soll. Kern der entwickelten Methodik ist die Annahme, dass sich komplexe Fahraufgaben in kleinere, fahrhandlungsunterscheidende Einheiten, die sogenannten Minimalszenarien, unterteilen lassen. Hierbei handelt es sich um Aufgaben wie beispielsweise Anfahren aus dem Stand, Einleiten einer Kurve mit konstanter Geschwindigkeit oder Bremsung in den Stand. Des Weiteren wird angenommen, dass sich Minimalszenarien im Nachgang zu komplexen Fahraufgaben zusammenführen lassen. Hierdurch soll die Vielzahl möglicher Anwendungsfelder auf den kleinsten Satz gemeinsamer elementarer Aufgaben gebracht werden, um den Validierungsaufwand zu reduzieren. Um neben dem Vergleich zwischen Realfahrzeug und Motorradsimulation eine erste Abschätzung hinsichtlich der benötigten Ausbaustufe eines Simulators treffen zu können, wurde die Untersuchung mit einem Messmotorrad des Typs Honda NC 700 X, dem dynamischen „DESMORI“ Motorradsimulator und dem statischen Motorradsimulator der WIVW GmbH durchgeführt und die Ergebnisse miteinander verglichen. Zur umfassenden Betrachtung wurden neben fahrdynamischen Parametern Kenngrößen zum Fahrerverhalten sowie der messbaren und subjektiv erlebten Beanspruchung einbezogen. Auf Basis einer großen Anzahl potenzieller Anwendungsfelder wurden Minimalszenarien abgeleitet, die eine Beschreibung dieser zulassen. Mit einer Teilauswahl der relevantesten Minimalszenarien wurde eine Verifikationsstudie mit N = 6 Fahrern durchgeführt, in der Sequenzen (Aneinanderreihungen von Minimalszenarien) in unterschiedlichen Dynamikabstufungen untersucht wurden. Im Rahmen der Verifikationsstudie konnten anhand der unterschiedlichen Minimalszenarien stabile Eigenschaften der Simulatoren beobachtet werden, die sich auf Ebene von Geschwindigkeitseffekten, Stabilitätseffekten und Effekten auf Ebene der Regelung und Beanspruchung beschreiben lassen. Insgesamt zeigten sich Indizien für größere Potenziale des dynamischen Simulators für Fragestellungen, die eine Rückmeldung des „Fahrgefühls“ erfordern, wohin eine bessere Eignung des statischen Simulators für Fragestellungen indiziert ist, die ein Beanspruchungsniveau erfordern, wie es in der Realfahrt vorliegt. In einer anschließenden Probandenstudie mit N = 15 Normalfahrern wurde untersucht, inwiefern die in den Minimalszenarien beobachtbaren Fahreigenschaften der Simulatoren auch in dynamischeren Fahrsituationen auftreten. Zu diesem Zweck wurden die Minimalszenarien zu komplexen Fahraufgaben zusammengeführt. Dabei wurde der sogenannte Rapid Serial Visual Presentation Task (RSVP), ein Ausweich- bzw. Ausweich-Brems-Manöver und eine Fahrt im öffentlichen Straßenverkehr untersucht. Hierbei konnten die generellen Eigenschaften der zwei Simulatoren bzw. des Messmotorrads aus der Verifikationsstudie repliziert werden. Mit dem vorliegenden Projekt konnten erste Anwendungserfahrungen für eine neuartige Validierungsmethodik für Fahrsimulatoren gesammelt und dokumentiert werden. Darüber hinaus wurde auf Basis der gewonnenen Daten eine Entscheidungshilfe entwickelt, die Anwender dabei unterstützt in Abhängigkeit von der vorliegenden Fragestellung die richtige Versuchsumgebung auszuwählen.
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Bewertungen zum Nutzen von Verkehrssicherheitskampagnen wie z.B. "Runter vom Gas!" basieren zumeist auf Medienresonanzanalysen und Befragungsstudien. Dabei werden in aller Regel Aspekte wie Bekanntheit und Akzeptanz erfasst. Die Wahrnehmung der vermittelten Botschaften in konkreten Fahrsituationen und daraus resultierende Verhaltenseffekte wurden bislang hingegen kaum untersucht. Ausgehend von einer umfassenden Literaturanalyse wurde eine Methodik zur Erfassung der Wahrnehmung und kurzfristiger Verhaltenseffekte von Verkehrssicherheitsbotschaften entwickelt und in einer Pilotstudie (N = 27) im Fahrsimulator erprobt. Hierbei wurden die beiden Kampagnenthemen "Fahren mit überhöhter Geschwindigkeit" und "Ablenkung beim Fahren" untersucht. Im Laufe einer Autobahnfahrt im Fahrsimulator fuhren die Probanden an entsprechenden Plakaten vorbei. Während einer Gruppe von Fahrern (Experimentalgruppe) das Kampagnenplakat mit der entsprechenden Botschaft präsentiert wurde, wurde der anderen (Kontrollgruppe) ein Plakat mit neutralem Inhalt, aber ähnlicher Gestaltung präsentiert. Als Leistungsmaße wurden u.a. Blickbewegungen, Erinnerungsleistung, Maße der Längsregulation sowie die Ausführung einer Nebenaufgabe erfasst. Während sich für das Plakat zum Fahren mit überhöhter Geschwindigkeit ein Effekt im Blickverhalten abzeichnete, unterschieden sich die Erinnerungsleistungen bei beiden Kampagnenthemen nicht zwischen Experimental- und Kontrollgruppe. Für das Kampagnenplakat zum Fahren mit überhöhter Geschwindigkeit ergab sich kein relevanter Einfluss auf die Fahrgeschwindigkeit. Dagegen wurden im Vergleich zur Kontrollgruppe tendenziell weniger Nebenaufgaben bearbeitet, wenn die Fahrer am entsprechenden Plakat zur Ablenkung vorbeigefahren waren. Die Fahrsimulation ist folglich eine sinnvolle Ergänzung zu etablierten Untersuchungsmethoden bei der Evaluation von Verkehrssicherheitskampagnen. Mit der entwickelten Methodik können Wahrnehmung und Wirkung von Verkehrssicherheitsbotschaften in konkreten Fahrsituationen untersucht und verschiedene Kampagnenkonzepte bereits in frühen Entwicklungsphasen miteinander verglichen werden.
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Kenntner-Mabiala et al. (2015) konnten für einen Fahrsimulator mit Bewegungssystem zeigen, dass die von ihnen entwickelte Fahrverhaltensprobe geeignet ist, alkoholbedingte Leistungsbeeinträchtigungen des Fahrers nachzuweisen. Mit dem Ziel, diesen Nachweis auch für den Fahrsimulator der BASt zu erbringen, der zwar mit derselben Software betrieben wird, jedoch über kein Bewegungssystem verfügt, wurde die vorliegende Studie durchgeführt. Dabei absolvierten 24 Probanden (doppelblind, randomisiert) diese Fahrprobe mit einem Blutalkoholspiegel von 0‰, 0.5‰ und 0.8‰. Die Fahrtdauer betrug etwa 45 Minuten. Dabei wurden die Fahrer mit Verkehrsszenarien konfrontiert, die typisch sind für Fahrten auf Landstraßen, Autobahnen und im Innenstadtbereich. Die Leistungsbewertung erfolgte über Selbsteinschätzungen, durch geschulte Beobachter sowie über die Erfassung von Verhaltensmaßen der Längs- und Querregulation. Zusätzlich wurde die Leistung in fahrsicherheitsrelevanten Leistungsbereichen mit einem computerbasierten Testsystem erfasst, das auch im Rahmen der amtlichen Fahreignungsbegutachtung eingesetzt wird. Zusammenhänge zwischen beiden Erfassungsmethoden wurden geprüft. Es konnte gezeigt werden, dass die abgeleiteten Leistungsparameter ähnlich gut wie in der Vergleichsstudie zwischen den nüchtern und den unter Beeinträchtigung absolvierten Fahrten differenzieren. Dabei waren die relativen Veränderungen in den Leistungsparametern vergleichbar, in deren absoluter Höhe jedoch gewisse Unterschiede bestanden. Zusammenhänge zwischen der Leistung in der Fahrprobe und in der computerbasierten Testung konnten nicht nachgewiesen werden. Zusammenfassend konnte für diese Fahrprobe gezeigt werden, dass sie auch bei Durchführung in einem Fahrsimulator ohne Bewegungssystem geeignet ist, alkoholbedingte Leistungsbeeinträchtigungen nachzuweisen. Die dabei erzeugten Daten können somit als Referenzdaten in weiteren Studien herangezogen werden, in denen Beeinträchtigungen durch Alter, Medikamente oder Erkrankungen untersucht werden.
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Smartphones sind mittlerweile weiter verbreitet als herkömmliche Mobiltelefone. Ihre vielfältigen Funktionen werden auch beim Fahren genutzt. In zwei Simulatorstudien wurde untersucht, wie sich diese fahrfremden Tätigkeiten auf das sichere Fahren auswirken. Im Fahrsimulator der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurde untersucht, ob Fahrer in der Lage sind, die Beschäftigung mit einer fahrfremden Tätigkeit an die Anforderungen anzupassen, die aus unterschiedlichen Verkehrssituationen erwachsen. Hierzu wurde eine visuo-motorische Nebenaufgabe untersucht, ähnlich dem Eingeben einer Telefonnummer. In einer Bedingung musste diese Aufgabe unter Zeitdruck in vorgegebenen Streckenabschnitten bearbeitet werden (Blockbedingung), während die Fahrer in der anderen Bedingung die Möglichkeit hatten, diese Aufgabe nur dann zu bearbeiten, wenn die Verkehrssituation dies ihrer Meinung nach erlaubte (Selbstregulationsbedingung). Zusätzlich wurden Vergleichsdaten zum Fahren ohne Nebenaufgabe erhoben. In kritischen Verkehrssituationen traten in der Blockbedingung unter Ablenkung signifikant mehr Fahrfehler auf. Insbesondere die Spurhaltung war stark beeinträchtigt. Bei der Anzahl der Kollisionen ließen sich dagegen keine Unterschiede nachweisen. Abgelenkte Fahrer fuhren in kritischen Situationen allerdings auch oftmals langsamer (Kompensationsreaktion). Hatten die Fahrer die Möglichkeit zur Selbstregulation, machten sie kaum mehr Fahrfehler als nicht abgelenkte Fahrer. Sie bearbeiteten dabei in den kritischen Situationen weniger Aufgaben. Die Ergebnisse werden unter Berücksichtigung spezifischer Strategien bei der Selbstregulation sowie moderierender Faktoren diskutiert. Im Fahrsimulator des Würzburger Instituts für Verkehrswissenschaften (WIVW GmbH) wurden verschiedene Aufgaben untersucht, die an Smartphones ausgeführt werden können: Verfassen und Lesen von SMS, Eingeben von Telefonnummern sowie der Informationsabruf aus dem Internet. Eine Gruppe bearbeitete diese Aufgaben in einem freien Bedienkontext, d. h. direkt über Eingaben am Smartphone, das in einer Halterung am Armaturenbrett befestigt war. Die andere Gruppe bearbeitete diese Aufgaben in einer integrierten Bedienlösung. Diese ermöglichte die Steuerung über Sprachbefehle und umfasste eine Vorlesefunktion. Weiterhin war die Nutzung des Internets beschränkt. Die Auswirkungen auf das Blick- und Fahrverhalten wurden sowohl in einer standardisierten Folgefahrt (CarFollow-Anordnung) als auch in einem komplexen Prüfparcours untersucht, der vielfältige Szenarien mit unterschiedlichen Anforderungen beinhaltete, mit denen Fahrer typischerweise konfrontiert werden. Es zeigte sich zusammenfassend, dass die Leistung der Fahrer sowohl im Hinblick auf die Längs- und die Querregelung als auch in Bezug auf das Auftreten von Fahrfehlern besonders stark beeinträchtigt ist, wenn Aufgaben am Smartphone ausgeführt werden, die hohe visuell-motorische Anforderungen an den Fahrer stellen, wie beim Lesen und beim Eingeben von längeren Texten. Daher sind das Verfassen von Kurznachrichten und E-Mails sowie anspruchsvolle Internetaktivitäten, wie z. B. das Lesen auf Mobilseiten von Nachrichtenanbietern und Zeitungen während der Fahrt als eher kritisch zu betrachten. Insgesamt schneiden diese Aufgaben, werden sie mittels einer integrierten Bedienlösung ausgeführt, im Hinblick auf das verursachte Ausmaß der Beeinträchtigung besser ab. So ist die Ablenkung beim Verfassen von Textnachrichten mittels Spracherkennung und bei Nutzung der Vorlesefunktion für eingehende Textnachrichten deutlich reduziert. In der Folge kann die Spurhaltung besser aufrechterhalten werden und es treten weniger Fehler beim Fahren auf. Die Fahrer standen einer Kopplung ihres Smartphones an das fahrzeuginterne Informationssystem und den damit verbundenen Möglichkeiten und Einschränkungen positiv gegenüber. Trotz zum Teil feststellbarer Leistungsbeeinträchtigungen waren keine gravierenden Auswirkungen der Smartphonebenutzung auf die Fahrsicherheit feststellbar. Die Anzahl kritischer Situationen (u. a. Gefährdungen anderer Verkehrsteilnehmer, Kollisionen) stieg aufgrund der Benutzung des Smartphones nicht bedeutsam an. Dies lässt sich unter anderem auf erhöhte Kompensationsbemühungen der Fahrer zurückführen, die sich in größeren Abständen oder geringeren Geschwindigkeiten während der Ausführung dieser Aufgaben zeigten. In besonders zeitkritischen Situationen verzichtete ein bedeutsamer Teil der Fahrer komplett auf die Bearbeitung der Aufgaben. So wurde auch in dieser Studie deutlich, dass die Interaktion mit Nebenaufgaben an die Anforderungen der jeweiligen Fahrsituationen angepasst wird.
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Immer mehr Ältere nehmen als Fahrer am Straßenverkehr teil. Mit zunehmendem Alter zeigen sich jedoch spezifische Veränderungen sensorischer, motorischer und kognitiver Funktionen, die auch für das Autofahren relevant sind. Andererseits fahren viele Ältere unauffällig, da sie Kompensationsmechanismen aktivieren. Hieraus ergibt sich die Frage, ob durch ältere Kraftfahrer besondere Risiken zu erwarten sind und ob diesen Risiken durch Interventionen begegnet werden kann. Auf Basis einer Literaturrecherche werden in diesem Band Interventionsmaßnahmen zur Absenkung des Unfallrisikos bzw. zur Verbesserung der Fahrkompetenz älterer Kraftfahrer zusammengestellt. Maßnahmen können auf mehreren Ebenen zum Tragen kommen, nämlich a) Gestaltung der Verkehrsumwelt, b) Gestaltung der Fahrzeugtechnik, c) Schulungen auf allgemeiner Ebene und d) Trainings auf individueller Ebene. Letzteres ist Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. In Kapitel 2 werden zunächst altersbegleitende fahrrelevante Funktionsveränderungen und Kompensationsmechanismen erörtert und die Frage nach sensorischen und kognitiven Tests zur Prädiktion der Fahrtüchtigkeit diskutiert. Hier wird vorgeschlagen, ganzheitliche Screeningtests einzusetzen, die ggf. von einer Fahrprobe und dann ggf. von Interventionsmaßnahmen gefolgt sein sollten. Im zentralen Kapitel 3 werden Interventionsmaßnahmen anhand kontrollierter Studien vorgestellt und kritisch diskutiert. Die Gestaltung der Verkehrsumwelt erscheint v. a. für kritische Situationen wichtig, bei denen Ältere Schwierigkeiten haben. Hier ist v. a. die mangelhafte Gestaltung der Verkehrsführung beim Linksabbiegen an komplexen Kreuzungen zu bemängeln. Hier besteht Erneuerungsbedarf bei besonders kritischen Kreuzungen. Die Gestaltung der Fahrzeugtechnik, insbesondere der Einsatz von Fahrerassistenzsystemen (FAS), könnte v. a. bei kritischen Fahrsituationen hilfreich sein. FAS sind allerdings teuer und ihr Nutzen ist oft fraglich. Als besonderes sinnvoll erscheinen (noch in der Entwicklung befindliche) Kreuzungsassistenten, die den Fahrer beim Linksabbiegen unterstützen. Zu wenig Aufmerksamkeit wird auf kleine Systeme gelegt, wie drehbare Sitzauflagen, welche verstärkt eingesetzt werden sollten. Zu personenbezogenen Interventionen finden sich nur wenige kontrollierte Studien. Vereinzelt werden Studien zu Schulungen berichtet, die das Fahrerverhalten beeinflussen können, aber insgesamt wenig wirkungsvoll für die Vermeidung von Unfällen sind. Kontrollierte Studien zu praktischen Fahrtrainings im Realverkehr und im Simulator sind extrem selten. Als wesentliche Realverkehr-Trainingsstudie zeigt sich die Dortmunder Fahrtrainingsstudie (POSCHADEL et al., 2012a). Hier konnte gezeigt werden, dass sich im Kontrollgruppenvergleich ältere Fahrer durch ein spezielles Fahrtraining im Realverkehr in ihrer Fahrleistung bedeutsam steigern konnten, was vor allem den schwächeren Fahrern zu Gute kam. Simulator-Trainings erbringen v. a. Verbesserungen einzelner fahrrelevanter Handlungsstränge. Funktionszentrierte Trainings, welche fahrrelevante Funktionen direkt trainieren, werden am häufigsten genannt, stammen jedoch hauptsächlich aus einer Arbeitsgruppe und beinhalten i. W. das "UFOV-®-Training". Dies erbringt deutliche Verbesserungen der Fahrkompetenz und eine längere Aufrechterhaltung der Mobilität älterer Fahrer. Angesichts der dürftigen Studienlage besteht jedoch erheblicher Nachholbedarf für weiterführende Forschung zur Effektivität anderer und kombinierter Funktionstrainings. Zur Einbeziehung der Betroffenen wurde eine Fokusgruppe älterer Fahrer zu ihrer Einschätzung eigener Fahrprobleme sowie von Interventionsmaßnahmen befragt. Alle Teilnehmer hatten Erfahrung mit einem Fahrtraining im Realverkehr. Komplexe Assistenzsysteme wurden eher negativ, einfache Hilfsmittel hingegen positiv eingeschätzt. Bei der Verkehrsgestaltung wurde v. a. eine Reduktion der Informationsflut angemahnt. Die Älteren bemerkten sehr wohl eine Verschlechterung ihres Sehens bei Dunkelheit und Regen. Ein Großteil sprach sich für die Einführung eines jährlichen verpflichtenden Sehtests aus; eine regelmäßige Überprüfung der Fahreignung wird jedoch weitgehend abgelehnt. Alle Teilnehmer befürworten praktische Trainingsmaßnahmen, haben allerdings Bedenken wegen der Kosten. Insgesamt zeigen v. a. die praktischen individualzentrierten Fahrtrainings gute langfristige Effekte auf die Fahrkompetenz Älterer. Der Nutzen von Fahrtrainings im Realverkehr ist relativ klar: bei der Dortmunder Fahrtrainingsstudie zeigt sich vor allem für die in der Eingangsmessung schlechter bewerteten Fahrer ein deutlicher Gewinn. Die wenigen Studien zu Simulator- und Funktionstrainings zeigen positive und z. T. nachhaltige Effekte auf Fahren und Mobilität Älterer. Hier sind dringend weitere Forschungsanstrengungen nötig, um den Nutzen zu erhärten, wobei v. a. Low-cost-Technik eingesetzt werden sollte.
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Ziel des Projektes war die empirische Abklärung der Potenziale neuer Lehr-Lerntechnologien für die Optimierung der Fahranfängervorbereitung. Hierfür sollte ein Lernangebot entwickelt und evaluiert werden, dass fahraufgabenrelevante Kompetenzen unterstützt, die eine hohe Unfallrelevanz haben, bei Fahranfängern im Vergleich zu erfahrenen Kraftfahrern geringer ausgeprägt und in der Fahrausbildung nur beschränkt zu vermitteln sind. Vor diesem Hintergrund wurde die Förderung der Gefahrenwahrnehmung und damit verknüpfter Teilfertigkeiten (Blickverhalten, Situationsverständnis) als vielversprechender Ansatzpunkt identifiziert. Ausgehend von Erkenntnissen der Lehr-Lernforschung basiert das entwickelte Lernangebot auf dynamische Darstellungen sowie einer adaptiven Lernerfolgsrückmeldung. Die empirische Überprüfung der Vorteile eines multimedialen Lernangebots erfolgte in einer Fahrsimulatorstudie. Fahrschüler, die ein multimediales Training zur Gefahrenwahrnehmung erhielten, wiesen ein signifikant besseres Blickverhalten und ansatzweise auch ein besseres Fahrverhalten als konventionell geschulte Fahrschüler auf. Zudem war ihre Gefahrenwahrnehmung - gemessen am Blickverhalten - vergleichbar mit den Leistungen erfahrener Fahrer. Darüber hinaus wurde dem Einfluss von Gestaltungsmerkmalen auf den Lernerfolg nachgegangen. Lerneffekte konnten nur erzielt werden, wenn das Lernangebot sowohl dynamische Darstellungen als auch adaptive Rückmeldungen enthielt und zwei Übungseinheiten umfasste, so dass neben dem Blickverhalten auch das Situationsverständnis und die Ableitung von Verhaltenskonsequenzen geschult wurde. Angesichts dieser Befunde sowie untermauert durch die Validierung des Lernangebots kann davon ausgegangen werden, dass multimediale Lernanwendungen bei adäquater didaktischer Umsetzung dazu in der Lage sind, die notwendige Erfahrungsbildung zur Bewältigung von Gefahrensituationen in einem geschützten Umfeld zu fördern.