F.3: Gewerblich-technischen Unterricht mit virtuellen Realitäten gestalten

Teilprojektleitung

Prof. Dr.-Ing Tobias Meisen
Lehrstuhl für Technologien und Management der Digitalen Transformation
E-Mail: meisen[at]uni-wuppertal.de
Tel.: +49 202 439-1039
Büro: FME 01.03d

Projektmitarbeiter

Nils Mack (M.Sc.)
E-Mail: nmack[at]uni-wuppertal.de
Tel.: +49 (0)202 439-1306

Mit der fortschreitenden Digitalisierung des Unterrichts werden diverse neuartige Medien in den Unterrichtsalltag eingebunden. Die Technologien Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) weisen ein besonders hohes Potential auf. So ermöglichen AR und VR die Visualisierung von abstrakten Phänomenen wie z. B. Magnetfeldern oder die Integration von teuren, technisch aufwendigen Großgeräten und Maschinen. Diese kostengünstige Einbindung von Maschinen in den Unterricht ist insbesondere für den gewerblich-technischen Unterricht von Bedeutung. Des Weiteren bestechen AR und VR, im Gegensatz zu anderen digitalen Medien, durch die Realitätsnähe und natürliche Interaktion. Dies ermöglicht den Erwerb von praxisnaher Arbeitserfahrung im gewerblich-technischen Unterricht an Berufskollegs, ohne dass Fehlhandlungen zu einer Gefährdung der Nutzer*innen oder eingeschränkter Funktionsfähigkeit der Maschine führen. Ebenfalls lassen Studien zu VR- und AR-Anwendungen in industriellen Kontexten vermuten, dass sich entsprechende Anwendungen auf das Erlernen von Arbeitsprozessen positiv auswirken.

Aufgrund der Neuartigkeit des Einsatzes von VR und AR im Unterricht gibt es keine empirisch abgesicherten Konzepte zur Integration von AR/VR in den Lehr- und Lernprozess sowie Forschungs- und Wissenslücken bei der Gestaltung der Inhalte. Es ist bekannt, dass eine geringe Gebrauchstauglichkeit und eine hohe Beanspruchung den Lernprozess behindern. Eine weitere zentrale Herausforderung ist die Erstellung der Inhalte durch Nutzer*innen mit geringer Technikaffinität, welche häufig zeitliche und personelle Ressourcen in der technischen Entwicklung, anstatt der Erstellung der Inhalte bindet. Dies wird häufig mit proprietären Autorenwerkzeugen adressiert, wobei Lehrende meist keine Erfahrungen mit der Nutzung dieser Werkzeuge besitzen. Diese Probleme sind zu adressieren, damit AR/VR erfolgreich in den Unterricht integriert werden kann.

Teilprojektziele:

An der Bergischen Universität wurden und werden in diversen Entwicklungsprojekten AR/VR-Autorenwerkzeuge entwickelt, welche die Erstellung von Lern- und Lehrinhalten durch Nutzer mit geringer Technikaffinität priorisieren.

Im Rahmen des Teilprojekts werden Hilfestellungen entwickelt, mit welchen Studierenden des gewerblich-technischen Lehramts den Umgang mit einem AR/VR- Autorensystem erproben, erlernen und trainieren können. Des Weiteren werden diverse Unterrichtskonzepte unter Einbindung von AR/VR konzipiert und an Partnerschulen erprobt, um die bestehende Forschungslücke in diesem Bereich weiter zu reduzieren. Abschließend wird eine Schnittstelle zwischen dem im Teilprojekt F2 entwickelten Planungswerkzeug und dem selektiertem Autorentool geschaffen, um Nutzern des Werkzeuges Potentiale zur Nutzung von AR/VR im Unterricht aufzuzeigen sowie die Einbindung von AR/VR-basierten Lernumgebungen in das Planungswerkzeug zu ermöglichen.