Investigating the Use of Augmented Reality and Machine Learning in Electrical Engineering Courses

The use of augmented reality (AR) in education and training is growing increasingly. However, applications to integrate augmented reality learning content into training for basic electrical engineering courses are scarce. The individual learning objectives of trainees complicate the digitalization of learning content, particularly for the drawing of circuit diagrams. To increase trainees\u27 learning outcome while simultaneously relieving instructors of classroom supervision, we designed and developed an AR-based prototype, to enhance hand-drawn circuit diagrams in vocational training. The context sensitivity is achieved by combining AR with image recognition. In an experiment with twelve participants, a positive impact of the prototype on trainees’ learning outcomes was observed, in comparison to a control group that received instructions without the prototype

Augmented Learning Systems Engineering: Konzeption und Implementierung eines Augmented-Reality-basierten Systems zur Bereitstellung situationsbedingter Bildungsinhalte

Im Bereich der technischen Aus- und Fortbildung nimmt der Einsatz von AR-Endgeräten seit Jahren kontinuierlich zu. Im praxisorientierten Training können Augmented-Reality-Endgeräte den Wissenstransfer effektiver gestalten und Beschäftigte für komplexe Aufgaben qualifizieren. Personalisierungsmechanismen in den bereitgestellten AR-basierten Lernmaterialien unterstützen dabei, die Inhalte an die Beschäftigen und an die individuellen Arbeitsaufgaben anzupassen. Gegebenheiten in der Lernsituation, wie beispielsweise der Status von Produktionsprozessen oder falsch ausgeführte, praktische Tätigkeiten von Mitarbeitenden, werden aufgrund fehlender Statusinformationen bisher jedoch nicht ausreichend in den Trainingsinhalten berücksichtigt. Entlang der Forschungsfrage, wie AR-basierte Systeme gestaltet werden können, um Bildungsinhalte situationsbedingt bereitzustellen, wird eine Untersuchung am Fallbeispiel der technischen Aus- und Fortbildung durchgeführt. Zentral adressiert die durchgeführte Forschung fehlendes Gestaltungswissen für AR-basierte Systeme. Neben der Identifizierung von Anforderungen und Prozessen, werden AR-basierte Prototypen entwickelt. Dabei werden sowohl die Überführung bestehender Prozesse in AR-basierte Lerneinheiten thematisiert als auch Herausforderungen, die mit einem rein AR-basierten Training verbunden sind. Die didaktische Aufarbeitung von Lerninhalten zur Anwendung auf Augmented-Reality-basierten Endgeräten erfolgt sowohl über die Digitalisierung unterschiedlicher Aufgabenformate als auch über einen kollaborativen Lernansatz. Die aufgestellten Handlungsempfehlungen zeigen, welches Potenzial besteht, Bildungsinhalte mittels AR-basierter Systeme situationsbedingt bereitzustellen. Die Ergebnisse liefern entsprechend Erkenntnisse darüber, wie Bildungseinrichtungen und Unternehmen technische und organisatorische Herausforderungen adressieren sollten, um Augmented Reality in der Lehre einzusetzen

Linking Augmented Reality with Peer Tutoring in Vocational Learning Environments: A Multi-Agent-Based Approach

During the elicitation of vocational training processes in a consortium research project, it became clear that augmented reality (AR) is a useful learning environment. However, using AR glasses may isolate trainees in training workshops and reduce the level of collaboration. In this study, we address these potential adverse side effects with peer tutoring. More exactly, we want to initiate tutor-tutee pairs among trainees during AR-based vocational training processes. We derive design features for a multi-agent-based approach to build tutor-tutee pairs based on concepts from the literature, a technical perspective, and the consortium within a design science research approach. To the best of our knowledge, we are the first to align AR with peer tutoring. With our first results, we provide a novel IT artifact in the realm of computer-supported collaborative learning in the information systems discipline. Future work can build upon these results even outside the scope of AR

VR-Splines - Entwicklung eines Virtual Reality-Prototyps für den Mathematikunterricht

Der Mathematikunterricht in Schulen verlangt von Lernenden, sich in abstrakte Probleme einzuarbeiten. Die Motivation und der Lernerfolg werden jedoch häufig davon gehemmt, dass viele mathematische Probleme nur schwierig zu veranschaulichen sind. Virtual-Reality-Anwendungen bieten eine Möglichkeit, die Lerninhalte räumlich und interaktiv darzustellen, sie sind bisher jedoch nur für wenige Lerninhalte verfügbar. In diesem Beitrag stellen wir einen Virtual-Reality-Prototyp für den Mathematikunterricht vor, der das grundlegende Wissen über Splines nicht nur räumlich und interaktiv, sondern auch spielerisch vermittelt. Für die Implementierung werden didaktische Anforderungen und Anforderungen an die Gestaltung der Virtual-Reality-Lernumgebung aufgestellt