Didaktische Konzeption einer Augmented-Reality-Experimentierumgebung

Ziel des Forschungsprojekts “Erfahrungsbasiertes Lernen durch interaktives Experimentieren in erweiterten Realumgebungen - ELIXIER” ist die Verbesserung experimenteller Praktika in der naturwissenschaftlichen sowie ingenieurstechnischen Bildung. Eine adaptive Mixed-Reality-Experimentierumgebung ermöglicht dazu eine nahtlose Lernbegleitung (Seamless Learning) über alle Phasen des Experimentierzyklus (Orientieren - Vorbereiten - Durchführen - Nachbereiten). Die Integration multimedialer und interaktiver Elemente soll die Experimentiererfahrung erweitern und den experimentellen Kompetenzerwerb verbessern. Der Lernprozess wird durch die Analyse von Handlungen, Experimentzuständen und über die intelligente Vernetzung aller Komponenten in einer webbasierten Infrastrukturlösung im “Seamless Smart Lab (S2L)” unterstützt. Eine virtuelle, tutorielle Assistenz begleitet den Experimentierzyklus und stellt bedarfsgerecht Informationen und weiterführende Hinweise zur Verfügung. In ersten Nutzerstudien wurde das System als nützlich zum Lernen eingestuft und die Funktionen als sinnvoll erachtet

ELIXIER: Demonstration einer kompetenzorientierten Mixed-Reality-Experimentierumgebung

Das Projekt "Erfahrungsbasiertes Lernen durch interaktives Experimentieren in erweiterten Re-alumgebungen (ELIXIER)" wird im Rahmen des Förderschwerpunkts "Erfahrbares Lernen" durch das BMBF gefördert. Ziel ist die Demonstration und Evaluierung einer intelligenten Experimen-tierumgebung für Praktika, die eine "nahtlose" Lernbegleitung über alle Phasen des Experimen-tierprozesses (Vorbereiten - Durchführen - Nachbereiten) ermöglicht. Auf Grundlage der didakti-schen Konzeption einer Autoren- und Lernumgebung zur Verknüpfung realer und virtueller Erfah-rungen wurden erste Lernszenarios ausgestaltet, in denen es möglich ist, Wissen und Fertigkeiten effizient und praxisnah zu erwerben

ELIXIER: Didaktische Konzeption einer kompetenzorientierten Mixed-Reality-Experimentierumgebung

Das Projekt ELIXIER (Erfahrungsbasiertes Lernen durch interaktives Experimentieren in erwei-terten Realumgebungen) wird im Rahmen des Förderschwerpunkts „Erfahrbares Lernen“ durch das BMBF gefördert. Es erfolgt in Zusammenarbeit mit Projektpartnern aus Forschung, Kreativ-wirtschaft und Lehrmittelindustrie. Ziel ist die Demonstration und Evaluation einer intelligenten Experimentierumgebung für Praktika, die eine nahtlose Lernbegleitung (Seamless Learning) über alle Phasen des Experimentierprozesses (Orientieren - Vorbereiten - Durchführen - Nachbereiten) ermöglicht. Der Lernprozess wird durch die Echtzeit-Analyse von Handlungen und Experimentzu-ständen und über die intelligente Vernetzung aller Komponenten im “Seamless Smart Lab“ (S2L) unterstützt. Eine tutorielle Assistenz begleitet den Experimentierzyklus und stellt bedarfsgerecht Informationen und weiterführende Hinweise zur Verfügung

Storyboards für die Erstellung von Mixed-Reality-Experimentierumgebungen

Ziel des Projekts "Erfahrungsbasiertes Lernen durch interaktives Experimentieren in erweiterten Realum-gebungen (ELIXIER)" ist die lernförderliche Erweiterung naturwissenschaftlicher sowie ingenieurstechni-scher experimenteller Praktika. Dies soll durch den Einsatz multimedialer und interaktiver Elemente im Experimentierprozess sowie einer adaptiven Lernbegleitung in allen Phasen des Experimentierprozesses ermöglicht werden. Um digitale Lernangebote und reale Experimente zu kombinieren, wird das Seamless-Smart-Lab (S2L) entwickelt. Die darin verankerten Strukturen sollen eine nutzerfreundliche Erstellung von interaktiven Laboranwendungen ohne Programmierung beinhalten. So dient das Storyboard zur Festset-zung, welche Daten und Handlungen erhoben werden sollen, wie diese auszuwerten sind (Learning Analy-tics) und welche Rückmeldung gegeben werden sollen. Die Datenerhebung erfolgt durch Tracking der Ex-perimentierfortschritte der Lernenden. Ebenso sind für die bedarfsgerechte Anpassung von Inhalten Ana-lysetools für Lernprozesse und Nutzer*innenaktionen vorgesehen. In diesem Beitrag sollen die Elemente und technischen Spezifikationen des Systems genauer vorgestellt werden

Interaktive Bildschirmexperimente als Systemkomponente der webbasierten Lernplattform tet.folio

Interaktive Bildschirmexperimente (IBE) früherer Generationen waren in der Regel in sich abgeschlossene digitale Medienelemente, zum Beispiel im technischen Format sogenannter Flash-Movies. Diese Medienelemente ließen sich u.a. in digitale Lehr-Lernmaterialen einbetten, konnten dabei allerdings nicht mit anderen digitalen Medienelementen oder etwa auch der Umwelt interagieren. Dies wurde erst mit der vollständigen Integration des IBE-Formats in die webbasierte Lernplattform ”tet.folio” möglich. Beispielsweise ist nun der Ablauf eines IBE durch zeitbasierte Medienelemente steuerbar. IBE können über externe Sensoren als Systemkomponenten Messdaten synchron darstellen, über Aktoren aktiv in reale Prozesse eingreifen oder lassen sich sogar über Sprache steuern. Das damit verbundene didaktische Potenzial für digital angereicherte, adaptive Lernumgebungen mit IBE wird an Beispielen diskutiert

Practice report: Development and evaluation of a practical course for the student teachers of technology

Praktische Tätigkeiten und Handlungen besitzen im allgemeinbildenden Technikunterricht hohen Stellenwert, wenn z.B. Maschinen bedient und Artefakte konstruiert und gefertigt werden. Im Rahmen der Lehramtsausbildung sollten Techniklehrkräfte deswegen best-möglich auf die Anwendung und Durchführung fachpraktischer Handlungen vorbereitet werden. Ziel dieser Arbeit ist es daher, im Rahmen des Lehramtsstudiengangs Technik der RWTH Aachen ein Fachpraktikum zu entwickeln, in dem berufsrelevante fachpraktische Kompetenzen erworben werden. Die empirisch gestützte Entwicklung des Fachpraktikums erfolgt als iterativer Prozess und wird durch das Modell der Didaktischen Rekonstruktion strukturiert, nach welchem die fach-liche Klärung gleichwertig zur Betrachtung der Studierendenperspektive berücksichtigt wird.Practical activities have great relevance in the field of technical education, for exam-ple, when students operate machines or construct and manufacture artefacts. As part of the study of teaching technology the prospective teachers should prepare for the use and implementation of those technical and practical tasks. Therefore, the aim of this research is to develop a practical course for the student teachers of technology at the RWTH Aachen University to acquire necessary and valuable practical competences. For the development the model of didactic reconstruction is used, which is an empirical based, theoretical and methodological framework. It consists of the three parts technical clarification, recording student perspectives and didactic structuring