Posterbeitrag: Didaktisches Konzept und Prototyp eines auf Augmented Reality basierenden virtuellen Vorpraktikums in der Elektrotechnik

Es existieren bisher zahlreiche Studien, die das Potenzial von Augmented Reality (AR) in verschiedenen Bildungsbereichen und seine Auswirkungen auf die Lernenden hinsichtlich ihrer erhöhten Motivation, verbesserter Lernfähigkeit, Konzentration auf das Thema usw. hervorheben. Dabei eignen sich AR-Anwendungen sowohl für den Einsatz in formellen, als auch informellen Lernumgebungen und Bildungsinstitutionen, beginnend mit Kunstkursen in Vorschulen über Biologie, Geschichte, Chemie, Physik etc. in weiterführenden Schulen und Universitäten [1]. Trotz der steigenden Zahl an Studien liegen nur wenigen AR-Anwendungen ein geeignetes didaktisches Konzept zu Grunde. Ferner fehlen allgemeine Studien, die die lernfördernden Eigenschaften von AR im Bereich der Vorbereitung und Begleitung von Laborpraktika untersuchen. Aktuelle Anwendungen erweitern lediglich gedruckte Lerninhalte mit zusätzlichen Links, Videos oder statischen 3D-Modellen oder benötigen spezielle Voraussetzung für die Nutzung der AR-Anwendung [2]. Der vorliegende Beitrag untersucht und konzentriert sich daher auf ein didaktisches Konzept für eine auf mobilen Geräten basierende AR-Anwendung (App) zum Erwerb und zur Vertiefung praktischer Fertigkeiten im Umgang mit elektrotechnischen Laborgeräten und -komponenten. In einer früheren Arbeit wurden die Möglichkeiten und Grenzen der AR-Technologie in der Ingenieurausbildung mit besonderem Fokus auf Laborarbeit untersucht, um häufige Fehler im Designkonzept zu vermeiden. Das didaktische Grundkonzept beruht auf dem „Constructive Alignement“ nach Biggs [3] mit der Definition der drei obligatorischen Schritte: Lernziele, Lehr- / Lernaktivitäten und Prüfungsmethoden. Die Lernziele werden – angelehnt an die modifizierte Bloom-Taxonomie nach Anderson und Krathwohl [4] – weiter konkretisiert, woraus dann im weiteren Schritt mögliche Lehrszenarien in AR gestaltet wurden.

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There have been numerous studies highlighting the potential of Augmented Reality (AR) in different educational settings and its impacts on learners in terms of increased motivation, learning, focus, and more. AR applications are suitable for use in formal as well as informal learning environments and educational institutions, starting with art courses in pre-schools or biology, history, chemistry, physics etc. in secondary schools and universities. Despite the increasing number of studies, only a few AR applications are based on a suitable didactic principle. In addition, there is a lack of general studies investigating the learning-promoting characteristics of AR in the field of preparation and conduction of laboratory trainings. Current studies merely extend printed learning content with additional links, videos, or static 3D models or require special prerequisites for using the AR application. Therefore, this article examines and focuses on a design concept for a mobile-based AR application (App) for acquiring and deepening practical skills in handling laboratory equipment and components. In a previous work, the possibilities and limitations of AR technology in engineering education, with a particular focus on laboratory work, were investigated in order to avoid frequent design mistakes. The didactic concept in this project is based on the constructive alignment according to Biggs with the definition of the three compulsory steps: learning objectives (or intended learning outcome), teaching / learning activities and assessments. The learning objectives were further concretized in the next step, based on the revised Bloom taxonomy according to Anderson and Krathwohl to derive and design possible teaching scenarios in AR.