4. Workshop VR/AR-Learning

Aktuelle Entwicklungen, Herausforderungen und Trends zu Lehr- und Lernszenarien mit VR/AR

am 13.09.2021 im Rahmen der DELFI & HDI 2021

THEMA

AK VR/AR-Learning

Virtual Reality bzw. Virtuelle Realität (VR) ist ein Sammelbegriff für ein breites Spektrum interaktiver Computersimulationen. Diese erfassen einerseits die Aktivitäten von Nutzer*innen gegenüber dem IT-System und stimulieren andererseits mit ihrem Feedback verschiedene Sinne der Nutzer*innen, so dass eine subjektive Wahrnehmung/Empfindung von Anwesenheit (Präsenz) in der Simulation entsteht. Eine VR-Sonderform stellt die Augmented Reality (AR) dar, bei der der Fokus der Nutzer*innen zwar in der physischen Realität verbleibt, diese jedoch um virtuelle Artefakte und Informationen erweitert wird.

Bis vor wenigen Jahren spielte VR vor allem im militärischen und zivilen Trainingsbereich, der Produktentwicklung, dem Unterhaltungssektor und für Forschungsaufgaben mit hohen Visualisierungsanforderungen eine Rolle. VR-Lösungen waren in der Regel komplexe, stationäre und häufig für konkrete Szenarien konzipierte Installationen und zudem sehr kostenintensiv. Seit etwa 8 Jahren werden Software- und Hardware-Komponenten für VR-Lösungen zunehmend erschwinglich und für ein breites Anwenderspektrum nutzbar. Durch diese Entwicklung gewinnen VR-Anwendungen auch für Einsatzgebiete mit eher geringem Budget an Bedeutung, beispielsweise für die Aus- und Weiterbildung.

Der Einsatz von VR- und AR-Technologien für Lehr-/Lernzwecke wurde bereits seit den 90er Jahren mit dem Aufkommen aufwendiger Cave Automatic Virtual Environments (CAVE)-Installationen für Trainingszwecke und zur Inhaltsvisualisierung untersucht. Anfang der 2000er erlebte das Thema eine Renaissance durch virtuelle Online-Welten wie Second Life und OpenSim, die beispielsweise kollaborative Szenarien über spezielle Client-Software ermöglichten. Eine flächendeckende Verbreitung wurde jedoch durch die teils ressoucenintensiven Installationen sowie die nicht-triviale Inbetriebnahme gebremst.

Seit 2013 erhält das Thema durch markttaugliche Head-Mounted Displays (HMD) wie HTC Vive, Oculus Rift, Windows Mixed Reality oder Microsoft HoloLens. einen hypeartigen Aufschwung. Diese ermöglichen auch dem Laien komplexe VR-Erfahrungen zu teils günstigen Preisen. Die Technologien profitieren zudem derzeit in beträchtlichem Maße von verschiedenen parallelen Entwicklungen, beispielsweise

  • ein breites Angebot einfacher, offener und geräteübergreifender Tools und Programmierschnittstellen (APIs) zur Erstellung von VR/AR-Anwendungen,
  • umfassende Investitionen und hohe Erwartungen der Internet- und Unterhaltungsindustrie,
  • die Bereitstellung digitaler Vertriebsplattformen für VR-Anwendungen durch Hardware-Hersteller sowie
  • die zunehmende Verfügbarkeit ausgereifter Eingabegeräte für Körpergesten

Die Kombination der VR/AR-Technologien zur Mensch-Maschine-Interaktion eröffnet ein breites Spektrum an Vorteilen für die mediengestützte Aus- und Weiterbildung. So werden beispielsweise immersive, kontextuelle Lernerlebnisse zur Veranschaulichung realweltlicher Informationen durch das Ansprechen mehrerer Sinne intensiver als zuvor. Zudem wird eine zuvor unerreichte Qualität der Veranschaulichung von Inhalten erreicht und damit der Forderung konstruktivistischer Lerntheorien nach authentischen Lernumgebungen entsprochen. Durch neue Ein-/Ausgabegeräte wird weiterhin der Handlungsspielraum der Lernenden und Lehrenden erweitert. Auch die gefühlte Präsenz der Nutzer*innen und damit verbundene Möglichkeiten wie z.B. Perspektivwechsel haben ein großes Potential für den Erwerb von Wissen, Fertigkeiten und Einstellungen.

Der aktuelle Hype im Bereich VR/AR führte auf Seiten der Anwendungen zu einer beinahe unüberschaubaren Masse voneinander isolierter Anwendungen (sog. Experiences). Es fehlen systematische Integrationskonzepte, Gestaltungsanforderungen für virtuelle Lernwelten und aussagekräftige Studien zu Lerneffekten von VR/AR-Lernanwendungen bzw. deren Teilmechanismen. Auch Fragen der Organisation derartiger Lehr-/Lernwerkzeuge im Rahmen institutioneller Lehr-/Lernprozesse sind bisher weitestgehend ungeklärt. Der Workshop möchte daher unter anderem diese Fragestellungen thematisieren und zur Diskussion stellen.

Der Workshop VR/AR-Learning findet 2021 bereits zum vierten Mal im Rahmen der Fachtagung Bildungstechnologien (DELFI) statt und wird vom Arbeitskreis VR/AR-Learning organisiert. Zielgruppe des Workshops sind Forscher*innen im Bereich der Aus- und Weiterbildung mit VR/AR-Werkzeugen, Entwickler*innen und Konsument*innen von VR/AR-Inhalten sowie weitere generelle Interessierte am Workshop-Thema.

TERMINE

Einreichung von Beiträgen:

13. 20. Juni 2021 (verlängert)

Benachrichtigung der Autor*innen:

19. Juli 2021

Abgabe der Endfassung:

04. August 2021

Workshop:

13.September 2021

CALL FOR PAPERS

Für den Workshop erbitten wir sowohl wissenschaftlich fundierte Beiträge, Studierendenbeiträge als auch Best-Practice-Beispiele und Fallstudien zum Thema VR/AR-Learning. Einreichungen können folgende Themen betreffen, sind aber nicht auf diese beschränkt:

  • Theoretische Grundlagen von VR/AR in Bildungskontexten
  • Didaktische Gestaltung von VR/AR-Lehr-/Lernanwendungen
  • Alleinstellungsmerkmale von VR/AR zu anderen multimedialen Bildungstechnologien
  • aktuelle und neue Ansätze und Entwicklungen im Bereich VR/AR für Lehr-/Lernszenarien
  • Best Practice und Gestaltungsanforderungen für virtuelle Lehr-/Lernwelten
  • unterstützende Werkzeuge und Konzepte zur Entwicklung und Effizienzsteigerung von VR/AR-Lehr-/Lernanwendungen
  • systematische Integrationskonzepte für VR/AR-Lehr-/Lernanwendungen in übergreifende Frameworks
  • Studien zu Lerneffekten von VR/AR-Lehr-/Lernanwendungen bzw. deren Teilmechanismen
  • Learning Analytics-Ansätze für VR/AR-Lehr-/Lernszenarien
  • zukunftsfähige Strategien für die Einbindung von VR/AR-Lehr-/Lernanwendungen in institutionelle Lehr-/Lernprozesse (z.B. an Hochschulen)
  • Community-basierte VR/AR-Lehr-/Lernarrangements
  • Mechanismen zur lernziel- und gruppenorientierten Anpassung von VR/AR-Inhalten und Lehr-/Lernszenarien (Adaptivität)
  • kollaboratives Lernen mit VR/AR
  • SocialVR in Bildungskontexten
  • Architekturen und Infrastrukturen für VR/AR- Lehr-/Lernszenarien
  • Sammlung und Bereitstellung von Daten zur Nutzung in VR/AR-Lernanwendungen
  • Evaluation des Einsatzes von VR/AR in Bildungskontexten
  • Sicherstellung und Steigerung von Immersion in VR/AR-Lehr-/Lernanwendungen
  • ethische und gesundheitliche Implikationen von VR/AR-Lehr-/Lernszenarien

Die Workshop-Sprache ist deutsch. Beiträge sind anonymisiert und im Format der GI-Edition Lecture Notes in Informatics (LNI) einzureichen. Bitte verwenden Sie die Word-Vorlage. Der Umfang eines Beitrags darf 12 Seiten nicht überschreiten.

Die Beiträge sind über EasyChair einzureichen.

Die Autor*innen der angenommenen Beiträge werden diese im Rahmen des Workshops in Vortragsform vorstellen. Den Teilnehmenden werden somit verschiedene Perspektiven auf aktuelle Entwicklungen, Herausforderungen und Trends zu den Themen VR und AR im Kontext von Lehr-/Lernprozessen gegeben. Neben klassischen Vorträgen werden Diskussionen der Beiträge in den Vordergrund gestellt.

Jeder angenommene Beitrag wird auf dem Workshop präsentiert und über die Workshop-Proceedings der DELFI & HDI 2021 digital veröffentlicht.

PROGRAMM

0900-1030

Session 1: Begrüßung

Siegerehrung zum AVRiL 2021 – Gelungene VR/AR-Lernszenarien

MARLA – Masters of Malfunction: VR Game zum Trainieren der Fehlerdiagnosekompetenz in der Erstausbildung im Bereich Elektro- und Metalltechnik (Wettbewerbssieger)
Pia Spangenberger, Nadine Matthes, Linda Kruse, Markus Kybart, Kristina Schmidt, Felix Kapp (Technische Universität Berlin)

Mixed-Reality-in-the-Loop Simulation für Schulungen im Maschinen- und Anlagenbau
Jana Hönig, Marc Schnierle, Marc Hüttenberger, Christopher Polak, Sascha Röck (Hochschule Esslingen)

1030-1100

Kaffeepause

1100-1230

Session 2: VR im Fokus

Virtuelle Welten der Geometrie – Planung, Durchführung und Auswertung einer praxisorientierten Lehrveranstaltung für angehende Mathematiklehrkräfte
Lena Florian (Universität Potsdam)

Remote Emergency Teaching and Virtual Reality Education: A Case-Study Using VR Nuggets in Non-VR Courses
Robin Horst, Ramtin Naraghi-Taghi-Off, Linda Rau, Ralf Dörner (Hochschule RheinMain)

Institutionelle Rahmenbedingungen für den Einsatz von Virtual Reality als Lerntechnologie. Systematisierung von Einflussfaktoren auf die Implementierung von VR
Andrea Schmitz (ZWH e.V.), Miriam Mulders (Universität Duisburg-Essen)

1230-1330

Mittagspause

1330-1500

Session 3: AR im Fokus

Drei Eigenschaften von Augmented Reality Erfahrungen und wie Lernen durch diese unterstützt werden kann
Jule Krüger, Daniel Bodemer (Universität Duisburg-Essen)

An Augmented Reality-supported Facility Model in Vocational Training
Lisa Guth, Heinrich Söbke, Eva Hornecker, Jörg Londong (Bauhaus-Universität Weimar)

Augmented Reality in der Ausbildung an Hubschrauberkonsolen: Ein empirischer Lernmittelvergleich zu Nutzungserlebnis und Lernerfolg
Madeleine Ratter, Johannes Klöckner, Mara Kaufeld (Fraunhofer FKIE)

1500-1530

Kaffeepause

1530-1700

Session 4: Diskussion

Die Workshop-Teilnehmer*innen diskutieren fokussiert in Gruppen ausgewählte Themen rund um das Lehren und Lernen mit VR- & AR-Technologien.

Diskussionshintergründe: rot | blau | gelb | grün | schwarz | weiß

Diskussionsergebnisse: Miro-Boards zur Perspektive von VR/AR in der Beruflichen Bildung (PDF) und in der Hochschulbildung (PDF)

1700-1730

Workshop-Abschluss mit anschließender, öffentlicher Arbeitskreis-Sitzung

ab 1730

Öffentliche Mitgliederversammlung der Fachgruppe Bildungstechnologien der GI (siehe DELFI-Programm)

TEILNAHME

Der Workshop findet im Rahmen der DELFI 2021 statt. Diese wird als reine Online-Tagung am 13.– 15. September 2021 durchgeführt. Die Teilnahme am Workshop ist kostenlos, erfordert aber eine Anmeldung zur DELFI 2021. Bei der Anmeldung können Sie sich entweder ausschließlich für den Workshoptag am 13. September 2021 anmelden oder die kostenpflichtige Teilnahme an der gesamten Tagung buchen. Wir empfehlen Letzteres.

Zusätzlich sollten Sie sich formlos bei uns Workshop-Organisator*innen anmelden. Sie werden dadurch ergänzend zur DELFI-Anmeldung eng über den organisatorischen Stand des Workshops informiert und verpassen keine Informationen (z.B. Zugangsdaten zum Workshop). Schreiben Sie uns dafür einfach eine formlose E-Mail unter Angabe Ihres Namens und Ihrer Institution.

PROGRAMM-KOMITEE

Maria Bannert

Technische Universität München

Josef Buchner

Universität Duisburg-Essen

Mario Donick

vFlyteAir Simulations

Ralf Dörner

Hochschule RheinMain

Torsten Fell

Institute for Immersive Learning

Lena Florian

Universität Potsdam

Paul Grimm

Hochschule Fulda

Sebastian Habig

Universität Duisburg-Essen

Wibke Holtij

Technische Hochschule Mittelhessen

Andreas Kohne

Materna TMT GmbH

Felix Kretschmer

Technische Universität Berlin

Rolf Kruse

Fachhochschule Erfurt

Carsten Lecon

Hochschule Aalen

Anja Richert

Technische Hochschule Köln

Andrea Schmitz

ZWH-Dienstleistungs GmbH

Hartmut Seichter

Hochschule Schmalkalden

Pia Spangenberger

Technische Universität Berlin

Sven Strickroth

Ludwig-Maximilians-Universität München

Johannes Tümler

Hochschule Anhalt

Markus von der Heyde

vdH-IT

Matthias Weise

Universität Potsdam

Kontakt:

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Raphael Zender
Universität Potsdam, Institut für Informatik und Computational Science
August-Bebel-Str. 89
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