Labor für Technische Entwicklung

Das Labor Technische Entwicklung in der Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik wird zurzeit in mehreren Forschungsvorhaben aktiv genutzt, darunter der Community of Practice des Projekts Social Virtual Learning, des Projekt Inklusion in der Produktion und im Rahmen des Projekts Kohärenz in der Lehrerbildung (KoLBi).

Darüber hinaus steht das Labor Interessierten offen, z. B. um Virtual und Augmented Reality kennen zu lernen und eigene Projektideen im Rahmen von Forschungs- oder Abschlussarbeiten zu untersuchen oder zu entwickeln.

Nach Absprache können die Räumlichkeiten sowie das Equipment des Labors auch im Rahmen von Co-Learning und Co-Working-Aktivitäten genutzt werden.

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Forschungsschwerpunkte im Labor Technische Entwicklung

Seit mehreren Jahren werden im Institut SIKoM, dem das Labor Technische Entwicklung angegliedert ist, verschiedene Projekte realisiert, die sich mit unterschiedlichen Aspekten von Augmented und Virtual Reality beschäftigen. Einen Fokus richtet das Institut dabei auf die Integration der Technik in die Bildung und damit auf die zielgruppenorientierte Content-Entwicklung. Im Rahmen von drei Projekten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) wurden und werden digitale Lehr- und Lernmodule mit Hilfe von AR und VR entwickelt und erprobt (siehe www.social-virtual-learning.de).

Universitätsinterne Module sowie Science-Demonstrationen für Schüler und Schülerinnen sind weitere interessante Aufgaben. Darüber hinaus unterstützt das Institut Unternehmen, Schulen und weitere Bildungsinstitutionen bei der Realisierung eigener Anwendungen. Auch die Verbindung von AR und VR mit anderen digitalen Technologien, wie die digitale Fertigung im 3D-Druck, wird aktuell erforscht.

Technik

• Einsatzfeldbezogenes Marktscreening: Analyse und Bewertung von Hard- und Softwareentwicklungen für definierte Einsatzbereiche geben Aufschluss über Möglichkeiten und Grenzen ausgewählter Technologien.
• Zielgruppenbezogene Anforderungsanalysen: Welche aktuellen Hard- und Softwareentwicklungen sind wann, für wen und in welchem Kontext sinnvoll einsetzbar? Welche Inhalte erzielen durch die digitale Aufbereitung einen aufgabenbezogenen Mehrwert?
• Anwendungstest: Tests von Technik und digitalen Inhalten mit Kosten-Nutzen-Abschätzung sind relevante Informationen für Entscheidungsträger.

Content-Entwicklung

• Zielgruppenorientierte Inhaltsauswahl und -aufbereitung: Die Inhaltsaufbereitung muss individuell an Zielgruppe und Aufgabe angepasst sein. Bei Lernaufgaben im Gegensatz zu reiner Aufgabenerfüllung reichen digitale Demonstrationen nicht aus, um einen Lerneffekt zu erzielen. Hier sind Darstellungen von Zusammenhängen, Hintergründen, ggf. Theorien sowie Wissensabfragen erforderlich, um Nachhaltigkeit erzielen zu können.
• Zusammenführung mit bestehenden Informations-, Lehr- und Lernkonzepten: Digitale Unterstützungssysteme werden in der Regel in bestehende Arbeits- und Lehr-/Lernumgebungen integriert. Das methodisch-didaktische Schnittstellenmanagement zwischen der digitalen und der realen Umgebung ist entscheidend für einen reibungslosen Übergang von einer Aufgaben- oder Lernform in die andere.

Kompetenz-Entwicklung

• Qualifizierung im Umgang mit Hard- und Software sowie Autorensystemen: Um AR und VR nachhaltig zu etablieren, müssen Organisationen, die diese Technik einsetzen wollen, Personen im Umgang mit diesen Systemen schulen bzw. schulen lassen. Ein Autorensystem, das es Trainern/Trainerinnen und Lehrern/Lehrerinnen ermöglicht, eigene Inhalte relativ einfach und schnell zu entwickeln, wurde in einigen Verbundprojekten mit entwickelt und erprobt.
• Qualifizierung von Content-Entwicklern: Eine große Herausforderung für AR und VR ist die Entwicklung von Inhalten. Ziel muss es sein, dass in Unternehmen und Bildungseinrichtungen, aber auch in Kooperationen unterschiedlicher Akteure, eigene Inhalte für AR und VR erarbeitet und bereitgestellt werden, um eine nachhaltige Nutzung dieser Systeme sicherstellen zu können. Die exklusive Entwicklung von nicht veränderbaren Inhalten durch AR/VR-Experten führt in der Regel dazu, dass Inhalte, die ihre Aktualität verlieren, nicht mehr verwendet werden und die regelmäßige Beauftragung von Experten oft nicht finanzierbar ist. Durch den Einsatz intuitiv zugänglicher Autorenwerkzeuge wird es Fachexperten möglich, Inhalte auch dann zu erstellen, wenn vorab nicht Experten anderer Disziplinen (3D-Design, CAD, Software-Entwicklung) eingeschaltet werden konnten.

Implementierung und Evaluation

• Unterstützung der Realisierung von AR und VR in Unternehmen und Bildungsinstitutionen.
• Evaluation des digitalen Arbeiten und Lernens: Die Frage, ob digitale Anwendungen einen tatsächlichen Mehrwert erzielen, sei es beim Lernen oder Arbeiten, kann z. T. sehr einfach über die Verringerung von Fehlern, Ausschuss oder Zeit beantwortet werden. Wie nachhaltig die Wirkung von komplexeren Lehr- und Lernprozessen ist, erfordert allerdings eine, beispielsweise vergleichende Methodik, die Aufschluss über Stärken und Schwächen der Systeme sowie Optimierungspotentiale liefert.

Kombination mit anderen Technologien

• Virtual Reality und 3D-Druck: VR-Sculpting ermöglicht es, durch Gesten 3D-Objekte zu erzeugen und zu bearbeiten, die anschließend zu druckbaren 3D-Objekten konvertiert werden können. Diese Verbindung schafft interessante neue Arbeitsweisen zu unterschiedlichste Anwendungsfelder wie Konstruktion, Architektur oder Kunst.