Wie Augmented Reality beim Lernen und der Arbeit helfen kann
Mit dem Forschungsprojekt „LAARA“ der Universität Siegen und der TU Dortmund soll der effektive Einsatz von Augmented Reality in der beruflichen Bildung erforscht werden. Dafür arbeiten ForscherInnen aus den Bereichen Didaktik und Berufspädagogik sowie Informatik und Maschinenbau zusammen.
Wie sollte die Digitalisierung in Industrie und Handwerk sowie in der beruflichen Aus- und Weiterbildung gestaltet werden? Und wie können die ProtagonistInnen in diesen Bereichen von den neuen technischen Möglichkeiten profitieren? Antworten auf diese und weitere Fragen wollen WissenschaftlerInnen der Universität Siegen und der TU Dortmund gemeinsam finden. Im Forschungsprojekt „LAARA“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 1 Million Euro gefördert wird, werden die Möglichkeiten und Grenzen von Augmented Reality (AR) in Arbeits- und Lernprozessen untersucht.
„Die Technologie ist im Grunde marktreif. Wenn es aber um die Integration in die komplexen sozio-cyber-physischen Systeme der Praxis geht, fehlen häufig Konzepte“, sagt Dr. Steffen Jaschke. Er ist Koordinator des Projektes und Leiter der Didaktik der Informatik an der Universität Siegen. Im Labor des ebenfalls beteiligten Lehrstuhls für Umformtechnik wurden bereits im Projekt „Cyberrüsten 4.0“ wichtige Erfahrungen mit der AR-Technik gesammelt. Fachkräfte bekommen dort über eine AR-Brille die Arbeitsschritte für das Rüsten einer Biegemaschine als 3D-Hologramm angezeigt. Dadurch kann die Effizienz gesteigert und bei systematischer Anwendung das Erfahrungswissen nachhaltig im Betrieb gesichert werden. Nun wollen die ForscherInnen untersuchen, wie AR-Systeme für Lehrkonzepte der beruflichen Bildung gestaltet werden können.
„Wir wissen noch nicht, wie groß das didaktische Potential von AR-Technik im Lernprozess überhaupt ist. Daher sind zunächst förderliche und hemmende Kriterien und Parameter zu erforschen“, erklärt Prof. Dr. Tamara Riehle, die das Projekt mitinitiierte und wissenschaftlich begleitet. Wie werden die Geräte überhaupt genutzt und inwieweit unterstützen sie effektiv einen Lernprozess? Was bedeuten die neuen Systeme für die berufliche Bildung, die didaktischen Ansätze und Lehrkonzepte? Und welche Auswirkungen hat dies auf die Qualifikation oder Professionalisierung von Lehrpersonal? Diesen Fragen wird zu Beginn des Projektes nachgegangen. Dazu werden sowohl Auszubildende als auch Fachkräfte im Arbeitsprozess beobachtet und befragt. Die Erkenntnisse sind Grundlage für die theoretisch fundierte Entwicklung neuer Lehrkonzepte.
Die Lehrkonzepte werden in einem weiteren Schritt bei den Kooperationspartnern erprobt und evaluiert, zu denen berufliche Schulen in der Region oder die Zentren für schulpraktische Lehrerausbildung (ZfsL) zählen. Für die Studien vor Ort wird ein Modell der Biegemaschine mit dem 3D-Drucker hergestellt. „Damit können wir dann zu den Projektpartnern fahren und das Lernen, Informieren und Agieren in cyber-physischen Systemen unter anderem mit einer AR-Brille erproben“, sagt Dr.-Ing. Christopher Kuhnhen vom Lehrstuhl für Umformtechnik. Dabei ist der Biegeprozess und das Rüsten der Maschine nur eines von vielen denkbaren Einsatzgebieten. So werden auch Schulungen beispielsweise zur Bedienung und Wartung von CNC-Maschinen mittels AR realisierbar. „Wenn wir die Gestaltungskriterien erst einmal erarbeitet haben, sind die Einsatzmöglichkeiten sehr vielfältig“, erklärt Prof. Dr. Tamara Riehle. „Trotz des großen Potentials AR-unterstützter Lernprozesse darf eines nicht vergessen werden: Was wir entwickeln, muss sich dem wirtschaftlich und didaktisch Sinnvollen unterordnen sowie akzeptiert werden – wir müssen den Faktor Mensch betrachten“, so Dr. Steffen Jaschke.
Hintergrund
Das interdisziplinäre Forschungsprojekt „LAARA“ (Lernen, informieren und kompetent agieren mit Augmented Reality im Arbeitsprozess) der Universität Siegen und der TU Dortmund läuft drei Jahre und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 1 Million Euro gefördert, davon gehen rund 660.000 Euro nach Siegen. Dort sind ForscherInnen der Didaktik der Informatik, der Didaktik der Technik am Berufskolleg und des Lehrstuhls für Umformtechnik am Projekt beteiligt.
Das Forschungsteam beim digitalen Meeting.