Nachwuchsforschungsgruppe XR

Forschungsausrichtung

In unserem XR-Lab forschen wir an innovativen Ansätzen zum Physiklernen in der Augmented Reality (AR; dt.: erweiterte Realität) und der Virtual Reality (VR; dt.: virtuelle Realität). Hierzu umfasst unser Tätigkeitsbereich die gesamte Bandbreite an Planung, Entwicklung und Validierung von Lernmaterialien. Die Planung und Entwicklung erfolgt unter Berücksichtigung neuester Erkenntnisse zum Multimedialernen. Für die Überprüfung der Lernwirksamkeit werden neben klassischen Methoden auch Prozessdaten wie beispielsweise Blickbewegungen genutzt. Weitere Informationen zu AR und VR finden Sie unten in den entsprechenden Abschnitten.

Kurzbeschreibung

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AR

In der Augmented Reality (AR; dt.: erweiterte Realität) können reale Lernumgebungen mit virtuellen Informationen angereichert werden. Diese Technologie kann im Physikunterricht verwendet werden, um ansonsten unsichtbare physikalische Größen, Prozesse und Modellvorstellungen sichtbar werden zu lassen. Die Verknüpfung von beobachteten Phänomenen und zugrundeliegenden theoretischen Konzepten könnte so erleichtert werden. Wir beschäftigen uns mit der Frage, welche Aspekte bei der Entwicklung solcher Lernanwendungen berücksichtigt werden müssen, damit sich insgesamt ein hilfreiches und nützliches Instrument zur Ergänzung der physikalischen Lehre in der Hochschule und im Physikunterricht in der Schule ergibt.

VR

Durch das Tragen von speziellen Brillen können Lernende in eine rein virtuelle Welt eintauchen. Diese sogenannte Virtual Reality (VR; dt.: virtuelle Realität) ermöglicht das Durchführen von Experimenten in einer idealisierten Umgebung. Hierbei können unsichtbare und abstrakte Konzepte visuell aufbereitet und für die Lernenden anschaulich dargestellt werden. Ebenfalls ist es möglich, störende Einflussgrößen auszublenden, sodass sich die Lernenden gezielt auf zentrale Aspekte des der Lernumgebung konzentrieren können. In unserer Arbeitsgruppe entwickeln wir basierend auf theoretischen Aspekten zum Multimedialernen und aus der Lehr-Lern-Forschung VR- Anwendungen für das Physiklernen. Diese werden anschließend im Schulunterricht und in der universitären Lehre erprobt.

Ziele/Zielgruppen

• Forschung an der Schnittstelle von High-Tech-Physik und Lehr-Lern-Forschung.
• Entwicklung neuer Ansätze zum Physiklernen in Extended Reality.
• Theoriegeleitete Entwicklung von XR-Lernanwendungen für den Physikunterricht.
• Untersuchung der Lernwirksamkeit unter Verwendung klassischer und innovativer Verfahren.

Inhalte

• Einsatz von multiplen externalen Repräsentationen zum Physiklernen in der Extended Reality.
• Untersuchung der Möglichkeiten einer individuellen Förderung Lernender unter Verwendung von Prozessdaten wie beispielsweise Blickbewegungsdaten, Herzrate und Stirntemperatur.