Augmented Reality (AR)-Anwendungen sind mittlerweile sowohl auf mobilen als auch auf nicht-mobilen Geräten verwendbar. Es gibt mittlerweile Studien zum AR-Einsatz in Schule und Hochschule, die erste positive Effekte zeigen. Die Forschungsarbeiten weisen aber auch auf die mit AR verbundenen Einschränkungen hin. Es besteht also ein erheblicher Forschungsbedarf zum Lernen mit AR, um Potenziale und Grenzen des Einsatzes von AR in Lehr-Lernkontexten in der Schule abzuschätzen.

Ziel ist die Analyse der Veränderung von Lernprozessen durch AR beim Experimentieren im naturwissenschaftlich-technischen Unterricht sowie die Identifikation spezifischer Herausforderungen und Potenziale. M.Sc. Sergey Mukhametov augmentiert den realen Experimentierprozess mit multiplen Repräsentationen, indem mittels Smartglasses Messwerte des Experimentes oder unterstützende Darstellungen wie Zusatzinformationen, Symboliken, Herausstellungen, Gefahrenhinweise in Echtzeit visualisiert werden. Dadurch können Lernende Zusammenhänge zwischen naturwissenschaftlichen Experimenten, experimentellen Daten oder unterstützenden Visualisierungen und Handlungen herstellen, ohne Ablenkung während der Durchführung des Experiments (s. Abb.).

Das Projekt wird im Rahmen von Feldstudien im Schüler*innenlabor iPhysicsLab der RPTU und durch Laborstudien im Immersive Quantified Learning Lab (iQL) des DFKI umgesetzt, in denen Lernende verschiedener Klassenstufen zu ausgewählten Themenbereichen experimentelle Aufgabenstellungen bearbeiten.

Vorgehen im Teilprojekt

Schritt 1: Technologiebasierte Konzeption von Schulversuchen auf Basis einer optischen Bank

Schritt 2: Integration der Versuche in Physik-Lehramtsveranstaltungen

Schritt 3: Empirische Untersuchung der Effektivität hinsichtlich Lehr-Lern-Prozesse

Schritt 4: Evidenzbasierte Adaption der Versuche und Materialien