Verbesserung der Lernerfahrung durch die Integration des Virtual Theatres in die Ingenieursausbildung

Zusammenfassung

In ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen zählen prak-tische Erfahrungen sowie das Verständnis für die praktische Relevanz von Lerninhal-ten zu den Voraussetzungen eines erfolgreichen Studiums. In Grundlagenfächern wie Physik oder Chemie werden praktische Erfahrungen meist experimentell durch Laborarbeit gesammelt. Ein weiterer verbreiteter Ansatz zur Herstellung praktischer Relevanz sind Praktika oder Exkursionen. Aus Sicherheits- und Kostengründen wie auch aufgrund der Komplexität industrieller Produktionsstätten ist es für Studierende jedoch nicht möglich, solche Industrieanlagen frei zu erkunden und dort eigenständig zu experimentieren.

Um diese Problematik zu umgehen, können Industrieanlagen in virtuellen Umgebungen nachgebaut werden. In Simulationen oder Lernspielen (Serious Games) werden die Eigenschaften und Prinzipien einer Industrieanlage mit entsprechenden Kursinhalten verknüpft und dadurch nachvollziehbar gemacht. In virtuellen Lernumgebungen können Prozesse der Wissensaneignung selbst gesteuert werden. Es können Experimente durchgeführt werden, die unter physisch-realen Bedingungen zu gefährlich oder zu teuer wären. Weiterhin können Orte erschlossen werden, die ansonsten nicht erreichbar wären – sei es weil sie räumlich zu weit entfernt oder zeitlich in der Vergangenheit oder in der Zukunft liegen.

Ein Nachteil des Lernens mit Simulationen besteht in der Künstlichkeit des virtuellen Zugangs. Neben der Art der grafischen Gestaltung einer virtuellen Lernumgebung liegt häufig die Antwort für den Grund auf der Seite der Hardware. Natürliche Nutzerschnittstellen (engl. natural user interface, NUI) für Visualisierung, Navigation und Interaktion können eine authentischere Lernerfahrung als am PC ermöglichen und somit den Wissenstransfer des Gelernten auf spätere Anwendungssituationen erleichtern. In Mixed-Reality Simulatoren wie dem Virtual Theatre werden die Nutzerschnittstellen Head-Mounted Display, omnidirektionaler Boden und Datenhandschuh integriert und ermöglichen so eine uneingeschränkte Kopf- und Fortbewegung zur freien Erschließung virtueller Lernumgebung. Nach einer Beschreibung des technischen Aufbaus des Virtual Theatres beschreibt das Paper einen medienpsychologischen Forschungsansatz, mit dem der Zusammenhang von immersiver Hardware und Lernerfolg gemessen werden kann. Das Paper schließt mit einem Ausblick auf den Einsatz des Virtual Theatres in der Ingenieurausbildung.