Was steckt dahinter?
Trotz reichlich Bemühungen, die Optiklehre des Physikunterrichts der Sekundarstufe 1 anschaulich zu gestalten, fehlt (zu) vielen Schülerinnen und Schülern der Durchblick. Hartnäckig halten sich Schülerfehlvorstellungen wie „das Spiegelbild liegt auf dem Spiegel“ oder auch „der Linsendurchmesser bestimmt die Bildgröße“. Diesen möchte das „PUMA : Optiklabor“ entgegentreten und anhand einiger Unterrichtsbausteine und einer eigens entwickelten, webbasierten Augmented Reality Simulation Lehrkräften ein Werkzeug an die Hand geben, Modellvorstellungen eingängiger zu schulen und besser vorstellbar zu machen. Die Entwicklung folgt dabei dem „Design Based Research“ (DBR) – Ansatz. Im Fokus der Studie steht neben der Praxistauglichkeit der App und des Unterrichtsmaterials das Wirken von WebAR auf die Präkonzepte und die Veränderung der Fehlvorstellungen durch kurze, gezielte Übungen mit einer AR-Simulation. Die teilnehmenden Lehrkräfte setzen die Materialien dabei in ihrem laufenden Unterricht ein.
Aumgented Reality
Augmented Reality (AR) ist spätestens seit Applikationen wie „Pokémon-Go“ ein bekannter Begriff für die Verschmelzung von Realität und virtuellen Elementen. Auch gibt es inzwischen viele Projekte, bei denen AR in der Lehre eingesetzt wird. Klassischer Weise wird hierbei ein Realexperiment durchgeführt und durch Einblendungen mit virtuellen Zusatzinformationen angereichert. Das PUMA : Optiklabor verfolgt hierbei einen anderen Weg, den man als AR-Simulation bezeichnen kann. Dabei spielt sich das ganze Experiment im virtuellen Raum ab, während das haptische Erleben erhalten bleibt.
Die App
Herkömmliche AR-Anwendungen erfordern die Installation einer nativen App. Die damit einhergehenden
Schwierigkeiten stellen insbesondere beim spontanen Einsatz in der Schule eine nicht zu
unterschätzende
Hürde dar. Daher setzt das PUMA : Optiklabor auf den Einsatz von Webtechniken. Wie eine Website wird
die
Applikation im Browser geöffnet und steht mit minimalem Aufwand zur Verfügung. Dies erhöht die
Einsatzfähigkeit der Applikation immens, da wenig Speicherplatz und keine Installationsrechte
benötigt
werden.
Die App erfasst sogenannte "Marker" die auf den Tisch gelegt werden. Anhand dieser Markierungen
positioniert die Anwendung virtuelle Geräte wie Mehrfach-Laser-Boxen, Linsen oder auch Objekte wie
Erde,
Mond und Sonne. Die Positionierung erfolgt per Hand auf dem Tisch, die Bedienung über das Display
des
mobilen Endgeräts.
Unterrichtsmaterialien
Zu den Markern wurden kleine Unterrichtseinheiten konzipiert, die sich wie kleine "Snacks" in den eigenen Unterricht integrieren lassen. Das konkrete Einsatzszenario wird seitens der Studie nicht vorgegeben sondern bewusst der Lehrkraft überlassen und dokumentiert. So ergeben sich Möglichkeiten in der Erarbeitung oder auch Vertiefung von Fachinhalten, der Hausaufgabe sowie der Vor- und Nachbereitung von Stunden und Leistungsnachweisen.
Studie
Rahmen der Entwicklung bildet eine Stude, die sich mit dem Einsatz einer WebAR-Simulation im Optikunterricht beschäftigt. Hierbei werden sowohl die Einsatzmöglichkeiten durch Lehrkräfte, wie auch der Nutzen auf Seiten der Schülerinnen und Schüler beleuchtet. Nicht zuletzt ist aber auch die technische Eignung für den Kontext Schule von Interesse. Konkret ergeben sich folgende Forschungsfragen:
FF1: Wie nutzen und bewerten Lehrende und Lernende eine webbasierte Augmented Reality Simulation im Bereich der Optik der Sekundarstufe 1 inner- und außerhalb des Unterrichts?
FF2: Auf welche Weise wirkt der Einsatz einer webbasierten Augmented Reality Simulation im Bereich der Optik auf Präkonzepte und motivational-affektive Merkmale von Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe 1?
FF3: Inwiefern entspricht eine webbasierte AR-Simulation auf der Basis von AR.js den technischen Anforderungen des Unterrichts in einer 8. Klasse in Bezug auf Nutzererfahrung, Technikaffinität und Plattformunabhängigkeit?
Lust, die WebAR-App einmal auszuprobieren? Dann laden Sie sich einfach obigen Flyer herunter, schneiden Sie die Marker aus (ruhig etwas mehr Papier zum Anfassen stehen lassen) und klicken Sie hier. Halten Sie das Handy im Querformat und spielen Sie ein wenig mit den Einstellungen.
Tipp: Sorgen Sie für eine gute Beleuchtung der Marker.
