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Neues Lernen/Neues Lehren

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Was bringt der Einsatz von AR-Technologie?

Der Einsatz von AR-Technologie in der handwerklichen Ausbildung ist neu und besitzt enormes Potenzial. Augmented Reality soll dabei als Instrument, als Werkzeug der Wissensvermittlung sowohl für die Lernenden als auch für die Lehrenden klare Vorteile bringen. Worin liegt jedoch der Mehrwert im Vergleich zu konventionellen Methoden bei der Vermittlung von handwerklichem Fachwissen?  

Die Auswertung von Studienergebnissen zum Einsatz der erweiterten Realität in der allgemeinen Bildung hat gezeigt, dass sich der Mehrwert im Wesentlichen über die richtige Herangehensweise bei der Planung und Gestaltung von AR-gestützten Lerninhalten definieren lässt. 

Vor diesem Hintergrund hat die Handwerkskammer für Unterfranken in Zusammenarbeit mit dem von Prof. Dr. Marc Krüger geleiteten Institut für berufliche Lehrerbildung an der FH Münster ein methodisch-didaktisches Konzept erarbeitet. Das Konzept sollte dabei sowohl den Anforderungen des ausbildenden Personals, als auch den zugrunde liegenden Rahmenlehrplänen in der Überbetrieblichen Ausbildung und dem damit verbundenen Lernerfolg der Auszubildenden gerecht werden. Die Augmented-Reality-Technologie bleibt hierbei jedoch lediglich ein Werkzeug, ein Mittel zum Zweck.

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Fehlersuche an der Kfz-Beleuchtungswand

Zur jeweiligen Aufgabe werden den Auszubildenden über ein AR-fähiges Endgerät zusätzliche Informationen eingeblendet. In diesem Fall identifiziert das Tablet ein Rücklicht und bietet dem Auszubildenden ein Video an, welches Informationen zur Erfüllung der Arbeitsausgabe beinhaltet. Die angebotenen Informationen (Texte, Videos, Zeichnungen etc.) orientieren sich dabei am Leistungsniveau der Auszubildenden. Das Vorwissen der Auszubildenden wird zunächst über einen Eingangstest ermittelt und der daraus resultierende Lernpfad passt sich dabei individuell durch strategisch platzierte Zwischenfragen situativ dem Vorwissen des/der jeweiligen Auszubildenden an.

Hilfestellung über die AR-Brille

Sollten die Auszubildenden bei der Umsetzung einer Arbeitsaufgabe Hilfe benötigen, können beispielsweise über die AR-Brille mittels Animation Hinweise gegeben werden. Die Ebene der erweiterten Realität ist dabei Deckungsgleich zur Realität, zeigt den Auszubildenden das weitere Vorgehen und bedarf keiner weiteren Erläuterung. Durch den Einsatz der AR-Brille haben die Auszubildenden zu jeder Zeit die Hände frei und durch diese rein visuelle Methode der Informationsvermittlung lassen sich z. B.  Sprachbarrieren und Leseschwächen  umgehen.

Schweißanweisung über die AR-Brille

Ein weiteres gutes Beispiel für den Einsatz der AR-Brille sind Schweißanweisungen. Hier wird an einem Beispiel eine Teilaufgabe bei der Umsetzung einer Schweißanweisung dargestellt bei der beide Hände benötigt werden. Auch hier erfolgt die Anweisung weitestgehend visuell durch überlagernde Animationen.

 

Nach Abschluss der vorbereitenden Arbeiten und dem Spannen des Werkstücks erhält der Auszubildende die erforderlichen Parameter (Schweißstrom etc.) über die AR-Brille dargestellt und kann diese am Schweißgerät einstellen. Da die Brille auch über eine Kamera verfügt, kann das Schweißergebnis am Ende des Vorgangs auch gleich dokumentiert werden. 

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Erfassen dreidimensionaler Objekte mit dem 3D-Scanner

Zum Abbilden komplexerer Anwendungsfälle und Objekte hat sich der 3D-Handscanner bewährt. Auf diesem Weg lassen sich selbst ausgefallene Anwendungsszenarien, wie beispielsweise Reparaturen an einem Elektrofahrzeug, darstellen, ohne dass spezielle CAD-Kenntnisse erforderlich sind. Durch den digitalen Zwilling ist es möglich, gefährliche Arbeiten in einem sicheren und gefahrlosen Umfeld zu trainieren. Außerdem können mehrere Auszubildende gleichzeitig (abhängig von der Anzahl der vorhandenen Endgeräte) die gleiche Übung durchführen, ohne dass Engpässe am Fahrzeug entstehen.

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Individuelle Lernpfade

Der Einsatz der AR-Technologie in der handwerklichen Ausbildung setzt voraus, dass die angewandte Methodik und Didaktik einerseits auf das eingesetzte Medium (AR-Brille/Tablet/Smartphone) abgestimmt ist, andererseits sollen sich die eingeblendeten Informationen idealerweise individuell am Leistungs- und Lernstand jedes/jeder einzelnen Auszubildenden orientieren. Durch die Einführung von Lernstandskontrollen während der Übungen wird erfasst, ob und wie die Lernenden die Fragen und Aufgaben lösen. Auf Basis dieser Ergebnisse und Erkenntnisse werden im Folgeschritt der Aufgabe mehr oder weniger Informationen zur Verfügung gestellt. Diese Vorgehensweise stellt nicht nur die intensive Auseinandersetzung der Auszubildenden mit dem Lernstoff sicher, sondern füllt auch mögliche Wissenslücken. Gleichzeitig können die Auszubildenden das erworbene Wissen direkt praktisch umsetzen und trainieren ohne sich möglicher Gefahren aussetzen zu müssen. Ein im Hintergrund laufendes LMS (Learning-Management-System) dokumentiert die Lernergebnisse und ermöglicht dem ausbildenden Personal eine durchgängige und individuelle Reflektion der Arbeitsergebnisse.