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Augmentierte Realität in Unterricht und Schule

Keynote Presentation at eduDays 2012, 11.April 2012, Krems
by

Reinhold Behringer

on 28 May 2016

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Transcript of Augmentierte Realität in Unterricht und Schule

Augmentierte Realität in Unterricht und Schule
Abstract
Augmentierte Realität (AR) ist eine Technologie, bei der die reale Umgebung mit virtueller Information bereichert wird, so dass der Anwender diese Information in der realen Umgebung wahrnimmt. In den vergangenen Jahren wurde die Entwicklung von AR vorangetrieben und erreichte durch die Verbreitung von mobilen Endgeräten (Smartphones) einen weiten allgemeinen Anwenderkreis. Diese Technologie eignet sich besonders dafür, komplexe Sachverhalte visuell an realen Objekten darzustellen und dabei zu einem vertieften Verständnis beizutragen. Daher gab es seit mehreren Jahren bereits Projekte, welche die Anwendung von AR im Schulunterricht untersuchten. In diesem Vortrag wird zunächst ein Überblick über die technischen Grundlagen von AR gegeben und dann die Anwendung dieser Technologie im Unterricht aufgezeigt, gefolgt von einem Ausblick auf das zukünftige Potential von AR für Unterricht, Erziehung und Bildung.
Augmentierte Realität - Gemischte Realität
(Augmented Reality) (Mixed Reality)
Realität
Virtualität
Was ist Augmentierte Realität (AR)?
Anwendungen von AR
Technische Wartung
Qualitätskontrolle
Verbindung von realer Welt mit Computergrafik.
Überlagerung von computer-generierter Information auf reale Welt.
1965
Ivan Sutherland: head-worn Displays
Literatur
Ivan Sutherland. The Ultimate Display. Information Processing Techniques Office, ARPA, OSD. 1965. http://www.wired.com/beyond_the_beyond/2009/09/augmented-reality-the-ultimate-display-by-ivan-sutherland-1965/

...
1990
Tom Caudell: "Augmented Reality"

Boeing:
Pilot-Projekt mit AR für Kabelbaum-Installation.
1998
"First International Workshop on Augmented Reality (IWAR)"

Jetzt als jährliche Konferenz ISMAR
1999
AR-Toolkit
Was ist notwendig für AR?
Ortsbestimmung und Verbinden der Realität mit Information

Display

Kommunikation
2008
Smartphone Apps mit AR
2013
Google AR-Brille
Video by Common Craft
Vorteile von AR
Information wird dort gezeigt, wo sie relevant ist.
Benutzer kann räumlich agieren.
Die Interaktion mit der Information kann direkt geschehen, intuitiv.
"Klassische" AR
Meist mit "head-worn" Displays.
Lässt die Hände frei für eigentliche Arbeit.
2007
2008
2011
Toshiba
Vuzix
Sony
2006
Microvision
1996
Virtual I/O
1997
Sony Glasstron
1997
Columbia University:
Situated Documentaries
Anwendung von AR in Education
Verschiedene Zielgruppen:
Kinder
Jugendliche
Erwachsene

Verschiedene Methodologien:
Spielerisches Lernen
Wissensvermittlung durch virtuelle Experimentation
HARP Project (2008)
http://isites.harvard.edu/icb/icb.do?keyword=harp
Harvard, U.of Wisconsin, MIT

AR-Spiel zur Schulung von mathematischen und wissenschaftlichen Fähigkeiten.
Verwenden einer digitalen Karte, Finden und Identifizieren von Objekten.

Geeignet für 8-10-jährige.
2003
Rockwell Automation: Instrumentendisplay
für industrielle Anlagen.
Anwdendung von Mixed-Reality Technologie.

Molekular-Struktur mittels AR, in Schulen Thailands.
3D-Objekte, überlagert in Buch-Grafiken.

Geeignet für Curriculum, entsprechend 10.Klasse.
LearnGears, Thailand (2006)
AR-Projekte im Schulbereich
Interaktives Buch - AuRea (2010)
http://www.au-rea.de/mep/aurea/
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. MA Reinhold Behringer
Professor of Creative Technology
Leeds Metropolitan University

r.behringer@leedsmet.ac.uk

http://prezi.com/6cglgscavq5s/augmentierte-realitat-in-unterricht-und-schule/
Erweiterung eines Kinderbuches mit AR.
Fördert die Interaktivität.
Medizinische Ausbildung (2011)
http://www.ad-dispatch.com/
Darstellung von Organen in 3D.
Using Mobile Devices
Handschriftenerkennung
http://www.learnar.org/
LearnAR (2010)
Verschiedene Beispiele.
Die Zukunft - AR in Education
Augmented Reality Development Lab
http://augmentedrealitydevelopmentlab.com/
Grafik-Objekte in 3D
AR-Interaktion
Lernmodule erhältlich
Projektor-AR
Erlaubt Projektion auf reale Objekte.
Augmentierte Realität ...
... in Unterricht und Schule
Themengebiete von AR in Unterricht und Ausbildung
STEM-Fächer (Science, Technology, Engineering, Mathematics).
Insbesondere: Medizin, Biologie, Chemie.
Simulation von physikalischen Effekten.


Schulung bestimmter Fähigkeiten:
Räumliches Sehen, Denken, Interpretieren.
AR im Kontext von eLearning
eLearning erlaubt individualisiertes Lernen.
AR kann ein Tool im eLearning-Kontext sein.
Serious
Games
Augmentierte
Realität
eLearning
Was benötigt man für AR Applikationen?
http://www.arise-project.org/
ARISE (2006-2008)
Augmented Reality in School Environments
Hardware
Positive Resonanz von Schülern.
Technische Anforderungen recht hoch.
Software
Was sind gegenwärtig Hindernisse für AR?
Autorensysteme
Lerninhalte
Viele AR-Lernprojekte sind Demonstrations-Prototypen.
Autorensysteme sind oftmals nicht an Lehr-Nutzung angepasst.
Integration in bestehende eLearning-Systeme is notwendig.
Welchen Nutzen bringt AR im Unterricht?
Positives Feedback von Schülern in Feldversuchen.
Verbindung von realer Welt mit abstraktem Lernmaterial.
Intuitives Engagement mit dem Lernmaterial.
Direkte Veranschaulichung von Daten an realen Objekten.

Technische Voraussetzungen sind nicht sehr hoch.
Hardware und Software sind erschwinglich.
Conclusio
AR ist zukunftsweisende Technologie für Unterricht.

Ermöglicht tiefe Beschäftigung mit dem Lernmaterial.

Lernen "am Objekt" ist damit möglich, der Computer wird nicht mehr zu einer Barriere.
Mögliche Probleme mit Head-Worn Displays...
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