Social Augmented Learning und Social Virtual Learning

Der Einsatz digitaler Medien in der Aus- und Weiterbildung ist ein komplexer Prozess: Ausbilderinnen und Ausbilder benötigen entsprechende Kompetenzen und auch die technischen und organisatorischen Rahmenbedingungen am Lernort müssen erfüllt sein. Aus diesem Grund hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das umfassende Förderprogramm „Digitale Medien in der beruflichen Bildung“ gestartet. Die Lernanwendungen Social Augmented Learning (SAL) und Social Virtual Learning (SVL) sind aus dieser Förderung hervorgegangen und werden in der dualen Ausbildung zum Berufsbild des Medientechnologen Druck eingesetzt. Sie ermöglichen die Virtualisierung komplexer Maschinen und die Visualisierung von nicht einsehbaren Prozessen. Lernmodule können auf Basis verschiedener 3D-Modelle und ohne Fachwissen zu 3D-Werkzeugen von Lehrenden aufgebaut und an die eigenen Bedürfnisse angepasst werden. Am Verbundprojekt beteiligt sind der Zentral-Fachausschuss Berufsbildung Druck und Medien, das Institut SIKoM der Bergischen Universität Wuppertal, das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD Rostock, die Heidelberger Druckmaschinen AG sowie das mmb Institut – Gesellschaft für Medien- und Kompetenzforschung mbH.

Ausgangslage

Das Curriculum der dreijährigen dualen Berufsausbildung zum Medientechnologen Druck beinhaltet eine Reihe von Aspekten, die sich weder in der Theorie, noch in der Praxis hinreichend anschaulich vermitteln lassen. Die Prozesse in einer Bogenoffset-Druckmaschine sind hochkomplex. Die Interaktionen zwischen verschiedenen Bauteilen und -gruppen sind von außen nicht einsehbar, da die Maschinen verkapselt sind. Zudem sind die Maschinen durchaus einige hundert Tonnen schwer, ein guter Teil davon ist im Betrieb in Bewegung, sodass ein Öffnen der Maschinen im laufenden Betrieb allein schon aus Gründen des  Arbeitsschutzes unmöglich ist. Solche Maschinen im laufenden Betrieb zu “sehen” und mit ihnen zu interagieren, dies war der gedankliche Ansatz, der den Lernanwendungen SAL und SVL zugrunde liegt. Bauteile sollten freigelegt werden und deren Wirkzusammenhänge in Lernmodule überführt werden, die für den Unterricht an berufsbildenden Schulen und für die Ausbildungspraxis im Unternehmen gleichermaßen einsetzbar sind.

Die Lernanwendungen SAL & SVL mit integriertem Autorenwerkzeug

Abb. 1: Gemeinsames Arbeiten an der virtuellen Druckmaschine in SVL. Hinter den freigelegten Zylindern ist der virtuelle Avatar zu erkennen, der einen zweiten Lernenden im virtuellen Raum darstellt.

Das Setting der Lernanwendungen ist eine virtuelle Druckhalle, in welche das für die betreffende Lerneinheit freigelegte 3D-Modell hinein geladen wird. Der Lernende schlüpft in die Rolle eines virtuellen Ichs und kann aus der Ego-Perspektive mit Maschinen und anderen Lernenden interagieren. Die in der Software verfügbaren 3D-Modelle der Maschinen gehen direkt aus CAD-Konstruktionsdaten des Maschinenherstellers hervor und wurden von 3D-Spezialisten des Projektverbundes aufbereitet. Die Lernanwendungen kommen bereits mit einigen vollständig vorbereiteten Lernmodulen in die Schulen und Ausbildungsbetriebe. Diese wurden in Zusammenarbeit mit Berufsschullehrern festgelegt und reflektieren eben jene Themen, die sich mit klassischen Lehrmitteln nicht immer gut vermitteln lassen. Die Lehrenden vor Ort haben dank eines integrierten Autorenwerkzeugs allerdings die Freiheit, diese vorbereiteten Lernmodule ihren eigenen Bedürfnissen anzupassen oder sogar komplett neue Lernmodule zu erzeugen. Die auf diese Weise bearbeiteten Lerneinheiten können auf einen Server hochgeladen und den Lernenden zugänglich gemacht werden. Deren Client-Geräte (Tablets, Smartphones oder PC’s) können die Inhalte vom Server synchronisieren und somit die neuen Inhalte unmittelbar abrufen. Lehrende haben zudem die Möglichkeit, bestimmte Bauteile mit einem Pin zu kennzeichnen, der die Lernenden auf einen moderierten Fachartikel des Branchenportals https://mediencommunity.de/ verlinkt (“Social”). Das Grundprinzip der Lernanwendungen, nämlich der Import von 3D-Konstruktionsdaten, der individuelle Aufbau von Lernmodulen mit dem Autorenwerkzeug sowie das Ausspielen der generierten Lerninhalte an die Gruppe der Lernenden, ist auf viele Einsatzszenarien anwendbar und keineswegs auf Druckmaschinen oder die Druckindustrie als Branche beschränkt.

Abb. 2: Das integrierte Autorenwerkzeug ermöglicht die Aufbereitung individueller Lernszenarien auf Basis der hinterlegten 3D-Modelle.

Das Autorenwerkzeug bietet eine grafische Benutzeroberfläche und erfordert keinerlei Programmierkenntnisse. Die mit dem Autorenwerkzeug erzeugten Inhalte sind sowohl mit SAL an einem mobilen Endgerät (Android) nutzbar, als auch mit SVL am PC mit oder ohne virtuelle Realität, je nachdem, ob eine VR-Brille verfügbar ist. Lernende können mit allen Geräten gleichzeitig an der Lerneinheit teilnehmen. Der Lehrende hat mit seinem Master-Gerät die Möglichkeit, die Geräte im Verbund zu steuern und Interaktionen unter den Lernenden freizugeben. Für die Lernerfolgskontrolle am Ende eines Lernmoduls sind verschieden Optionen integriert, angefangen bei Multiple-Choice-Fragen (siehe Abb. 3) bis hin zu interaktiven Übungen, beispielsweise die erlernten Maschinenbauteile zusammen zu setzen.

Abb. 3: Integration einer Multiple-Choice-Frage als Lernerfolgskontrolle am Ende einer Lerneinheit.

Didaktisches Konzept

Den Lernanwendungen liegt ein schriftliches didaktisches Konzept zugrunde, welches die grundsätzlichen Ansätze des Projekts in den Bereichen Methodik und Didaktik niederlegt und Herangehensweisen deutlich macht. Es dient insbesondere dem Transfer von Erfahrungswissen im Umgang den neuen Lernformen. Beginnend mit den didaktischen Leitlinien und dem lerntheoretischen Fundament erläutern die Autoren im Weiteren das mediendidaktische Design und die besondere Rolle der Autorenumgebung. Zuletzt werden Potenziale und Grenzen beleuchtet. Das Didaktische Konzept ist kostenfrei abrufbar.

Ergänzend stehen auch für jedes Lernmodul begleitende Handbücher zur Verfügung, die Lehrenden den schnellen Einstieg und die vorbereiteten Lernmodule ermöglichen sollen.

Abb. 4: Auf der Projektwebseite ist für jedes vorbereitete Lernmodul ein Modulhandbuch sowie übergeordnet das didaktische Konzept für Social Augmented Learning abrufbar.

Anschlussprojekt: SVL2020

Die Förderprojekte SAL und SVL sind ausgelaufen. Die Anwendungen stehen zur Verfügung und können als freie Demoversionen von der Website heruntergeladen werden (siehe Link unten). Im praktischen Einsatz stellt sich als zentrale Aufgabe für die Zukunft heraus, dass die Erstellung von AR/VR-Inhalten so kosten- und arbeitsintensiv ist, dass eine breitere Anwendung gehemmt wird. Das seit 2017 laufende Anschlussprojekt Social Virtual Learning 2020 (SVL2020) widmet sich deshalb vor allem der Optimierung der Autorenwerkzeuge, verbunden mit einer Überarbeitung und Automatisierung der Content-Prozesskette von CAD-Daten zu Lerninhalten ohne zusätzliche Software einsetzen zu müssen sowie dem Transfer der Projektergebnisse über die initial ausgewählte Druck- und Medienbranche in andere Berufsfelder.

Weitere Informationen

Website: http://www.social-augmented-learning.de

Demo-Versionen: http://www.social-augmented-learning.de/demo-version-2018/

Präsentationen: http://www.social-augmented-learning.de/vortraege-workshops/

Publikationen: http://www.social-augmented-learning.de/publikationen/

Videos: http://www.social-augmented-learning.de/videos/

Kontaktdaten

Zentral-Fachausschuss Berufsbildung Druck und Medien
Thomas Hagenhofer
hagenhofer@zfamedien.de
+49 (0) 561 510 52-0

Institut SIKoM der Bergischen Universität Wuppertal
Christian Dominic Fehling, M. Sc.
fehling@uni-wuppertal.de
+49 (0) 202 439-1027

Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD Rostock
Dr.-Ing. Mario Aehnelt
mario.aehnelt@igd-r.fraunhofer.de

Heidelberger Druckmaschinen AG
Stefan Hauck
stefan.hauck@heidelberg.com

mmb Institut – Gesellschaft für Medien- und Kompetenzforschung mbH
Dr. Lutz Goertz
goertz@mmb-institut.de
+49 (0) 201 720 27-0

 


Sie haben ebenfalls ein spannendes Projekt, welches auf der Webseite des Arbeitskreises VR/AR-Learning präsentiert werden sollte? Dann informieren Sie uns kurz formlos über Ihr Projekt und wir stimmen den weiteren Ablauf gerne mit Ihnen ab. Wir freuen uns auf Ihr Projekt!


 

Ich bin wissenschaftlicher Mitarbeiter (Postdoc) in der Informatik der Universität Potsdam. Dort bringe ich verschiedene VR-bezogene Projekte voran und arbeite als Mitgründer der Arbeitsgruppe bundesweit an der Systematisierung und Professionalisierung des Lehrens und Lernens mit VR-Technologien.