„Help Phy: AR Tools zur Visualisierung physikalischer Begriffe“ und „GPS-gestützte Lernrouten im Bauingenieurwesen“

„Help Phy: AR Tools zur Visualisierung physikalischer Begriffe“ und „GPS-gestützte Lernrouten im Bauingenieurwesen“

Ingenieurwissenschaften

Fakultät

Institut für Materialwissenschaft

Organisationseinheit

Bachelor

Studienform

Lehr-Lern-Innovationen

Förderprogramm / Auszeichnung

Vorlesung

Format

SoSe 2018 und SoSe 2020

Förderzeitraum

Ziel des ersten Projekts war die Entwicklung von GPS-gestützter Lernrouten für die Studierenden des Bachelorstudiengangs, die den Studenten eine direkte Anwendung der in den Lehrveranstaltungen des erstens und zweitens Bachelorsemesters gelernten Inhalte ermöglichen soll. Ziele des zweiten Projekts waren die Erweiterung und die Fortsetzung der schon existierenden Angebote mittels augmented reality (AR). Mit beiden Projekten wollten wir einen wichtigen Schritt angehen, und zwar den Studenten zeigen, wie sie die Verknüpfung von dem gelernten Stoff in praktische Beispiele transferieren können und anhand von unseren Beispielen es veranschaulichen.

Bei den häufigen Gesprächen mit den Studenten habe ich feststellen können, wie wichtig es für sie ist, die gelernten Begriffe der Anfängerveranstaltungen in der Praxis umgesetzt und angewendet zu sehen und dass dieser Aspekt, trotz reichen Lehrangebots noch oft vernachlässigt wird.

Als Betreuer der wöchentlichen Übungsaufgaben und der Lern Und Diskussion Zentren (LUDI) für die Veranstaltungen „Physik für Bauingenieure“ und „Werkstoffe des Bauens 1“ des Bachelorstudiengangs Bauingenieurwesens haben wir festgestellt, dass die Übertragung des Gelernten in die Praxis den meisten Studenten sehr schwerfällt. Besonders der selbständige Umgang mit den relevanten Themen der Physik und der Mathematik gelingt denn meisten Studenten nicht.

Im Rahmen unserer Projekte wurden den Studenten Tools bereitgestellt, mit denen sie, mittels einer deduktiven Herangehensweise, die gelernten neuen Begriffe und Themen in existierenden, praktischen Beispielen erkennen und identifizieren können. Im konkreten: wir haben Themen der Physik anhand von QR Codes und AR Beispiele in verschiedenen Kontexten dargestellt und erklärt.

In beiden Projekten handelt es sich um Ergänzungen zu den schon laufenden Veranstaltungen. Die beantragten Projekte ersetzen auf keiner Weise die Vorlesungen und die begleitenden Tutorien und LernZentren.

Aus den diversen Themen, die in den Anfangsveranstaltungen vorgelesen werden, haben wir ein neues AR Modul, und Lernrouten im Campus aufgebaut, so dass den Studenten zusätzlich zum frontalen Unterricht Inhalte in einem digitalen Format beigebracht werden. Das Modul wird nicht die Vorlesung ersetzen, sondern wird als Ergänzung und Vervollständigung dienen und in wöchentlichem Rhythmus stattfinden. Bei der Erstellung des Online Moduls könnten wir die Anwendung „Actionbound“ zur Verfügung gestellt bekommen; diese Anwendung haben wir genutzt und bearbeitet und somit Lerneinheiten entworfen.

Beim zweiten Projekt haben wir AR Lerneinheiten geschafft, womit die Studierenden mit elektronischen Lehrmedien das gelernte Wissen bezogen auf eine reale Situation in Form von Pop Up Fenstern visualisieren könnten. Da unser Publikum aus werdenden Bauingenieuren besteht, sollten übliche Beispiele wie Baustellen und Bauprojekte als Erstes programmiert werden, und daraufhin werden ähnliche Arbeitssituationen simuliert. Lernende können über virtuelle Räume klicken, durch die sie Bauelemente und physikalische Prozesse, die ansonsten hinter Stahl-/Betonkonstruktionen verborgen sind, aus nächster Nähe erkunden.

Das erste Projekt könnte in der geplanten Zeit stattfinden und wurde von den Studenten im Campus durchgeführt. Das wurde dank der Anwendung Actionbound möglich. Die Lerneinheiten in der App Actionbound sind erhalten geblieben, und wurden in Moodle eingebaut, so dass die Studierenden der kommenden Jahrgänge sie benutzen können. Die App ist benutzerfreundlich und steht jederzeit zur Verfügung. Im Übrigen können die Studierende anhand der zur Verfügung stehenden Lernrouten, ihr Wissen aufrufen und vor Ort testen. Das ist sowohl als Lernroute, als auch als Spiel vorhanden, das heißt, es besteht die Möglichkeit für die Studierenden beides auszuprobieren. Der einzige kleine Nachteil hierzu, ist es, dass die Lizenz jährlich erneut werden muss, um einen Zugang zu haben, aber dadurch, dass die Kosten nicht so hoch sind, stellt das kein großes Problem dar.

Beim zweiten Projekt gab es Verzögerungen in der Realisierung, aufgrund der Corona Pandemie, so dass das Projekt noch nicht ganz evaluiert wurde.

Das Vorhaben, dass wir vorgeschlagen haben, wurde als gut empfunden, und wurde zusammen mit den Kollegen aus dem ZIM weiterentwickelt. Bald wird unser Projekt „Help Phy: AR Tools zur Visualisierung physikalischer Begriffe“ Teil der App, die die XR Arbeitsgruppe entwickelt hat. Das bedeutet, dass die App für Studierenden und Mitarbeiter zur Verfügung stehen wird und in jedem Semester weiterentwickelt und gepflegt wird. Wir haben als Anfang an drei Beispiele gedacht. Wahrscheinlich werden sie in dem kommenden Semester mehr, so dass wir ein größeres Spektrum von Themen und Begriffe abdecken können.

Zuletzt aktualisiert: Nov. 27, 2025

  • Dr. Miriana Vadala

    Fakultät für Ingenieurwissenschaften

    Institut für Materialwissenschaft

    miriana.vadala@uni-due.de

    (0201) - 183 4595

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