piwik-script

Intern
  • LFS DIGI als einzelne Buchstaben auf Tisch
Lern- und Forschungsstelle des Instituts für Sonderpädagogik Digital

Augmented und Virtual Reality Apps

von Eva Schlittenbauer, Helena Schwarz, Maren Wieber

Die Lebenswelt von Kindern und Jugendlichen hat sich in den letzten zehn Jahren enorm verändert. Heutzutage spielen digitale Medien eine große Rolle im Alltag der Heranwachsenden. Vor einigen Jahren hat das Spiel Pokémon Go, das Augmented-Reality-Elemente enthält, viele Jugendliche begeistert. Dabei wird Realitätswahrnehmung durch computergestützte Elemente erweitert. Auch im Hinblick auf Lernen kann sowohl Augmented Reality (AR) als auch Virtual Reality (VR) in der Schule zielführend eingesetzt werden. Im Folgenden werden fünf Möglichkeiten zum Einsatz von VR und AR in der Schule vorgestellt. Bei den fünf Apps handelt es sich um zwei AR-Apps, Visible Body und Arloopa, sowie zwei VR-Apps, CoSpaces und Google Arts & Culture. Die fünfte und letzte App Google Expeditions enthält sowohl AR- als auch VR-Elemente. Ziel des Beitrags ist es, eine Übersicht für Lehrkräfte zur Nutzung von im Unterricht geeigneten Apps zu schaffen.

Unter Augmented Reality wird im weiteren Sinne die computergestützte Erweiterung der menschlichen Wahrnehmung der Realität verstanden. Augmented Reality kombiniert Realität und Virtualität mittels Überlagerung der Realität durch virtuelle Inhalte. Das bedeutet, dass die AR-Nutzer*innen in ihrer realen Umgebung gleichzeitig die darin liegenden virtuellen Objekte als ein Ganzes wahrnimmt. Die virtuellen Inhalte sind dabei in 3D registriert und können interaktiv in Echtzeit verwendet werden. Das heißt, ein virtuelles Objekt verhält sich aus Sicht der Nutzer*innen wie ein reales Objekt, das sich an diesem Ort befinden würde (Dörner et al., 2019, 21).

Virtual Reality stellt eine umfassende Simulation dar, die für die Nutzer*innen nicht mehr von der echten Realität unterscheidbar ist. Ein Merkmal von vielen VR-Systemen sind die besonderen Ein- und Ausgabegeräte, wie z. B. bestimmte Helme oder Brillen. Virtual Reality baut auf 3D-Inhalten auf, wobei für diese Darstellungen dreidimensionalen Displays eingesetzt werden. Bei Virtual Reality erfolgt die Präsentation der Inhalte meistens multisensorisch, d. h. neben dem Sehsinn wird auch der Hör- und Tastsinn angesprochen. Bei der Virtual Reality tauchen die Nutzer*innen immersiv in eine neue Welt ein, bei der die reale Welt möglichst komplett ausgeschlossen wird.

Arloopa

Die Plattform Arloopa ermöglicht Lehrkräften die selbstständige Gestaltung von Augmented und Virtual Reality-Elementen. Hinsichtlich des Einsatzes in der Schule werden im Folgenden lediglich die Augmented-Reality Funktionen der App betrachtet. Die App ist kostenlos und somit überall frei verfügbar. Außerdem verwendet Arloopa modernste Technologie, um die reale Welt in ein interaktives Erlebnis zu verwandeln. So kann beispielsweise das Bild eines Baumes im Klassenzimmer als Auslöser verwendet und mit einem Inhalt belegt werden. Ist dies ein Video mit Erklärungen zum Thema Bäume, wird das Bild durch Abscannen mit einem Smartphone zum Leben erweckt. Durch das Anhängen der Inhalte können Marker mit Videos, Bildern, Grafiken oder Animationen erweitert werden (Buchner, 2017, 69). Besonders die Möglichkeit der Augmented Reality bietet den Lehrkräften die Chance, authentische, flexible und mobile Lernkontexte zu kreieren, die auch individuelle Bedürfnisse berücksichtigen (Herber, Schmidt-Hertha, & Zauchner-Studnicka, 2013, 6). Gerade in der Sonderpädagogik erweist sich ein solches Medienangebot aufgrund der Vielzahl an Differenzierungsmöglichkeiten als besonders nützlich. Viele Kinder benötigen einen umfassenden Zugang zu Lerninhalten, weshalb die multimodale Darbietung der App vielen Schüler*innen entgegenkommt. Das digitale Lernangebot weckt das Interesse der Kinder und Jugendlichen und fördert die Motivation. Intrinsische Motivation ist wiederum ausschlaggebend für den Lernerfolg und wirkt sich positiv auf das Selbstkonzept aus (Buchner, 2017, 69). Jedoch ist es wichtig, darauf zu achten, dass das Medienangebot nicht kognitiv überfordernd für die Schüler*innen gestaltet ist (Sweller, 2014, 259). Das Erstellen der AR-Umgebungen in der App funktioniert problemlos mit nur wenigen Handgriffen. Hierfür ist lediglich eine Registrierung nötig. Die App bietet bereits vorgefertigte 3D-Modelle, mit denen AR-Szenarien erstellt werden können. Dadurch können verschiedenste Bilder oder Orte als Marker ausgewählt und durch Video-, Animations-, oder Audioinhalte aktiviert werden. Mit der App Arloopa ist es auch möglich, standortbezogene Augmented Reality Umgebungen zu erstellen. Hierbei werden also Inhalte an bestimmte geographische Orte angehängt. Auf diese Weise können abstrakte Konzepte und Themen visualisiert und für die Lernenden verständlich gemacht werden.

Einsatzmöglichkeiten:

  • in vielen Phasen des Unterrichts
  • stiller Impuls zu Beginn als Lernanregung
  • Instrument der Planung und Visualisierung

Visible Body

Bei der App handelt es sich um einen Atlas der menschlichen Anatomie. Sie gibt Einblicke in den menschlichen Körper und hilft den User*innen, diesen besser zu verstehen. Genauer genommen handelt es sich bei Visible Body um eine Reihe von Apps, die sich jeweils auf verschiedene Bereiche spezialisieren: Atlas der Humananatomie, Anatomie & Physiologie, Muscle Premium und Physiologie & Pathologie. Über 10.000 anatomische 3D-Modelle sind enthalten, beispielsweise aus den Bereichen der Mikroanatomie von Geweben und Organen, Schichtansichten des Körpers oder interaktiven Animationen von Muskeln und Knochen. Die Nutzer*innen können also zwischen verschiedenen Ansichten wählen und unterschiedliche Strukturen betrachten. Zunächst wird das gewünschte 3D-Modell gewählt. Anschließend kann der Augmented-Reality-Modus aktiviert werden, womit die Umgebung gescannt werden kann, bis eine passende Oberfläche gefunden wird. Findet der AR-Modus eine Oberfläche, erscheint eine gelbe Zielscheibe. Diese kann angetippt werden, um das ausgewählte Modell zu platzieren. Mit Fingergesten kann mit dem Modell interagiert werden. Die Modelle können gedreht werden und durch Zoomfunktion aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden. Zudem kann beim Modell eine Struktur auswählt werden, um detaillierte Informationen zu erfahren. Häufig gesuchte Inhalte können gespeichtert werden, um damit Präsentationen zu erstellen. Die App dient somit als allgemeines Nachschlagwerk und auch als Unterrichtsmaterial für Lernende, Physiotherapeut*innen, Ärzt*innen und andere medizinische Fachkräfte. Jeder Raum wird durch Visible Body in eine Institution für Anatomie verwandelt. Um die eigenen Kenntnisse in Anatomie zu verbessern oder zu überprüfen, bietet die App mehr als 1.000 Quizfragen an. Die Schüler*innen können aufgrund selbstständiger Verwendung der App in ihrem eigenen Lerntempo und auf Basis ihres individuellen Lernstandes arbeiten. Bei dem Thema „Organe“ können alle Schüler*innen mithilfe der App selbstentdeckend lernen und schrittweise komplexe Themenfelder am Modell erarbeiten. So müssen die Schüler*innen sich nicht ein Modell im Klassenzimmer teilen, sondern können eigenständig arbeiten. Vor allem im Bereich der Sonderpädagogik kann das Chancen für die Individualisierung bedeuten. Aufgrund der Fokussierung der Aufmerksamkeit auf die eigene App kommt es zu einer Reizreduzierung, da sich alle Schüler*innen auf die eigene Arbeit konzentrieren und sich somit nicht gegenseitig ablenken.

Einsatzmöglichkeiten:

  • Veranschaulichung durch Modelle (Biologie und Heimat- und Sachunterricht)
  • vielfältig im Unterricht einsetzbar (unterschiedliche Phasen)
  • Einstieg: ausgewähltes Modell beschreiben lassen
  • Motivationssteigerung
  • Begrenzte Einsatzmöglichkeit am SFZ, da viele Fachbegriffe in der App verwendet werden

Um eine bessere Vorstellung darüber zu bekommen, wie die App funktioniert, lohnt es sich, das Videoanzusehen, das über den folgenden Link erreicht werden kann: https://www.youtube.com/watch?v=5SBkfHH65W8.

Der preisliche Rahmen der App bewegt sich bei ca. 25 Euro. Die App ist für für iOS, Android und Webbrowser verwendbar.

 

CoSpaces

Die Internet Plattform CoSpaces wurde ursprünglich für Lehrkräfte und Lernende entwickelt. Mit dem Programm CoSpaces wird es Personen ohne Programmiererfahrungen ermöglicht, virtuelle Welten zu erschaffen und mit diesen zu interagieren. Allerdings stellt CoSpaces mit CoBlocks auch Bausteine zum Programmieren zur Verfügung, die sich an der Programmiersprache Scratch orientieren. Um einen sogenannten „Space“ anzulegen, gibt es zahlreiche detaillierte Anleitungen, die die Herangehensweise Schritt für Schritt erklären. Die Tutorials kann man entweder auf der Homepage selbst finden oder aber auch den YouTube-Channel nutzen, um eine englischsprachige Erklärung zu erlangen. Während diese für Lehrkräfte geeignet sind, könnten Schüler*innen mit sonderpädagogischem Förderbedarf auf zusätzliche Probleme stoßen. Die kostenlose Web-App bietet umfangreiche Möglichkeiten, um verschiedenste VR-Welten zu erstellen. Die 3D-Objekte lassen sich einfach platzieren und verändern. Außerdem können auch Bilder, z. B. zur Gestaltung des Hintergrundbildes miteinbezogen werden. Des Weiteren ist es denkbar, eigene Sounddateien miteinfließen zu lassen, um beispielsweise die atmosphärische Gestaltung zu verändern. Es ist möglich, die unterschiedlichen Objekte und Modelle sprechen und denken zu lassen. Dadurch können beispielsweise Szenen aus Büchern durch nur wenige Handgriffe lebendig dargestellt werden. Für den Bildungsbereich gibt es eine sogenannte CoSpaces-Edu-Lizenz, welche die Möglichkeit für Lehrkräfte bietet, eine komplette Klasse anzulegen, wodurch die Schüler*innen nicht eigene Konten anlegen müssen, sondern sich lediglich mit einer URL einloggen. Durch dieses Feature hat die Lehrkraft alle Spaces der Klasse im Blick und kann eingreifen und helfen, falls Schwierigkeiten auftreten. Lehrkräfte haben auch die Möglichkeit einzelne Räume bereits vorzubereiten und in der geplanten Unterrichtsphase zur Weiterarbeit allen Schüler*innen bereitzustellen. Die Arbeit an den individuellen Spaces, hat zum einen den Vorteil, dass Schüler*innen motiviert sind, da sie etwas Eigenes gestalten können. Durch die App werden Lerninhalte z. B. durch Sounddateien der Kinder ergänzt. Dadurch ergibt sich zum anderen, dass sich Lerninhalte durch die Verbindung eigener Beispiele bzw. Inhalte besser erschlossen und eingeprägt werden können. So können Schüler*innen beispielsweise die Inhalte bzw. Kapitel eines Buches in ihrem eigenen Lerntempo und nach ihren individuellen Vorstellungen bearbeiten.

Einsatzmöglichkeiten:

  • in vielen Phasen des Unterrichts (Aktivierung von Vorwissen, Erarbeitung, Ergebnissicherung, …)
  • Anregung für Kommunikation und Kooperation
  • Weiterarbeit an individuell vorgefertigten Spaces als Differenzierungsmöglichkeit
  • Handlungs- und Produktorientierung durch projektorientiertes Arbeiten
  • Präsentationen erstellen
  • Programmieren

Im Folgenden ein Tutorial zur Verwendung von CoSpaces: https://www.youtube.com/watch?v=qb_KMdOY2DU

Google Arts&Culture

Mit der App Google Arts & Culture können Sehenswürdigkeiten kultureller Einrichtungen in insgesamt 80 Ländern besucht werden. Die App bietet darüber hinaus Informationen über die Geschichte der Sehenswürdigkeiten. Es handelt sich hier um eine Zusammenarbeit mit über 1.200 Museen, Galerien und Instituten, wobei ein großes Angebot an Kunst und Kultur entstanden ist. Unter dem Button Kategorien kann man sich beispielsweise zwischen Künstler*innen, Medien, Kunstrichtungen, historischen Ereignissen und Persönlichkeiten von A-Z entscheiden.  Diese kulturellen und künstlerischen Geschichten können in Form von Fotos, Videos, Manuskripten und Kunstwerken sowohl auf jeder Art von Bildschirm als auch im Virtual-Reality-Modus betrachtet werden. Um in die virtuelle Welt der Kultur eintauchen, wird entweder eine VR-Brille oder eine Alternative, z. B. eine Google Cardboard Brille benötigt, die das eigene Smartphone in eine VR-Brille verwandeln kann. VR-Brillen und Alternativen wie Google Cardboard können in unterschiedlichen Ausführungen und Preisklassen erworben werden. Benötigt wird dazu lediglich die App „Google Cardboard“, die kostenlos heruntergeladen werden kann. Weitere Funktionen der App sind beispielsweise das Zoomen, womit bei einem Rundgang durch ein Museum jedes kleinste Detail aus der Nähe betrachtet werden kann. Außerdem können in einer persönlichen Sammlung die Lieblingsorte oder -werke gespeichert und mit anderen Nutzer*innen geteilt werden. Die Google Arts & Culture Games eignen sich insbesondere im Kontext der sonderpädagogischen Förderung, da die Kinder sich Inhalte aneignen und gleichzeitig ihr Wissen spielerisch überprüfen können. Durch den Virtual-Reality-Modus können im Sachunterricht oder speziell im Kunstunterricht beispielsweise visuelle Reize gesetzt werden, um die Theorie besser zu verstehen und ein attraktives Angebot für Kinder zu schaffen. Körperliche und sozial-emotionale Beeinträchtigungen können einen klassischen Museumsbesuch erschweren. An dieser Stelle bietet die App diesen Kindern Ortsunabhängigkeit und neue Zugangsmöglichkeiten.

Einsatzmöglichkeiten:

  • Inspiration für den Kunstunterricht (Einstieg, Erarbeitungsphasen, Motivation, Abschluss)
  • Selfie-Funktion als Kunstprojekt
  • „Play with your camera“ – verschiedene Möglichkeiten Kunst zu visualisieren (z. B. als Einstieg für Referate zu bestimmten Themen)

Google Expeditions

Expeditionen von Google ist eine vermischt Augmented und Virtual Reality. Durch Virtual Reality können Schüler*innen die Welt entdecken und anhand von Augmented Reality werden abstrakte Konzepte greifbar. Mithilfe der App können Lehrkräfte fast jeden Ort der Welt ins Klassenzimmer holen, wodurch ein hautnahes Miterleben ermöglicht wird. Die App ist sehr übersichtlich und strukturiert aufgebaut. Auf der Startseite „Entdecken“ können Nutzer*innen durch vorgeschlagene Angebote stöbern. Die Suchleiste kann helfen, wenn Videos zu bestimmten Themen gesucht oder mithilfe von Filtern verschiedene Themenbereiche eingrenzt werden. Eine gefilterte Suche nach AR und VR ist ebenso möglich. Wenn ein Argumented Reality Video zu einem bestimmten Thema gefunden wurde, können diese heruntergeladen und in Mediathek der App gespeichert werden. Dadurch ist ein guter Überblick der heruntergeladenen Videos gewährleistet und Lehrkräfte können während des Unterrichts flexibel auf die relevanten Medien zugreifen. Im Unterricht können dann die Clips zu den verschiedenen Themen im AR-Modus über das Smartphone oder Tablet interaktiv angeschaut werden. Da die App kostenlos ist und keine Kontoerstellung erforderlich ist, kann die App von Schüler*innen problemlos genutzt werden. Zu Bildern werden Beschreibung des Themas angezeigt, z. B. beim Thema Dinosaurier werden verschiedenene Arten von Dinosauriern beschrieben. Um das VR-Erlebnis einzigartig zu machen, gibt es für die App eine Cardboard-Brille. Außerdem gibt es die Möglichkeit, auch eigene Touren aufzunehmen und in der App zu veröffentlichen. Diese App eignet sich für Projektarbeiten, wobei die Schüler*innen zum Beispiel jeweils einen bestimmten Ort in Bezug auf dessen Lage, Größe, Besonderheiten wie Kultur, usw. erkunden und ihrer Klasse vorstellen. Insbesondere der Schüler*innen im Bereich der Sonderpädagogik ist es leider oft aufgrund sozioökonomischer Aspekte nicht möglich, weiter entfernte Orte zu sehen. Diese Erschwernisse können durch die Nutzung der App und des hautnahen VR-Erlebnisses überwunden werden. Das folgende Video thematisiert dies und führt in die Welt von Google Expeditions ein: https://www.youtube.com/watch?v=3MQ9yG_QfDA

Einsatzmöglichkeiten:

  • vielseitiger Einsatz im Unterricht, z. B. Projektarbeiten
  • eigene Touren zu bestimmten Themen erstellen
  • Unterrichtsstoff veranschaulichen, indem Beispiele in der App gezeigt werden
  • interaktiv Informationen zu Themen erarbeiten

Der Einsatz von AR- und VR-Inhalten im Unterricht mittels der vorgestellten Apps bietet eine Vielzahl an Vorteilen. Potentiale gibt es zum einen in der breiten Masse an Differenzierungsmöglichkeiten, welche gerade in einer besonders heterogenen Klassengemeinschaft wertvoll genutzt werden können. Außerdem sind die meisten Programme kostenlos und somit frei verfügbar. „Digitale Medien sind in gewissen Graden anpassungsfähig an die Lernvoraussetzungen der Nutzenden.“ (Tulodziecki, Herzig, & Grafe, 2019, 121). Genau diese Anpassungsfähigkeit ist mit den vorgestellten AR- und VR-Angeboten möglich. Außerdem können die Plattformen auch eigenständig von Schüler*innen genutzt werden, indem sie selbst Inhalte erstellen und Umgebungen explorieren. Somit können offene Lernsituationen kreativ gestaltet und komplexe Themenbereiche anschaulich dargestellt werden. Der Einsatz von AR und VR in der Schule bringt für Lehrkräfte und die Schüler*innen neue Herausforderungen mit sich. Zum einen muss für die Verwendung zunächst sichergestellt werden, dass alle Schüler*innen digitale Endgerät zum Abscannen und Gestalten der Umgebungen besitzen. Gerade bei Kindern aus sozioökonomisch schwächeren Familien könnte dies eine Hürde darstellen. Die Schule sollte technisch dementsprechend ausgestattet sein, beispielsweise mit Klassensätzen an kostengünstigen Google-Cardboard-Brillen, um das Potential von VR-Apps im Unterricht auszunutzen. Eine positive Haltung und fundiertes Anwendungs- und Programmwissen hinsichtlich der digitalen Tools seitens der Lehrkraft spielen für eine gelungene Integration eine große Rolle. Die neuen Möglichkeiten durch AR und VR bieten insbesondere im Umgang mit Schüler*innen, die unter erschwerten Bedingungen Lernen und Arbeiten eine gute Möglichkeit, den herkömmlichen Unterricht technologisch zu erweitern.

Buchner, J. (September/Oktober 2017). Offener Unterricht mit Augmented Reality. In: Erziehung und Unterricht, 68-74.

Dörner, Ralf; Broll, Wolfgang; Grimm, Paul; Jung, Bernhard (2019): Virtual und Augmented Reality (VR/AR): Einführung in Virtual und Augmented Reality. Berlin. Springer Verlag.

Herber, E., Schmidt-Hertha, B., & Zauchner-Studnicka, (2013): Erwachsenen- und Weiterbildung. Technologieeinsatz beim Lernen und Lehren. Frankfurt am Main: Deutsches Institut für Internationale Pädagogische Forschung.

Sweller, J. (2014). The redundancy principle in multimedia learning. In R. E. Mayer, The Cambridge Handbook of Multimedia Learning. Cambridge. University Press. 247-262.

Tulodziecki, G., Herzig, B., Grafe, S. (2019): Medienbildung in Schule und Unterricht. Grundlagen und Beispiele. Bad Heilbrunn. Klinkhardt/UTB.