Detailansicht
Virtuelle Rundgänge im Einsatz der Hochschulbildung
Empfehlungen zur Gestaltung didaktischer Szenarien im Bereich Industrie 4.0 Lernräume
Christoph Braun
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Informatik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium der technischen Wissenschaften Informatik
Betreuer*innen
Thomas Moser ,
Fares Kayali
DOI
10.25365/thesis.78421
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10754.35249.105474-3
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die praxisorientierte Laborübung gilt im tertiären Bildungsbereich als weit verbreitete Methode zur Kompetenzaneignung. Um die Erreichung von Lehr-Lernzielen in Taxonomiestufen wie „Verstehen“, „Anwenden“ oder „Beurteilen“ zu unterstützen, finden die Lehr-Lernformate oftmals in dafür thematisch angepassten bzw. ausgestatteten Räumen statt. Beispiele dazu sind etwa das Computational Empowerment Lab am Zentrum für Lehrer*innenbildung der Universität Wien oder das sogenannte Industrie 4.0 Labor an der Fachhochschule St. Pölten. Erfolgreich etablierte Laborkonzepte erfuhren jedoch mit dem Aufkommen der Covid-19-Pandemie eine herausfordernde Zeit. So mussten Lehrformate bedingt durch die Situation, kurzfristig von Präsenz- auf Hybrid- oder auf Onlinelehre umgestellt werden. Hierbei zeigte sich, dass besonders im Laborbetrieb, die Räume als auch die damit verbundenen Lehrformate, nur eine eingeschränkte Transformationsfähigkeit hinsichtlich einer Umstellung der praxisorientierten Lehre auf Onlineformate aufgewiesen haben. Ein möglicher Ansatz, um die zeitlich und örtlich begrenzte Verfügbarkeit von Lehr- und Lernräumen hin zu zeit- und ortsunabhängigen Settings zu transformieren, bietet der Einsatz von Virtual Reality Technologien. Aktuell gibt es hier sich technisch schnell weiterentwickelnde Möglichkeiten, wobei der tatsächliche Einsatz als Bildungstechnologie, z. B. als ein Element der Vermittlung, in nachhaltig gestalteten Formaten noch als wenig generalisiert anzusehen ist. Zu divers sind technische als auch didaktische Eigenschaften aufgrund der häufigen Entwicklung von speziellen Einzelformaten und -anwendungen in diesem Bereich. Im thematisch eingegrenzten Forschungsbereich der Laborlehre, beschäftigt sich die Arbeit mit dem Thema Industrie 4.0. Gemeint sind Lehr-Lernräume in denen inhaltlich aktuelle digitale Technologien im Bereich der Produktion von Werkstücken, wie etwa 3D-Drucker und Lasercutter vermittelt werden. Auf methodologischer Basis eines Educational Design Research Forschungsansatzes wurde ein mehrphasiger iterierender Prozess unter Anwendung von Methoden des Usability-Engineerings bis hin zur empirischen Bildungsforschung durchgeführt. Untersucht wurde dabei die Anwendbarkeit von aktuell gültigen Prinzipien des multimedialen Lernens in der Gestaltung von zeit- und ortsunabhängigen Lehr-Lernszenarien auf Basis von virtuellen Rundgängen durch Lehr-Lernräume. Die Ergebnisse zeigen, dass die auf Feldebene durchgeführten didaktischen Szenarien bei Lehrenden und Lernenden eine hohe Akzeptanz aufweisen und die als technisch-didaktisch interdisziplinär entwickelten virtuellen Rundgänge, sich für die Zielgruppen (Studierende und Facharbeitende Personen) in der Erreichung von Lehr-Lernzielen unterstützend auswirken. Wie bei der Entwicklungsforschung üblich, zeigte sich über den gesamten Projektverlauf betrachtet, dass zur technischen Umsetzung der Lehr-Lernanwendungen ein hohes Maß an Medienkompetenzen, als auch an zeitlichem Aufwand von den Lehrenden gefordert wird. Letzteres kompensiert sich jedoch durch den Aspekt, dass die Anwendungen für mehrmalige Durchführungen als auch unterschiedliche Lehrveranstaltungen verwendet werden können. Die Arbeit präsentiert somit die Ergebnisse als teilgeneralisierbare Grundlagen zur technisch-didaktischen Gestaltung, Anwendung und Evaluierung von zeit- und ortsunabhängiger Laborlehre auf Basis von virtuellen Rundgängen. Ziel ist es damit einen theoretischen als auch praktischen Beitrag für den Bildungsbereich zu schaffen, da ebenso Lehrende für deren Methodenvielfalt, als auch Forschende in der weiteren Untersuchung dieses Themas, welches dem multidisziplinären Feld der Human - Computer Interaction (= HCI) zuzuordnen ist, davon profitieren.
Abstract
(Englisch)
The practice-oriented lab exercise is considered a widely used method for the acquisition of competencies in the tertiary education sector. In order to support the attainment of teaching/learning objectives in taxonomy levels such as “Understanding”, “Applying”, or “Evaluating”, the instructional and learning activities frequently take place in thematically designed or equipped rooms. Examples include the “Computational Empowerment Lab” at the Centre for Teacher Education of the University of Vienna and the “Industry 4.0 Lab” at the St. Pölten University of Applied Sciences. However, successfully established lab concepts faced challenging times when the COVID-19 pandemic started. Teaching activities had to be switched from on-site to hybrid and online teaching at short notice. In this context, it became evident that in lab operations in particular, the rooms’ and associated teaching formats’ capacity for transformation was rather limited when it came to switching practice-oriented teaching to online settings. A possible approach to transforming the temporally and spatially limited availability of teaching/learning spaces towards settings that are more independent in terms of time and space is offered through the application of virtual reality technologies. The technical possibilities are developing fast here, although their actual use as educational technologies – e.g., as an element of knowledge transfer – can still be considered less than widespread in sustainably designed formats. Their technical and didactic properties are still too diverse as special individual formats and applications often tend to be developed in this field. In the thematically delimited research area of laboratory teaching activities, the thesis is dedicated to the topic of Industry 4.0. This refers to teaching/learning spaces where up-to-date digital technologies in the production of workpieces such as 3D printers and laser cutters are taught. On the methodological basis of an educational design-based research approach, a multi-stage iterative process using methods ranging from usability engineering up to empirical educational research was carried out. In this context, the applicability of currently valid principles of multimedia learning to the design of temporally and spatially independent teaching/learning scenarios was explored based on virtual tours of teaching/learning spaces. The results show that the didactic scenarios implemented at the field level met with a high degree of acceptance on the part of both teachers and learners and that the virtual tours, which were developed to be technically and didactically interdisciplinary, had a supportive effect on the target groups (students and specialist professionals) when it came to reaching teaching/learning objectives. As is usual for development research, it was observed across the course of the entire project that a high level of media competencies and time expenditure on the teachers’ part was required to technically implement the teaching/learning applications. The latter, however, is compensated by the aspect that the applications can be used for multiple iterations of courses as well as for different classes. This thesis, therefore, presents the results as partially generalisable basics for the technical-didactical design, application, and evaluation of temporally and spatially independent laboratory teaching activities based on virtual tours. Therefore, the objective is to create a theoretical and practical contribution for the educational sector: Teachers can profit from it in terms of methodological variety, while researchers can benefit in terms of the topic’s further exploration in relation to the multidisciplinary field of Human-computer interaction (= HCI).
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Virtuelle Rundgänge Digitale Medientechnologie Multimediales Lernen Bildungstechnologien Mensch-Computer-Interaktion
Schlagwörter
(Englisch)
Virtual Tours Human-Computer Interaction Educational Technology
Autor*innen
Christoph Braun 
Haupttitel (Deutsch)
Virtuelle Rundgänge im Einsatz der Hochschulbildung
Hauptuntertitel (Deutsch)
Empfehlungen zur Gestaltung didaktischer Szenarien im Bereich Industrie 4.0 Lernräume
Paralleltitel (Englisch)
Virtual tours for laboratory teaching in higher education
Paralleluntertitel (Englisch)
guidelines for designing didactic scenarios in the field of Industry 4.0
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
VIII, 181 Seiten : Illustrationen
Sprache
Deutsch
Beurteiler*innen
Renate Motschnig ,
Peter Purgathofer
AC Nummer
AC17534524
Utheses ID
74505
Studienkennzahl
UA | 786 | 880 | |