Augmented Reality in der Schule

Kinder mit Smartphone

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Erweitertes Lernerlebnis durch erweiterte Realität :)

Augmented und Virtual Reality machen sich bereit, die Palette der Lehr- und Lernmittel zu ergänzen. Aber wie können sie im Unterricht zum Einsatz kommen? Welche Vorteile haben sie für den Unterricht? Und gibt es Hürden, die bedacht werden sollten?

Das erfahren Sie in diesem Beitrag

    • Augmented Reality: die erweiterte Realität
    • Virtual Reality: Eintauchen in eine virtuelle Welt
    • Das benötigen Sie für den Augmented Reality-Einsatz im Unterricht
    • AR-Anwendungen für den Unterricht selbst zu erstellen, ist gar nicht so schwer :)
    • Welche Vorteile bringt Augmented Reality für den Unterricht?
    • Welche Schwierigkeiten kann Augmented Reality mit sich bringen?

Augmented Reality: die erweiterte Realität

Was versteht man unter Augmented Reality?

Augmented Reality (AR) bedeutet so viel wie erweiterte oder überlagerte Realität. Diese erweiterte Realität wird mithilfe von Geräten wie Smartphones oder Tablets sichtbar. Über das Gerät werden beispielsweise Videos, Texte, Animationen, 3D-Ansichten oder Hörbeispiele, die das Bild ergänzen und erläutern, angezeigt.

Wie funktioniert Augmented Reality?

Augmented Reality ergänzt etwas physisch vorhandenes, z. B. ein Bild, einen Gegenstand oder einen Ort, durch digitale Informationen. Nötig ist dazu ein Auslöser in der realen Welt. Dieser Auslöser kann ein bestimmter Standort (geobasierte AR) oder ein „Marker“ sein (markerbasierte AR).

Was ist ein AR-Marker?

Marker werden in Verbindung mit Augmented Reality auch als Trigger oder Target bezeichnet. Marker-Bilder oder -Orte sind das auslösende Element, das durch Scannen mit einer Kamera zur Anzeige der digitalen Einblendung auf dem Gerät führt.

Was ist der Unterschied zwischen Virtual Reality und Augmented Reality?

Im Unterschied zu Augmented Reality bedeutet Virtual Reality (VR) ein komplettes Eintauchen in die virtuelle Umgebung, was meist losgelöst von der realen Welt geschieht. Spezielle Virtual-Reality-Brillen ermöglichen dieses Erlebnis.

Virtual Reality: Eintauchen in eine virtuelle Welt

Noch sind die Brillen teuer. Eine Möglichkeit, sich mit der Klasse in virtuelle Welten zu begeben, bietet das Pilotprojekt „Fliegendes Klassenzimmer 2.0“.  Google initiierte das Projekt in Kooperation mit der Stiftung Lesen und in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS. Die VR-Brillen setzen sich aus einem Papp-Bausatz, einer App und Nutzer-eigenen Smartphones zusammen, das in die Brille eingelegt werden.

Der Vorteil von Augmented Reality-Elementen ist, dass Sie sie ohne spezielle und (mit Ausnahme der Pappvarianten) teure Geräte einsetzen können. Auch gibt es bereits zahlreiche Anwendungen, die sich für den Unterricht eignen. Deshalb wenden wir uns im Folgenden nun v. a. der Augmented Reality zu.

Info

Beratung: VR- und AR-Produkte für die Schule

Sie interessieren sich für interaktive Lernerfahrungen und passende Produkte? In unserer Beratung erhalten Sie viele nützliche Infos: zur Beratung "Erweiterte Realität in der Schule".

Das benötigen Sie für den Augmented Reality-Einsatz im Unterricht:

Smartphones oder Tablets:

Da inzwischen fast jeder Schüler ein Smartphone besitzt, können die Schülerinnen und Schüler mit ihren eigenen Geräten arbeiten. Das Prinzip „Bring your own device“ (BYOD) ist an einigen Schulen gängig. Die AR-Elemente eignen sich gut für Partner- oder Gruppenarbeit, deshalb ist es nicht tragisch, wenn einige Schüler kein eigenes Smartphone besitzen.

Noch besser ist es natürlich, wenn die Kinder und Jugendlichen einheitliche Geräte von der Schule gestellt bekommen. 

Mit den Kameras der Geräte bzw. den Kompass- und GPS-Funktionen werden die „Marker“ gescannt, was die Anzeige der digitalen Überlagerung über das Display auslöst.

WLAN:

Wenn Ihre Schule über einen Breitband-Internetzugang und ein stabiles WLAN verfügt, in das sich die Schüler einloggen können, ist das ideal.

Augmented Reality-Apps oder -Software:

Inzwischen existiert eine ganze Reihe von Apps, die Augmented Reality-Anwendungen bieten. Bekannte Anbieter sind beispielsweise Wikitude, Daqri oder Layar. Daneben gibt es auch die Möglichkeit, selbst Augmented Reality-Elemente zu generieren. Auch Verlage für Lehrbücher wie Klett, Diesterweg, Cornelsen und Schroedel setzen auf Augmented Reality. Schüler können in den darauf ausgerichteten Schulbüchern die AR-Einblendungen mittels einer App über Smartphones oder Tablets ansehen.

Ganz neu ist der Merge Cube, den meine Kollegin Lynn vom Betzold DIGIBIZ hier vorstellt:

Merge Cube

Was ist der Merge Cube?

Der Merge Cube, ein schwarzer Schaumstoffwürfel, bedruckt mit silbernen Zeichen, wird in Kombination mit einem Tablet oder Handy zu einem 3-D-Erlebnis. Sie können ihn als Augmented-Reality-Erweiterung in verschiedenen Schulfächern verwenden, um Ihre Schülerinnen und Schüler den Lernstoff interaktiv erleben zu lassen. Einige Inhalte stehen Ihnen kostenlos mit einer Testversion zur Verfügung, viele weitere sind mit Klassenzimmer- oder Schullizenzen verfügbar, die Sie, wie die Cubes, bei Betzold erwerben können. Wer den Würfel erst testen möchte, kann eine Vorlage ausdrucken, ausschneiden und zusammenkleben. Für die langfristige Nutzung empfiehlt es sich aber, Merge Cubes zu kaufen, da sie widerstandsfähig, abwischbar und explizit auf die Apps abgestimmt sind.

Merge edu cube

Was kann er? 

Zusätzlich zu über 1000 digitalen Lehrmitteln, die auf der digitalen Lernplattform verfügbar sind, können Sie eigene 3-D-Objekte und Simulationen hochladen. 

Mit der Anwendung Merge Explorer, bekommen Sie Zugriff auf über 100 interaktive Naturwissenschaftssimulationen für die Klassen 1 - 8. Einige Beispiele sind: das Sonnensystem, Gesteine, Zellen, Lebenszyklen usw.

In der Anwendung Merge Object Viewer hat man Zugriff auf vorgefertigte Sammlungen digitaler Lehrmittel. Hiermit können Sie auch eigene 3-D-Objekte hochladen und teilen.

Das Merge Dashboard (Web-Anwendung) ermöglicht Lehrkräften, Schulklassen zu erstellen, eingetragene Schüler und Schülerinnen zu verwalten und Lernfortschritte zu verfolgen. Das Merge Dashboard beinhaltet Aktivitätspläne und MINT Projekte (auf Englisch), die Sie direkt im Unterricht verwenden können. 

Wie setze ich den Merge Cube im Unterricht ein? 

Idealerweise hat jede Lernende/jeder Lerner einen Würfel und ein Endgerät (Tablet oder Handy). Möglich ist es aber auch, in Paaren zu arbeiten. Dabei hält eine Person das Endgerät, die andere den Würfel. Dann wird getauscht. Der Lernstoff enthält unterschiedliche kleine Übungen, über die sich die Lernenden Gedanken machen und sich darüber austauschen können. Da der Würfel als Ergänzung oder Erweiterung verwendet wird, kann er als Lernübung und als Teil des Unterrichts integriert werden. Der Merge Cube eignet sich aber auch für die individuelle Vertiefung, Wiederholung und eigenständiges Lernen zu Hause, da er leicht transportierbar ist. Eine Mischung aus digitalen und analogen Übungen ist leicht durchführbar, da die Kinder den Würfel hinstellen können, wenn sie sich Notizen machen, und einfach wieder in die Hand nehmen, um mehr zu erfahren. 

Merge edu cube

Welchen Mehrwert hat der Merge Cube für den Unterricht? 

Viele Lernende haben Schwierigkeiten, bestimmte Themen zu visualisieren und einen Bezug zu diesen Themen herzustellen. Es ist aber bewiesen, dass Kinder den Lernstoff besser in Erinnerung behalten und besser verstehen, wenn sie ihn erleben, berühren oder anwenden. Der Merge Cube wird als Erweiterung oder Unterstützung zu Themen verwendet, die sonst schwer „greifbar“ oder nur einseitig auf Papier abgebildet werden können. Er ermöglicht es, diese Themen auf eine andere Art und Weise zu erleben und erhöht dadurch das Lernpotenzial. 

Weitere Vorteile sind:

  • multisensorisches Lernen
  • Verbesserung des räumlichen Denkvermögens
  • 3-D-Erstellung und -Druck
  • lebensnahe digitale Lehrmittel für das Lernen überall
  • leistungsstarke, visuelle und praktische Naturwissenschaftssimulationen
  • die Steigerung der Mitarbeit für praktische, von Schülerinnen und Schülern geleitete Aktivitäten
  • und viele mehr. 
Für alle, die noch etwas mehr Infos möchten, empfehlen wir den Vortrag von Isabella Gipson von Merge:

AR-Anwendungen für den Unterricht selbst zu erstellen, ist gar nicht so schwer :)

Mithilfe von Apps wie HP Reveal (vormals Aurasma Studio), Layar, Augment und Wikitude Studio können Sie oder Ihre Schüler selbst Augmented Reality-Elemente kreieren. Viele Apps bieten kostenlose Demo-Versionen an, die häufig bereits ausreichen, um Augmented Reality-Elemente im Unterricht einzubauen.

Wie das Erstellen von AR-Inhalten mittels Aurasma Studio/HP Reveal funktionieren kann, zeigt Josef Buchner in diesem YouTube-Video:


Bei den meisten AR-Apps, die es ermöglichen, Inhalte selbst zu erstellen, müssen Sie  zunächst das gewünschte Trigger-Bild festlegen und hochladen. Dann können Sie die gewünschten Elemente definieren, die das reale Bild überlagern und ergänzen sollen.

Da Sie selbsterstellte AR-Marker an den unterschiedlichsten Orten platzieren können, eignen sie sich z. B. besonders gut für eine Schnitzeljagd zu einem Unterrichtsthema oder für Wandertage und Ausflüge.

Welche weiteren Anwendungsmöglichkeiten es für selbst erstelle AR-Elemente gibt, erfahren Sie z. B. in dem auf der Seite Edutopia veröffentlichten englischsprachige Beitrag „Augmented Reality Brings New Dimensions to Learning“. Am Ende des Beitrags nennt der Autor noch einige Beispiele für unterrichtstaugliche AR-Apps.

Welche Vorteile bringt Augmented Reality für den Unterricht?

Im Grunde ist Augmented Reality nur ein weiteres Werkzeug, das Ihr Repertoire bereichert und zu passendem Anlass eingesetzt werden kann.
Mit AR können Sie besondere Highlights zu Unterrichtsthemen setzen und spannende Stundeneinstiege gestalten. Genauso sind Projekte mit dem Fokus auf Augmented Reality wie auch Ausflüge denkbar, in deren Verlauf die Schüler immer wieder AR-Elemente entdecken können.

    • Überraschungsmoment mit Wow-Effekt:

      Es ist heute nicht ganz einfach, Schüler mit etwas so zu überraschen, dass sie mit Begeisterung und voller Aufmerksamkeit bei der Sache sind. Augmented Reality-Elemente bringen diesen „Wow-Effekt“ aber definitiv mit sich. Sie sind noch nicht alltäglich, auch wenn das Spiel „Pokémon GO“ AR erstmals einer wirklich breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht hat.

    • Gesteigerte Motivation:

      Dieser ganz neue und andersartige Zugang zu Unterrichtsthemen ist für die Schüler spannend und weckt ihre Neugier: Was gibt es in der virtuellen Welt zu entdecken?
      Auch die Arbeit mit ihren Smartphones, ein Element aus der Lebenswelt der Schüler, das sie selten in der Schule verwenden dürfen, trägt zur Steigerung der Motivation bei.

    • Selbstorganisiertes Lernen:

      Augmented Reality erlaubt es den Schülern selbstständig auf Entdeckungsreise zu gehen, sie interagieren in Gruppen und stimmen sich ab, um die Aufgaben zu lösen, lernen ihre Erfahrungen mit AR zu erläutern und den Mitschülern zu vermitteln und mithilfe spezieller Apps können sie sogar selbst AR-Elemente erschaffen.

      Augmented Reality

      © racorn / Fotolia.com

    • AR macht Lerninhalte besser verständlich:

      Lernstoff, den die Schüler selbst erarbeiten und erleben, bleibt besser hängen, als Dinge, die nur gehört werden. Dazu kommt, dass Augmented Reality abstrakte und komplexe Zusammenhänge, Modelle und Strukturen durch die vielfältigen Möglichkeiten (Videos, Bilder, 3D-Elemente) besser verständlich machen kann, als ein Text es könnte. Dieses bessere Verständnis führt auch zu einer gesteigerten Lernleistung.

      Besonders die Möglichkeit, Dinge dreidimensional abbilden zu können, wäre für viele Fächer eine Bereicherung. In Biologie könnten Organe, in Mathematik geometrische Körper oder in Kunst vergangene Bauwerke gezeigt werden.

      Die verbesserte Lernleistung konnte inzwischen auch in verschiedenen Studien belegt werden. Im Beitrag „Die Vielfalt der Lernräume mit Tablets entdecken“ der Online-Zeitschrift „Medienproduktion“ finden Sie nähere Angaben zu den Studien sowie Anregungen wie Sie AR-Elementen speziell in der Volksschule zur Förderung von Lernprozessen einsetzen können.

    • Verschiedene Medien einsetzen:

      Texte, Videos, Bilder, Hörbeispiele, Animationen und sogar 3D-Ansichten können mithilfe der AR-Technik angezeigt und mit der Realität verbunden werden.

Hier finden Sie Produkte zu Virtual und Augmented Reality im Betzold Online-Shop:

Welche Schwierigkeiten kann Augmented Reality mit sich bringen?

Wie viele andere Möglichkeiten, die die digitale Welt auch für die Schule zu bieten hat, wird AR im Moment noch eher selten im Unterricht eingesetzt.

    • Zeitaufwand:

      Ein Grund ist vermutlich im höheren Zeitaufwand zu sehen. Die Einführung einer AR-App ist immer mit einer gewissen Vorbereitungszeit der Klasse verbunden. Auch die Erstellung eigener AR-Elemente braucht seine Zeit.

    • Umgang mit neuer Technik:

      Manche trauen sich die Arbeit mit AR nicht zu bzw. kennen das Potential für den Unterricht noch nicht.

    • Technische Probleme:

      Der Einsatz von Technik ist immer anfällig für verschiedene Schwierigkeiten. Manches will im entscheidenden Moment einfach nicht funktionieren. Am häufigsten sind Probleme der Nutzer mit den Anwendungen bzw. wenige nutzerfreundliche Anwendungen, die es den Schülern schwer machen. Testen Sie die Anwendungen deshalb vorab gut auf eine leichte Bedienbarkeit.

    • Fixierung der Schüler auf die virtuellen Einblendungen:

      Ist die Aufmerksamkeit der Schüler zu sehr auf Spielereien mit den AR-Elementen gerichtet, besteht die Gefahr, dass der Lerneffekt hinter dem Wow-Effekt zurückbleibt. Setzen Sie AR deshalb möglichst zielgerichtet ein.

Unser Fazit fällt trotz dieser möglichen Schwierigkeiten positiv aus. Augmented Reality ist für die Schüler einfach ein Highlight. Wenn Sie AR-Elemente zielgerichtet und dosiert einsetzen, kann die Technik ihre Vorzüge voll ausspielen :)