AR im Bildungswesen: 10 Anwendungsfälle, Beispiele & Tipps zur Umsetzung
30. November 2023
AR in der Bildungsmarktstatistik
CAGR von AR im Bildungswesen von 2023 bis 2033
FaktMR
Größe des AR-Marktes im Bildungswesen im Jahr 2023
FaktMR
der Lehrer wünschen sich eine stärkere Präsenz von VR und AR im Klassenzimmer
EdTechnology
10 AR-Anwendungsfälle im Bildungswesen
Die rasche Verbreitung von AR im Bildungswesen ist kaum überraschend, da die Hürden für die AR-Entwicklung und den Zugang zur Technologie deutlich gesenkt wurden. Mobile Geräte sind zudem sehr erschwinglich und leistungsstark, und AR-Anwendungen sind inzwischen so benutzerfreundlich, dass sie sowohl von Lehrkräften als auch von Schülern im Unterricht eingesetzt werden können. Dies hat dafür gesorgt, dass es eine Fülle von konkreten Anwendungen für AR im Bildungsbereich gibt.
1 Immersives Lernen
Pädagogen können AR nutzen, um den Schülern ein intensiveres Lernerlebnis zu bieten, indem sie Studienobjekte als 3D-Modelle statt als zweidimensionale Darstellungen präsentieren, so dass sich die Lernenden ein besseres Bild von ihrer Größe und ihren Eigenschaften machen können. In diesem Fall dienen AR-gestützte Apps oft als Speicher für 3D-Modelle, die Pädagogen in einer Vielzahl von Szenarien und Bereichen nutzen können, darunter Geschichte, Astronomie, Anatomie und andere Unterrichtsfächer.
2 Fachliche Spezialisierung
Einige AR-Lösungen für den Bildungsbereich konzentrieren sich auf die Verbesserung des Lernens in einem bestimmten Fach oder Lernziel und nicht auf ein breites Spektrum von Disziplinen. Zum Beispiel kann eine AR-basierte Geometrie-App Schülern helfen, die Grundlagen der ebenen Geometrie zu verstehen, indem 3D-Formen auf Papierbögen eingeblendet werden.
3 Sonderpädagogik
Da AR Kinder aller Altersgruppen hervorragend ansprechen kann, hat sich diese Technologie als besonders wirksam erwiesen, um die Lernerfahrungen von Schülern mit Behinderungen zu verbessern. Indem man den Schülern virtuelle Szenarien zur Verfügung stellt, die reale soziale Interaktionen imitieren, können Schüler mit Behinderungen lernen und experimentieren, ohne Angst haben zu müssen, beurteilt zu werden oder andere negative Konsequenzen zu spüren.
4 MINT-Bildung
Die meisten MINT-Fächer, einschließlich Chemie, Physik und Mathematik, erfordern oft räumliche Visualisierung und abstraktes Denken, was für einige Schüler eine Herausforderung darstellen kann. Mit AR können Schüler das Lernen in diesen Fächern kontextualisieren, indem sie mit 3D-Darstellungen von mathematischen Funktionen, chemischen Reaktionen und physikalischen Konzepten interagieren.
5 Medizinische Ausbildung
Eine erfolgreiche medizinische Aus- und Weiterbildung beruht auf realen, praktischen Erfahrungen für Studenten. Da viele medizinische Ausbildungsmöglichkeiten teuer sind, wird AR zu einer kostengünstigen und zugänglichen Alternative. Indem beispielsweise virtuelle Modelle der menschlichen Anatomie über echte Menschen gelegt werden, können Medizinstudenten Körperteile und Organe isoliert untersuchen und ein besseres Verständnis für die Funktionsweise des Skelett-, Muskel- und Nervensystems bekommen.
6 Kunst und Geisteswissenschaften
AR in der Bildung geht über die MINT-Fächer hinaus und findet auch in der Kunst, den Geisteswissenschaften und anderen verwandten Disziplinen Anwendung. Im Kunstunterricht können die Schüler beispielsweise ihre kreativen Fähigkeiten verbessern, indem sie neue Elemente ihrer Arbeit in 3D einblenden. Darüber hinaus können Lehrkräfte den Geschichtsunterricht fesselnder gestalten, indem sie virtuelle Rekonstruktionen historischer Wahrzeichen über die reale Welt legen.
7 Soft Skills & Karriereentwicklung
AR kann auch für das Erlernen von Soft Skills von Vorteil sein, die besonders in Bereichen wichtig sind, in denen Kommunikation und kritisches Denken im Mittelpunkt stehen. So können Studierende beispielsweise mit virtuellen Menschen kommunizieren, die von AR und KI unterstützt werden und dynamisches Feedback geben, kontextbezogene Gesten machen und Emotionen zeigen können. Ganz gleich, ob es sich um Fähigkeiten am Arbeitsplatz oder um das Sprechen in der Öffentlichkeit handelt, Simulationen können für Studierende unschätzbare Werkzeuge sein, um Interaktionen in risikolosen virtuellen Umgebungen zu üben.
8 Technische Ausbildung und Fachausbildung
Der Erwerb von umsetzbarem Wissen in der Agrarwissenschaft, der fertigung, dem Ingenieurwesen und anderen technischen Bereichen erfordert oft Erfahrungen im wirklichen Leben, die gefährlich und teuer sein können. In der Zwischenzeit kann AR den Lernenden helfen, die notwendigen praktischen Erfahrungen zu machen, ohne sich selbst in Gefahr zu bringen. Viele AR-Anwendungen ermöglichen es Studenten beispielsweise, Geräte zusammenzubauen, mit Maschinen zu interagieren und Experimente in 3D-Umgebungen durchzuführen.
9 Immersive Klassenzimmer-Simulatoren
Durch den Einsatz von AR können angehende Lehrer ihre Lehrmethoden üben, insbesondere den Umgang mit bestimmten Stressszenarien in einer kontrollierten Umgebung. Durch die Interaktion mit virtuellen Schülern wie in einem echten Klassenzimmer können Pädagogen Einblicke in ihre Unterrichtstechniken gewinnen und ihre Fähigkeiten im Klassenraummanagement verfeinern.
10 Sensibilisierung für Vorurteile und Sensibilisierungstraining
AR kann dazu beitragen, unbewusste Vorurteile von Lehrern aufzudecken. Pädagogen können sich mit simulierten Klassenzimmern auseinandersetzen, in denen Schüler mit unterschiedlichem Hintergrund sitzen. So erhalten sie einen besseren Einblick, wie sich ihre Vorurteile auf die Entscheidungsfindung auswirken, und können Strategien entwickeln, um damit umzugehen und eine integrativere Lernatmosphäre zu schaffen.
Verwandeln Sie Klassenzimmer in immersive Lernumgebungen mit AR
Beispiele für Augmented Reality in der Bildung
Vollständige Anatomie
Complete Anatomy, ein Gewinner des Apple Design Awards, ist eine von 3D4Medical entwickelte, plattformübergreifende AR-basierte App. Die App verfügt über einen interaktiven Anatomie-Atlas, mit dem sowohl grobe Anatomiemodelle als auch mikroskopische Strukturen von Zellen und Geweben visualisiert werden können. Die App enthält rund 20.000 Körperstrukturen und ermöglicht es den Nutzern, Körperteile isoliert zu betrachten, Arterienverläufe zu verfolgen und neurovaskuläre Strukturen und Muskelbewegungen zu erkunden.
Mit Hilfe von Augmented Reality können die Nutzer auch ein anatomisches 3D-Modell eines menschlichen Körpers auf einer beliebigen Oberfläche platzieren, während der Multi-User-Modus es mehreren Schülern ermöglicht, die virtuelle Sezierung verschiedener Körperteile gleichzeitig auf ihren Geräten zu betrachten. Schließlich können die Nutzer der App Körperschichten hinzufügen und entfernen und die Auswirkungen verschiedener Verletzungen wie Knochenbrüche oder Muskelzerrungen visualisieren.
Geogebra AR
Geogebra AR ist eine Open-Source-Edtech-Anwendung, die es Schülern ermöglicht, geometrische Objekte zu zeichnen und mathematische Funktionen zu visualisieren. Forscher der Universität Murcia nutzten Geogebra AR, um ihren Schülern Mathematik beizubringen und die Wirksamkeit von Augmented Reality bei der Verbesserung der räumlichen Intelligenz zu ermitteln. Die Schüler konnten die Parameter von Objekten ändern, um ihre Geometrie zu verändern, sie drehen und wenden, um verschiedene Perspektiven zu visualisieren, und mehrere mathematische Funktionen in einem Raum platzieren, um zu sehen, wie sie sich zueinander verhalten.
Nach der Durchführung umfassender Forschungsexperimente stellten die Professoren außerdem fest, dass die Schüler, die AR-basierte Lernmethoden verwendeten, ein deutlich besseres Verständnis für mathematische Funktionen aufwiesen als diejenigen, die traditionelle Lernmethoden verwendeten.
AROSE
Im Jahr 2013 führte Su Cai zusammen mit anderen Lehrkräften der Beijing Normal University ein Experiment zur konvexen Abbildung mit AR durch, bei dem Achtklässler verschiedene physikalische Konzepte wie Bildabstand und Brennweite erforschten. Die Schüler verwendeten drei virtuelle Marker als Ersatz für Kerzen, konvexe Linsen und fluoreszierende Bildschirme. Im Jahr 2018 integrierten die Forscher Augmented Reality mit Kinect, um es den Schülern zu ermöglichen, Magnetfelder besser zu verstehen und zu "fühlen". Indem sie mit einer Hand vor der Tiefenkamera winkten, konnten die Schüler sehen, wie das Magnetfeld reagierte.
Im Jahr 2020 führte der Lehrkörper optische Simulationsexperimente mit Augmented Reality durch, um den photoelektrischen Effekt zu demonstrieren. Abstrakte Konzepte wie das mikroskopische Phänomen des photoelektrischen Effekts zu erklären, ohne spezielle Bedingungen zu schaffen, kann eine besondere Herausforderung sein. Daher entwickelten die Forscher eine spezielle Augmented-Reality-App AROSE, um ein virtuelles Labor zu simulieren. Wie in der Abbildung unten zu sehen ist, können die Schüler auf einen bestimmten Bereich auf der Karte drücken, um die virtuelle Laborausrüstung zu bedienen und den photoelektrischen Effekt zu visualisieren. Die Forscher fanden heraus, dass Schüler, die AR zum Erlernen dieser physikalischen Konzepte nutzten, in Bezug auf das konzeptionelle Verständnis deutlich besser abschnitten als diejenigen, die herkömmliche Lernmethoden verwendeten.
EDU zusammenführen
Merge EDU ist ein AR-basiertes Lernwerkzeug, das Schülern hilft, komplexe wissenschaftliche und MINT-Konzepte besser zu verstehen. Die App ermöglicht es den Schülern, 3D-Objekte in der realen Welt zu platzieren und mit ihnen zu interagieren, integrierte Quizfragen zu lösen, gemalte 3D-Entwürfe in virtuelle Objekte umzuwandeln und ihre virtuellen Kreationen mit anderen zu teilen. Von der Platzierung lebensgroßer Tiere im Klassenzimmer über die Interaktion mit unsichtbaren Wellen bis hin zum Studium eines lebensgroßen Modells der menschlichen Anatomie - es gibt eine Fülle von Möglichkeiten für Schüler, das Lernen wichtiger Themen in fesselnde und immersive Erfahrungen zu verwandeln.
Einer der besonderen Vorteile von Merge EDU ist, dass es mit einer auf den Lehrplan abgestimmten Bibliothek von Lehrmitteln, Aktivitätsplänen und integrierten Quizfragen geliefert wird, so dass die Lehrer die App von Anfang an nutzen können.
Grundlegende vs. generative AR-Lernobjekte
Grundlegende AR-Objekte sind eigenständige Ressourcen, die digitale Inhalte ohne zusätzlichen Kontext oder Anleitung bereitstellen. Solche Objekte können leicht in bestehende Lernmaterialien integriert werden, was bedeutet, dass Lehrkräfte mehr Freiheit bei der Unterrichtsplanung haben. Wichtig ist, dass grundlegende AR-Objekte nicht mit der Umgebung des Nutzers oder mit anderen AR-Objekten interagieren können.
Generative AR-Objekte hingegen sind digitale Ressourcen, die mit interaktiven Bewertungen, Anleitungen, Gamification-Elementen und Funktionen zur Zusammenarbeit ausgestattet sind. Generative AR-Objekte sind auf bestimmte Lernziele ausgerichtet, bieten den Lehrkräften jedoch weniger Freiheit bei der Änderung von Unterrichtsplänen und erfordern häufig eine Anpassung durch Softwareentwicklung. Einer der Hauptvorteile generativer AR-Objekte im Vergleich zu grundlegenden Objekten ist, dass sie mit der Umgebung des Nutzers interagieren können. Einige AR-Apps können zum Beispiel ortsabhängig sein oder erfordern ein physisches Objekt, um ein AR-Objekt zu verknüpfen.
Grundlegende AR
Generative AR
Vorteile
Vorteile
Leicht in Unterrichtspläne zu integrieren Einfache Erstellung und Implementierung neuer AR-Objekte
Kommt mit einem vordefinierten Unterrichtsplan Vielfältigere Arten von Bildungsinhalten
Benachteiligungen
Benachteiligungen
Die Verknüpfung von AR-Objekten mit der Benutzerumgebung erfordert zusätzliche Fähigkeiten
Weniger Kombinationsmöglichkeiten mit dem vorhandenen Lehrmaterial Schwieriger zu gestalten und umzusetzen
AR-Technologien für den Aufbau von Bildungslösungen
ARKit & ARCore
ARKit und ARCore sind Software Development Kits (SDKs), die von Apple bzw. Google entwickelt wurden, um AR-Erlebnisse auf mobilen Geräten zu ermöglichen. Sie sind die bevorzugte Wahl für die Entwicklung von AR-Apps für Bildungszwecke auf mobilen Plattformen.
Erweiterte AR/VR-Engines
Um den Schülern fortgeschrittenere AR-Erfahrungen zu bieten, greifen Entwickler häufig auf die folgenden Engines zurück:
Einigkeit
Unity ist eine leistungsstarke Spiele-Engine, die durch ihr integriertes AR Foundation Framework zur Erstellung von AR-Anwendungen für iOS und Android verwendet werden kann. Unity ermöglicht es Entwicklern, fortschrittliche Funktionen wie Umgebungsverfolgung, Objektverfolgung und Echtzeit-Kamerafeed-Verarbeitung zu nutzen.
Unreal
Unreal ist auch eine beliebte Spiel-Engine, die sowohl ARCore als auch ARKit unterstützt und Entwicklern hilft, AR-Interaktionen zu erstellen, ohne Code zu schreiben, mit Hilfe eines visuellen Skripting-Systems Blueprint. Unreal ist bekannt für seine hochwertigen Grafikfähigkeiten, die die Erstellung von visuell beeindruckenden AR-Erlebnissen für den Bildungsbereich ermöglichen.
Befähigen Sie Lehrende und Lernende gleichermaßen mit maßgeschneiderten AR-Lösungen
8 Vorteile von AR in der Bildung
Augmented Reality ist ein leistungsfähiges Bildungsinstrument, das zusammen mit anderen neuen Technologien wieKI für die Bildung den Lernprozess erheblich verbessern kann, indem es das Lernen in der realen Welt mit virtuellen Objekten in Echtzeit ergänzt.
Erhöhtes Engagement
Hochgradig interaktive Lernerfahrungen helfen den Lehrkräften, bei den Schülern Begeisterung und Neugier zu wecken, was zu einem effektiveren Lernen führt.
Geringere kognitive Belastung
AR reduziert die kognitive Belastung, die zum Erfassen abstrakter Konzepte erforderlich ist, erheblich und hilft den Schülern, sich auf das eigentliche Lernen zu konzentrieren.
Verbesserte akademische Leistungen
Mit dem praktischen Lernansatz, den AR bietet, können die Schüler ihr Verständnis für ein bestimmtes Thema vertiefen und bessere Noten erzielen.
Verbesserte Lernerfahrung
AR ermöglicht es Schülern, gefährliche Experimente sicher durchzuführen, komplexe Objekte zu visualisieren und mit ansonsten teuren Maschinen zu interagieren.
Verbesserte Wissensbewahrung
Indem das Lernen einprägsamer und interaktiver gestaltet wird, können die Schüler ihr Wissen besser behalten und abrufen.
Geringere Kosten
Im Vergleich zu anderen Bildungsinstrumenten sind AR-Lösungen kostengünstiger, da ein Smartphone mit Kamera oft die einzige Technologie ist, die für ihren Einsatz benötigt wird.
Verbesserte Inklusivität
AR im Bildungswesen kann das Lernen für Schüler mit besonderen Bedürfnissen integrativer gestalten, indem es alternative Möglichkeiten der Informationsdarstellung bietet.
Verbesserte Selbstlernfähigkeit
Da die Schülerinnen und Schüler AR-Apps auch zu Hause nutzen können, wird das Selbstlernen interessanter, immersiver und effektiver.
Die neue Ära der Bildung
Die Auswirkungen von Augmented Reality auf das Engagement, die Lernergebnisse und das Selbstvertrauen der Schüler werden von keiner anderen Bildungstechnologie auf dem Markt übertroffen, vielleicht mit Ausnahme von VR-Bildung. Durch den Einsatz innovativer Lehrmethoden im Klassenzimmer können Bildungsexperten das Interesse und die Begeisterung der Schüler für viele komplizierte Themen wecken. Wichtig ist, dass die Einführung von Augmented Reality keine großen Investitionen erfordert, da die meisten heutigen Smartphones in der Lage sind, AR-Anwendungen zu unterstützen. Bildungseinrichtungen sollten also die aktuelle Situation nutzen und damit beginnen, die Möglichkeiten von AR im Klassenzimmer zu erforschen, um das Interesse von Schülern und App-Entwicklern weiter zu wecken.
Wir bei Itransition glauben an die transformative Kraft von AR für die Bildung. Wenn Sie nur eine Vision haben oder bereits an einem Projekt arbeiten, das Experteninput benötigt, können unsere erfahrenen Berater und Ingenieure helfen.
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