AVILAB2: Anbindung einer virtuell-immersiven 3D-Lernplattform an die NBP am Domänenbeispiel eines Bildungsträgers; Teilvorhaben VI-LERN: Virtuell-immersive 3D-Lernplattform

Abstract

Die wissenschaftliche Arbeit des interdisziplinären Verbunds aus Forschungs- und Entwicklungspartnern konnte in AVILAB2, unter der maßgeblichen Beteiligung der TriCAT GmbH, die Grundlagen dafür schaffen, die nachhaltige Verankerung von virtuell-immersiven, XR- und KI-gestützten Lehr- und Lernangeboten aus den relevanten Innovationsbereichen in institutionen-, methoden- und technologieübergreifend verschränkten Curricula voranzutreiben. Dies wurde in AVILAB2 exemplarisch nachgewiesen, indem entsprechende Lehr- und Lernveranstaltung konzipiert, in Experimentierräumen ausgebracht und anschließend für die Erprobung durch die Stakeholder-Community von "Mein Bildungsraum" bereitgestellt wurden. Die für diese Veranstaltungen entwickelten Inhalte, Methoden und Formate aus den Bereichen sozio-empathische Interaktion, cyberphysische Systeme und pädagogische Agenten erfüllen höchste methodisch-didaktische und wissenschaftliche Ansprüche. Sie wurden durch die Forschungspartner im Verbund nach wissenschaftlich fundierten Verfahren ausgearbeitet und in Nutzerstudien evaluiert um die Forschungsfragen nach Akzeptanz, Usability und Attraktivität des Lehrangebots, dem Erleben von Motivation, Engagement und Immersion sowie dem Empfinden von sozialer Präsenz, Flow und Lernerfolg zu untersuchen. Die dabei erlangten wissenschaftlichen Erkenntnisse sowie erarbeiteten Richtlinien mit praktischen Umsetzungsratschlägen wurden abschließend für die dauerhafte Etablierung und wirksame Weitergabe der didaktisch-methodischen Kompetenzen für die Lehrenden der Community von "Mein Bildungsraum" und darüber hinaus in einem Guide-Book dokumentiert und veröffentlicht. Um die wissenschaftliche Arbeit der Forschungspartner zu ermöglichen, wurden durch TriCAT und die technischen Partner verschiedene technische Lösungen durch die Integration und Anpassung der TriCAT spaces® Plattform entwickelt. Mit Hilfe der bereitgestellten Editor- und Autorenwerkzeuge sowie Methodensammlungen, konnten die Hochschulpartner die komplexen und praxisnahen Anwendungsszenarien realisieren und für die Operationalisierung in Experimentierräumen vorbereiten. Die erfolgreiche Nutzbarkeit dieser Werkzeuge erforderte eine möglichst große Flexibilität und Praktikabilität für die Erstellung der Anwendungsszenarien, die Untersuchung der Forschungsfragen sowie das Erreichen der Evaluationsziele. Eine erste technische Voraussetzung war die Weiterentwicklung der standardkonformen, schnittstellentechnischen Anbindung der TriCAT spaces® Plattform an das Ökosystems der "Mein Bildungsraum" Plattform, durch die Implementierung von Single Sign-On sowie die Verknüpfung mit dem Data Wallet Konnektor und dem Metadaten Konnektor der "Mein Bildungsraum" Plattform. Anschließend wurde im Rahmen von vorgeschriebenen Funktionstest der Nachweis der gelungenen Interoperabilität und der Bereitschaft zur Inbetriebnahme innerhalb der vernetzen Service- und Plattform-Infrastruktur von "Mein Bildungsraum" erbracht. Außerdem erfolgte die datentechnische Anbindung von Hochschulsystemen der Partner und deren Learning Management Systeme sowie die Implementierung von Schnittstellen zu externen Simulations- und Emulationsanwendungen für ROS (Robot Operating System) und SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung), um die die Standardkonformität und Anknüpffähigkeit der TriCAT spaces® Plattform noch weiter auszubauen. Parallel erfolgte die Konzeption von Anwendungsszenarien entlang der Innovationsschwerpunkte sozio-empathische Interaktion, cyberphysische Systeme und pädagogische Agenten. Eine technische Voraussetzung zur erfolgreichen Verwirklichung der Anwendungsszenarien war die Entwicklung der Werkzeuge zur Realisierung der vorgesehenen didaktischen Methoden, Inszenierungsformate und Interaktionsmechanismen. Dies wurde maßgeblich durch die Adaption und Erweiterung der bestehenden Editor- und Autorenwerkzeuge der TriCAT spaces® Plattform durch geeignete Integrations- und Funktionsbausteine ermöglicht. Mit deren Hilfe konnten die Forschungspartner verschiedene Demonstratoren für Anwendungsszenarien entwickeln und die didaktisch-methodischen und technologischen Konzepte anschaulich illustrieren. Die Demonstratoren konnten regelmäßig für verschiedene Lehr- und Lernveranstaltungen in durchgehend verfügbaren Experimentierräumen ausgebracht und operationalisiert, durch die Stakeholder-Community erlebt, sowie durch die Forschungspartner evaluiert werden. Die im Projekt erzielten wissenschaftlichen Erkenntnisse und technischen Ergebnisse eröffnen eine Reihe von Perspektiven für weitere Verwertungs- und Anschlussmöglichkeiten. Sowohl wissenschaftliche Verfahren als auch technische Lösungen sind in Zukunft im Rahmen des Wissens- und Technologietransfers in Wirtschaft und Praxis sowie Forschung und Lehre generalisierbar, d. h. flexibel und mit überschaubarem Aufwand zielgerichtet anpassbar und übertragbar. Durch diese Generalisierbarkeit und Übertragbarkeit eröffnen sich vielfältige Möglichkeiten zur Planung weiterer wissenschaftlicher Aktivitäten sowie der weiteren technischen Nutzung der Ergebnisse. Dies reicht vom nutzerzentrierten Ansatz bei der Konzeption der Anwendungsszenarien, didaktischen und pädagogischen Methoden, Inszenierungsformaten und Interaktionsmechanismen, über die Adaption der bereits auf eine universelle Verwendungsfähigkeit hin konzipierten Editor- und Autorenwerkzeuge in Produkten und Dienstleistungen, bis hin zur Übertragbarkeit auf weitere Anwendungsfelder und Innovationsbereiche wie z. B. die berufliche und schulische Lehre, die innerbetriebliche oder persönliche Aus- und Weiterbildung, sowie Erlebnis- und Partizipationsformate für soziale Teilhabe. Datei-Upload durch TIB