Augmented Reality (AR) ist auf dem Weg, sich in der Wirtschaft und der Lehre zu etablieren. In den letzten Jahren sind durch Forschung und Entwicklung viele neue Technologien, Methoden und Softwareentwicklungswerkzeuge auf den Markt gekommen. Allerdings fehlen sowohl in der Erstellung von Lehrmaterialien, als auch in der Nutzung von AR in der Lehre einheitliche Richtlinien oder gar Standards. Darüber hinaus müssen in der Wirtschaft genügend gut ausgebildete Fachkräfte vorhanden sein, welche die aufgestellten AR-Konzepte umsetzen können, so dass ein Transfer aus der Hochschule in die Wirtschaft notwendig ist. Daher gehen wir in diesem Beitrag sowohl auf Herausforderungen im Lernen mit AR, als auch auf die speziellen Bedürfnisse des Lernens über AR ein. Wir nehmen dazu als Informatiker eine europäische, interdisziplinäre und anwendungsnahe Perspektive ein, da unsere Erfahrungen aus mehreren geförderten europäischen Projekten in diesen Bereichen stammen. Dabei versuchen wir auch, neue Impulse in Lehrkontexten in unserem Rahmenwerk aufzunehmen, wie Gamifizierung, Learning Analytics und Experience Capturing. Zusätzlich weisen wir auf Standardisierungsbemühungen wie IEEE ARLEM hin. Die konzeptuellen und technischen Lösungsansätze stellen wir als Open Content und Open Source zur Verfügung, um einer möglichst schnellen Verbreitung Vorschub zu leisten. Aus diesem Grund laden alle unsere Aktivitäten explizit zur aktiven Teilnahme ein.

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Lehrstuhl Informatik 5
(Information Systems)
Prof. Dr. M. Jarke
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Augmented Reality Lernkontexte –
Eine Europäische Perspektive
István Koren, Benedikt Hensen, Ralf Klamma
Advanced Community Information Systems (ACIS)
RWTH Aachen University, Germany
koren@dbis.rwth-aachen.de
2. Workshop VR/AR-Learning
10. September 2018
Frankfurt am Main

2. 2
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Agenda
 Motivation
 Europäische Projekte
 Herausforderungen
 Lösungsansätze
 Zusammenfassung & Ausblick

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Motivation
 AR ist auf dem Weg, sich in Wirtschaft und Lehre zu
etablieren
 Es fehlen einheitliche Standards für die Erstellung
und Nutzung von Lehrinhalten
 Schnittstellenkompetenzen nötig
 Zusätzliche neue Impulse
– Learning Analytics
– Gamifizierung
– Experience Capturing

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Lehrstuhl Informatik 5
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Mixed Reality Anatomie
 „Exploratory Teaching Space“ zwischen RWTH
Aachen und Universität Maastricht
 Modelle spielen in der Anatomieausbildung eine
zentrale Rolle, sind aber teuer und zerbrechlich
 Aufbereitung durch 3D Scan
 GaMR bietet eine Anatomie-Lernumgebung in Mixed
Reality für Microsoft HoloLens
 3D Modelle frei dreh-, zoom- und skalierbar

5. 5
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Wearable Experience for Knowledge
Intensive Training (WEKIT)
 Horizon 2020 mit 12 Partnern
 Berufsbegleitendes Training in High-Tech-Industrien
 „Experience Capturing“ für die Aufnahme von
Bewegungsabläufen von Experten
 Abspielen für Lernende
 https://wekit-community.org

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AR in Formal European University
Education (AR-FOR-EU)
 Erasmus+ mit fünf Partnern
 Ausbildung von AR-Fachkräften
 Informatische, didaktische und mediale Aspekte
 Veröffentlichung von Lernmaterialien
– Open Educational Resources
– Interaktive E-Bücher
– MOOCs
 In Kürze: Call for Contributions!

7. 7
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Herausforderungen
 Einsatz von AR in der Hochschulbildung
– Zugang zu Soft- und Hardware
– Lerninhalte
– Kollaboration
 Technische Herausforderungen
– Vielzahl an (untereinander inkompatiblen) Frameworks
– Schnittstellenprobleme
 Informatische Ausbildung
– Genereller Fachkräftemangel
– Interdisziplinäre Ansätze gefragt

8. 8
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Lösungsansätze
 AR in der Hochschulbildung
 Gamifizierung
 Nutzerverwaltung
 Wiederverwendbare Komponenten
 Plattformübergreifende Kompatibilität
 Standardisierung
 Einbindung von Endbenutzern
 Augmented Reality Lehrkonzepte

9. 9
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GaMR:
Mixed Reality Anatomie
 Gamifizierung: Spielelemente in Nicht-Spiel-Kontexten
 Beispiele
– Quizzes
– Progress Bar
– Badges
– Ranking

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Open Source
Benutzeroberflächen
Screenshot Features und Herausforderungen
Anpassbare Button Widget Templates
• Animationen für Nutzerfeedback
• Verschiedene Erweiterungen
3D Tastatur
• Eingabefeld bleibt im Blickfeld
• Passt sich Sprache an
Annotationssystem
• Markierungen auf der Oberfläche platzierbar
• Verbindet Text und Audio
Bounding Box
• Elemente zum Platzieren, Drehen und Skalieren
• Kontextmenü für weitere Optionen
Badges und Fortschrittsbalken
• Anpassbares Layout
• Frei definierbare Bilder auf Badges

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AR Learning Experience Model
(ARLEM)
 Standards widersprechen oft Herstellerinteressen
 Initiativen aus öffentlicher Hand sind gefragt
 IEEE ARLEM bietet Austauschformat für
– Arbeitsplätze: WorkplaceML
– Aktivitäten: ActivityML
 Bildet Interaktion zwischen Realwelt, Nutzern,
digitalen Informationen und AR-Kontexten ab
 Ermöglicht, komplexe Zusammenhänge darzustellen

12. 12
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Überblick über Herausforderungen
und Lösungsansätze
Herausforderung Lösungsansatz
Langzeitmotivation Gamifizierung
Anwendungsübergreifendes Learner Modeling Single Sign-On mit OpenID Connect
Proprietäre Lernformate Standardisierung eines Austauschformats für
AR-Lernszenarien
Proprietäre Interaktionsformen Open Source User-Interface-Elemente
Inhaltliche Skalierung, Nutzerwünsche Open Innovation durch Tools wie Requirements
Bazaar
Mangel an AR-Fachkräften Open Educational Resources

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Zusammenfassung
 Wir sehen ein enormes Potential von AR in
Lernkontexten
 Standards und offene Ressourcen spielen eine
wichtige Rolle
 Umsetzung hängt jedoch davon ab, ob es gelingt
genügend interdisziplinär arbeitende Informatiker
auszubilden

14. 14
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 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
 Haben Sie Fragen?
koren@dbis.rwth-aachen.de
@istinhere
Ideen? Gerne beitragen auf
https://requirements-bazaar.org/projects/376
fin
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