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WISSEN
TECHNIK
LEIDENSCHAFT
Mixed Reality im Distance
Learning in der
Hochschullehre
21.10.2022
Stefan Thurner
Präsentation der Masterarbeit zum Erlangen des akademischen
Grades Master of Education
Das MiReBooks Projekt (2018-2022)
• Internationale Partnerinnen und Partner mit Fokus auf Bergbauindustrie
• European Institute of Innovation & Technology (EIT) RAW Materials
• Ziel: Bewältigen der Herausforderungen im Bereich der Ausbildung im
Bergbausektor
• Mittel: Neue Technologien – Mixed Reality
21.10.2022
2
Entwickelte Technologien
• AR-Applikation zum Betrachten von Modellen
• VR-Applikation
• 3D Modelle
• 360° Videos
• Authoring-Tool (Desktop)
21.10.2022
3
„Für wie geeignet halten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer Mixed Reality
insgesamt und die entwickelte Anwendung im Speziellen für den Einsatz im
Bergbau-Unterricht?“
Forschungsfrage:
21.10.2022
4
Vorstudien
• Frühe Version der VR-Applikation
• Positive Effekte von MR-Einsatz konnten nachgewiesen werden
• Neue Herausforderungen wurden ersichtlich
Daling, L., Kommetter, C., Abdelrazeq, A., Ebner, M., Ebner, M.: Mixed reality books: applying augmented and virtual reality in
mining engineering education. In Augmented reality in education, pp. 185-195. Springer, Cham. (2020) https://doi.org/10.1007/978-
3-030-42156-4_10
21.10.2022
5
Vorstudien
Thurner, S., Daling, L., Ebner, Markus, Ebner, Martin, Schön, S.: Evaluation Design for Learning with Mixed Reality in Mining
Education in View of Current Evaluation Techniques in MR. Zaphiris P., Ioannou A. (eds) Learning and Collaboration Technologies:
Games and Virtual Environments for Learning. HCII 2021. Lecture Notes in Computer Science, vol 12785. Springer, Cham. (2021)
https://doi.org/10.1007/978-3-030-77943-6_21
21.10.2022
6
Evaluationsprozess am Ende des
Projektes
Durchführung der Hauptstudie
21.10.2022
7
Aufbau der Studie
21.10.2022
8
2 Testvorlesungen á 60 Minuten
Insgesamt 23 Studierende
Technische Universität Bergakademie Freiberg
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule
Aachen
Montanuniversität Leoben
Im Distance Learning Format via Zoom
Zeitlicher Ablauf
21.10.2022
9
Technischer Aufbau
• Studierende: Oculus Quest 2 HMDs (Sidequest)
• Lehrende: Desktop-Version
• Via Internet verbunden
• Zusätzlicher Zoom-Call
21.10.2022
10
Ablauf der Test-LVs – 3D Modelle in VR
21.10.2022
11
Ablauf der Test-LVs – 360° Videos Modelle in VR
21.10.2022
12
Ablauf der Test-LVs
21.10.2022
13
Methode
• Online-Fragebogen
• Projektintern:
• System Usability Scale
• Technology Acceptance Model
• iGroup Presence Questionnaire
• Weitere ergänzende Fragen spezifisch für diese Arbeit
Daling, L., Khoadei, S., Kalkofen, D., Thurner, S., Sieger, J., Shepel, T. Abdelrazeq, A., Isenhardt, I.: Evaluation of Mixed Reality
Technologies in Remote Teaching. HCII 2022. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 13329. Springer, Cham.
https://doi.org/10.1007/978-3-031-05675-8_3 (2022)
21.10.2022
14
Arbeitsspezifische Fragen
Studierende:
• 8 geschlossene Fragen
• 3 offene Fragen
Vortragende:
• 5 offene Fragen
21.10.2022
15
Ergebnisse
Projektinterne Ergebnisse:
• Test-LVs wurden positiv wahrgenommen
• Hohe Usability (Benutzerfreundlichkeit)
• Studierende sprachen dem Tool gute Eignung zu
• Lehrende lobten Möglichkeiten
• Allerdings hohe Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren
21.10.2022
16
Ergebnisse (geschlossene Fragen)
21.10.2022
17
(N1 = 13, N2 = 10)
M1 = 76.92
(SD = 24.93)
M2 = 77.50
(SD = 23.58)
Ergebnisse (geschlossene Fragen)
21.10.2022
18
(N1 = 13, N2 = 10)
M1 = 19.23
(SD = 28.00)
M2 = 17.50
(SD = 25.12)
Ergebnisse (geschlossene Fragen)
21.10.2022
19
(N1 = 13, N2 = 10)
M1 = 40.38
(SD = 33.31)
M2 = 60.00
(SD = 33.91)
Ergebnisse (geschlossene Fragen)
21.10.2022
20
(N1 = 13, N2 = 10)
M1 = 94.23
(SD = 10.53)
M2 = 80.00
(SD = 21.79)
Ergebnisse (offene Fragen)
Studierende:
“Certainly, it can be very helpful in gaining knowledge about the hidden
side of machinery and operational aspects of mining, plus it can enable a
virtual mine visit with enough vision of many details.”
„It would have been helpful to keep the slide with the instructions on how to
use the tool up during using it (functions of the different buttons on the
controls)”
21.10.2022
21
Ergebnisse (offene Fragen)
Lehrende:
“Specific contents and calculations still require more classic tools, but for a
good realistic introduction it can be really helpful”
„Sometimes I was not sure if everyone is following me, even though there
are green lights at the bottom indicated. It is something one needs to get
used to“
21.10.2022
22
Erkenntnisse
• Positive Rückmeldungen und bekannte Herausforderungen der
Vorstudien wurden weiter validiert und konkretisiert
• Hohe Benutzerfreundlichkeit und Eignung für den Unterricht
• Kein Qualitätsverlust durch Distance Learning spürbar
• Lernerfolg hängt sehr von der Qualität des Materials ab
• Classroom-Management als besondere Herausforderung
21.10.2022
23
„It should be integrated into the education process at a larger
scope. Not only at universities, but it also can be interesting
for raw material professionals to train the staff.”
21.10.2022
24
SCIENCE
PASSION
TECHNOLOGY
Vielen Dank!
21.10.2022
25
Quellen
Beispiel eines Modelles, welches in AR betrachtet werden kann / Studierende der RWTH Aachen arbeiten mit HMDs: Daling, L.,
Abdelrazeq, A., Khodaei, S., Thurner, S., Ebner, Markus, Ladinig, T., Bertignol, H., Kuula, T., Shepel, T., Halim, A., Kalkofen, D.,
Tibbett, J., Ebner, Martin, Hitch, M., Labrador Ortega, M.: New Methods in Mining Education. Mirebooks Handbook. Leykam. (2021)
Daling, L., Kommetter, C., Abdelrazeq, A., Ebner, M., Ebner, M.: Mixed reality books: applying augmented and virtual reality in
mining engineering education. In Augmented reality in education, pp. 185-195. Springer, Cham. (2020) https://doi.org/10.1007/978-
3-030-42156-4_10
Thurner, S., Daling, L., Ebner, Markus, Ebner, Martin, Schön, S.: Evaluation Design for Learn-ing with Mixed Reality in Mining
Education in View of Current Evaluation Techniques in MR. Zaphiris P., Ioannou A. (eds) Learning and Collaboration Technologies:
Games and Virtual En-vironments for Learning. HCII 2021. Lecture Notes in Computer Science, vol 12785. Springer, Cham. (2021)
https://doi.org/10.1007/978-3-030-77943-6_21
Daling, L., Khoadei, S., Kalkofen, D., Thurner, S., Sieger, J., Shepel, T. Abdelrazeq, A., Isenhardt, I.: Evaluation of Mixed Reality
Technologies in Remote Teaching. HCII 2022. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 13329. Springer, Cham.
https://doi.org/10.1007/978-3-031-05675-8_3 (2022)
21.10.2022
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  • 1. WISSEN TECHNIK LEIDENSCHAFT Mixed Reality im Distance Learning in der Hochschullehre 21.10.2022 Stefan Thurner Präsentation der Masterarbeit zum Erlangen des akademischen Grades Master of Education
  • 2. Das MiReBooks Projekt (2018-2022) • Internationale Partnerinnen und Partner mit Fokus auf Bergbauindustrie • European Institute of Innovation & Technology (EIT) RAW Materials • Ziel: Bewältigen der Herausforderungen im Bereich der Ausbildung im Bergbausektor • Mittel: Neue Technologien – Mixed Reality 21.10.2022 2
  • 3. Entwickelte Technologien • AR-Applikation zum Betrachten von Modellen • VR-Applikation • 3D Modelle • 360° Videos • Authoring-Tool (Desktop) 21.10.2022 3
  • 4. „Für wie geeignet halten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer Mixed Reality insgesamt und die entwickelte Anwendung im Speziellen für den Einsatz im Bergbau-Unterricht?“ Forschungsfrage: 21.10.2022 4
  • 5. Vorstudien • Frühe Version der VR-Applikation • Positive Effekte von MR-Einsatz konnten nachgewiesen werden • Neue Herausforderungen wurden ersichtlich Daling, L., Kommetter, C., Abdelrazeq, A., Ebner, M., Ebner, M.: Mixed reality books: applying augmented and virtual reality in mining engineering education. In Augmented reality in education, pp. 185-195. Springer, Cham. (2020) https://doi.org/10.1007/978- 3-030-42156-4_10 21.10.2022 5
  • 6. Vorstudien Thurner, S., Daling, L., Ebner, Markus, Ebner, Martin, Schön, S.: Evaluation Design for Learning with Mixed Reality in Mining Education in View of Current Evaluation Techniques in MR. Zaphiris P., Ioannou A. (eds) Learning and Collaboration Technologies: Games and Virtual Environments for Learning. HCII 2021. Lecture Notes in Computer Science, vol 12785. Springer, Cham. (2021) https://doi.org/10.1007/978-3-030-77943-6_21 21.10.2022 6
  • 7. Evaluationsprozess am Ende des Projektes Durchführung der Hauptstudie 21.10.2022 7
  • 8. Aufbau der Studie 21.10.2022 8 2 Testvorlesungen á 60 Minuten Insgesamt 23 Studierende Technische Universität Bergakademie Freiberg Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Montanuniversität Leoben Im Distance Learning Format via Zoom
  • 10. Technischer Aufbau • Studierende: Oculus Quest 2 HMDs (Sidequest) • Lehrende: Desktop-Version • Via Internet verbunden • Zusätzlicher Zoom-Call 21.10.2022 10
  • 11. Ablauf der Test-LVs – 3D Modelle in VR 21.10.2022 11
  • 12. Ablauf der Test-LVs – 360° Videos Modelle in VR 21.10.2022 12
  • 14. Methode • Online-Fragebogen • Projektintern: • System Usability Scale • Technology Acceptance Model • iGroup Presence Questionnaire • Weitere ergänzende Fragen spezifisch für diese Arbeit Daling, L., Khoadei, S., Kalkofen, D., Thurner, S., Sieger, J., Shepel, T. Abdelrazeq, A., Isenhardt, I.: Evaluation of Mixed Reality Technologies in Remote Teaching. HCII 2022. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 13329. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-05675-8_3 (2022) 21.10.2022 14
  • 15. Arbeitsspezifische Fragen Studierende: • 8 geschlossene Fragen • 3 offene Fragen Vortragende: • 5 offene Fragen 21.10.2022 15
  • 16. Ergebnisse Projektinterne Ergebnisse: • Test-LVs wurden positiv wahrgenommen • Hohe Usability (Benutzerfreundlichkeit) • Studierende sprachen dem Tool gute Eignung zu • Lehrende lobten Möglichkeiten • Allerdings hohe Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren 21.10.2022 16
  • 17. Ergebnisse (geschlossene Fragen) 21.10.2022 17 (N1 = 13, N2 = 10) M1 = 76.92 (SD = 24.93) M2 = 77.50 (SD = 23.58)
  • 18. Ergebnisse (geschlossene Fragen) 21.10.2022 18 (N1 = 13, N2 = 10) M1 = 19.23 (SD = 28.00) M2 = 17.50 (SD = 25.12)
  • 19. Ergebnisse (geschlossene Fragen) 21.10.2022 19 (N1 = 13, N2 = 10) M1 = 40.38 (SD = 33.31) M2 = 60.00 (SD = 33.91)
  • 20. Ergebnisse (geschlossene Fragen) 21.10.2022 20 (N1 = 13, N2 = 10) M1 = 94.23 (SD = 10.53) M2 = 80.00 (SD = 21.79)
  • 21. Ergebnisse (offene Fragen) Studierende: “Certainly, it can be very helpful in gaining knowledge about the hidden side of machinery and operational aspects of mining, plus it can enable a virtual mine visit with enough vision of many details.” „It would have been helpful to keep the slide with the instructions on how to use the tool up during using it (functions of the different buttons on the controls)” 21.10.2022 21
  • 22. Ergebnisse (offene Fragen) Lehrende: “Specific contents and calculations still require more classic tools, but for a good realistic introduction it can be really helpful” „Sometimes I was not sure if everyone is following me, even though there are green lights at the bottom indicated. It is something one needs to get used to“ 21.10.2022 22
  • 23. Erkenntnisse • Positive Rückmeldungen und bekannte Herausforderungen der Vorstudien wurden weiter validiert und konkretisiert • Hohe Benutzerfreundlichkeit und Eignung für den Unterricht • Kein Qualitätsverlust durch Distance Learning spürbar • Lernerfolg hängt sehr von der Qualität des Materials ab • Classroom-Management als besondere Herausforderung 21.10.2022 23
  • 24. „It should be integrated into the education process at a larger scope. Not only at universities, but it also can be interesting for raw material professionals to train the staff.” 21.10.2022 24
  • 26. Quellen Beispiel eines Modelles, welches in AR betrachtet werden kann / Studierende der RWTH Aachen arbeiten mit HMDs: Daling, L., Abdelrazeq, A., Khodaei, S., Thurner, S., Ebner, Markus, Ladinig, T., Bertignol, H., Kuula, T., Shepel, T., Halim, A., Kalkofen, D., Tibbett, J., Ebner, Martin, Hitch, M., Labrador Ortega, M.: New Methods in Mining Education. Mirebooks Handbook. Leykam. (2021) Daling, L., Kommetter, C., Abdelrazeq, A., Ebner, M., Ebner, M.: Mixed reality books: applying augmented and virtual reality in mining engineering education. In Augmented reality in education, pp. 185-195. Springer, Cham. (2020) https://doi.org/10.1007/978- 3-030-42156-4_10 Thurner, S., Daling, L., Ebner, Markus, Ebner, Martin, Schön, S.: Evaluation Design for Learn-ing with Mixed Reality in Mining Education in View of Current Evaluation Techniques in MR. Zaphiris P., Ioannou A. (eds) Learning and Collaboration Technologies: Games and Virtual En-vironments for Learning. HCII 2021. Lecture Notes in Computer Science, vol 12785. Springer, Cham. (2021) https://doi.org/10.1007/978-3-030-77943-6_21 Daling, L., Khoadei, S., Kalkofen, D., Thurner, S., Sieger, J., Shepel, T. Abdelrazeq, A., Isenhardt, I.: Evaluation of Mixed Reality Technologies in Remote Teaching. HCII 2022. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 13329. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-05675-8_3 (2022) 21.10.2022 26