Forschung

Derzeit wird an einem Prototyp einer Kombination aus einer Augmented-Reality-App für HoloLens2 und einem Rhino Grasshopper-Plugin gearbeitet, das eine bilaterale Kommunikation über das User Datagram Protocol (UDP) zwischen diesen Instanzen ermöglicht. Diese Kommunikation wird genutzt, um Geometriedaten wie Netze und Polylinien aus Rhino Grasshopper als Hologramme in Echtzeit auf die HoloLens2-App zu spiegeln. Während dies bereits die Auswertung von Geometrien in beliebigem Maßstab ermöglicht, können parametrische Befehle aus der Augmented-Reality-Umgebung zurück an die Rhino Grasshopper-Instanz gesendet werden, um das Grasshopper-Skript und damit auch die Geometrien zu manipulieren.

Beteiligte: Fakultät 3, Institut für Tragswerksentwurf

Ziel des interdisziplinären Projekts NiceWay ist die gemeinsame Untersuchung, Planung und Gestaltung von Stadt- und Bewegungsräumen auf Schulwegen mit Kindern und Jugendlichen sowie weiteren relevanten Expert*innen und Akteursgruppen. Unter Einsatz verschiedener Methoden und technischer Hilfsmittel, wie bspw. immersiver Technologien, werden Schulwege untersucht, Designvorschläge entwickelt, umgesetzt und visualisiert sowie mit der Nutzer*innengruppe getestet und diskutiert.

Beteiligte: Fakultät 3, Institut für Sustainable Urbanism

Eine auf den Menschen ausgerichtete Gestaltung des Straßenbildes, die das Gehen und Radfahren fördert und so für mehr Nachhaltigkeit sorgt.

Beteiligte: Fakultät 3, Institut für Sustainable Urbanism

Im Rahmen des Projekts „LEBAZ“ entsteht eine Lernfabrik am Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik der TU Braunschweig zur zirkulären Batteriezellproduktion, die BLB-Kompetenzen in Aus- und Weiterbildung überträgt und einer breiten Zielgruppe (Industrie, Studierende, Auszubildende, Bürger*innen) zugänglich machen will.

Kern des Projekts ist die Implementierung einer digitalen Lernplattform, die reale Produktionsprozesse mit virtuellen Lernpfaden verbindet und so praktische Arbeitsabläufe mit digitalen Lernmodulen koppelt; das Projekt befindet sich derzeit in der technischen Entwicklungsphase. Eine Mixed-Reality-Anwendung soll den Lernenden eine praktischere Ausbildung durch Immersion und Gamifikation bieten.

Die Lernplattform zielt darauf ab, eine produktive Lehr-/Lernumgebung zu schaffen, in der fachliche und methodische Kompetenzen sowohl theoretisch als auch praktisch in Schulungen und Seminaren vermittelt werden.

Langfristig soll LEBAZ durch die Verbindung von realer Lernfabrik und digitalen, ggf. Mixed-Reality-gestützten Lernangeboten die Nachhaltigkeit in der Batteriezellenproduktion fördern — ein Erfolgsfaktor wird dabei die Einbindung aller relevanten Akteure sein.

Beteiligte: Fakultät 4, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik

Der Co-SpACE# ist ein hybrider Lehr-/Lernraum am IDS, der immersive Technologie für ein kollboratives, multimodales Lehren und Lernen nutzt. Die Inhalte unterschiedlicher Veranstaltungen können in den Co-SpACE# überführt und für Studierende besser „erfahrbar“ gemacht werden.

Ziel ist es, die Lernenden in kollaborativen Prozessen auf innovative Weise zu unterstützen. Der hybriden Raum wurde daher in einer modularen Struktur konzeptioniert, die Studierenden das Abrufen und Manipulieren von miteinander vernetzten, virtuellen und realen Elementen ermöglicht. Dabei dienen unter anderem Skripttexte, Videos als auch virtuelle Experimente als Lehr-/Lernressourcen. Zudem können Studierende mittels virtueller Tools im Raum interagieren und etwa den verbalen Austausch durch virtuelle Skizzen unterstützen oder reale Objekte gemeinschaftlich virtuell annotieren. Auch mathematische Übungsaufgaben können anhand von verknüpften „anfassbaren“ Simulationen besser nachvollzogen und gemeinschaftlich im Raum gelöst werden. Des Weiteren bietet der Raum das Trainieren von Messprozessen an realen und virtuellen Versuchsaufbauen mittels einer intelligenten Assistenzfunktion an.

Beteiligte: Fakultät 4, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik

Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) sind auf vielfältige Weise mit dem Konzept der Perspektivität verknüpft. Schließlich handelt es sich um digitale (Bildungs-)Medien, die virtuelle Objekte und Umgebungen den Nutzer*innen „vor Augen halten“. Dies geschieht auf unterschiedlichen technischen Wegen und mit verschiedenen medialen und inhaltlichen Gestaltungsmitteln. Auf diese Weise können sie beeinflussen, was und wie wir sehen und im Fall des Faches Geschichte auch historisches Wissen und Denken über die Vergangenheit prägen. Allerdings wissen wir bislang noch zu wenig darüber, wie Lernende sich durch AR- und VR-Apps erzeugte Perspektivität aneignen, insbesondere im Kontext historisch-politischer Bildung. Daher untersuchen wir in einer explorativen Fallstudie mit Mixed-Method-Ansatz an exemplarischen AR- und VR-Angeboten zur Geschichte der Anne Frank, wie sich Studierende Perspektivität durch jene Anwendungen aneignen. Dabei verstehen wir unter Perspektivität in solchen XR-Anwendungen ein multidimensionales Konstrukt, das sowohl die Seite des Medienangebots als auch der Mediennutzung umfasst. Nähres zum Projekt finden Sie hier.

Beteiligte: Leibniz-Institut für Bildungsmedien | Georg-Eckert-Institut (GEI) & Fakultät 6, Institut für Geschichtswissenschaft

Videovignetten werden seit längerem erfolgreich zur Professionalisierung von Lehramtsstudierenden für fachliche Diagnostik in den naturwissenschaftlichen Fächern eingesetzt. 360°-Videos in VR bieten im Vergleich zu herkömmlichen Videoformaten vielfältige Vorteile: In den authentische(re)n Szenarien werden mehrere Sinneskanäle angesprochen und Lernende können eigenständig Entscheidungen treffen, womit eine stark immersive Erfahrung einer Situation einhergeht und komplexe Sachverhalte für Lernende greifbarer gemacht werden können. Gleichzeitig birgt dies Herausforderungen, denn die große Anzahl an Möglichkeiten zur Fokussetzung erzeugt eine hohe kognitive Belastung und kann Nutzende überfordern. Um das Potenzial und die Wirksamkeit von 360°-Videos für Bildungsprozesse zu erschließen, ist eine tiefere Analyse ihrer Anwendung und Wirksamkeit erforderlich.

Im interdisziplinär angelegte Forschungsprojekt Lab360 werden daher immersive 360-Grad-Videos, die authentische Experimentierphasen von Schülerinnen und Schülern abbilden, produziert, interaktiv aufbereitet und mit didaktischen Elementen angereichert. In Lehrveranstaltungen der Praxisphase und im Projektband werden diese durch Masterlehramtsstudierende im GHR 300 der Fächer Biologie, Chemie und Physik bearbeitet und der Einsatz und die Wirksamkeit der Videos evaluiert. Insbesondere werden dabei die Analyseergebnisse sowie das Interesse und die Motivation der Studierenden fokussiert. Basierend auf den Evaluationsergebnissen werden die multimedialen Lernszenarien überarbeitet und als Prototyp für weitere Fächer bereitgestellt.

Projektziele

• Produktion hochwertiger, praxisnaher 360°-Lehrvideos für die naturwissenschaftliche Lehrkräftebildung (Biologie, Chemie, Physik),
• Steigerung des Verständnisses für Experimentierprozesse und typische Schülerhürden beim experimentellen Problemlösen durch immersive Lernszenarien,
• Förderung diagnostischer und reflexiver Kompetenzen angehender und praktizierender Lehrkräfte im Hinblick auf experimentelles Problemlösen,
• Ausbau der Forschungsbasis an der TU Braunschweig zur Nutzung von Virtual Reality und 360°-Videos in der Bildungsforschung

Projektzeitraum & Förderung

Gefördert wird das Projekt im Zeitraum vom 01. Juni 2025 – 31. März 2026 vom Research Institute of Teacher Education der TU Braunschweig in der offenen Förderkategorie für besonders innovative Vorhaben.

Beteiligte: PD Dr. Dagmar Hilfert-Rüppell & Dirk Bauer Faktultät 6, Institut für Fachdidaktik der Naturwissenschaften

Leander H. Mecklenburg, science-learning

Im Rahmen des Projektes 360°BNE wurden unterschiedliche Schritte der Entwicklung von Unterrichtsmaterialien und der gezielten Evaluation und Grundlagenforschung möglicher Lerneffekte durchgeführt. Bezüglich der Lerninhalte wurden 360°-Videos zur nachhaltigen Landwirtschaft erstellt, die sich aktuell noch in der Veröffentlichung befinden. In einem Vergleichsgruppendesign wurden 360°-Videos dann einer Evaluationunterzogen, bei der auch die Lerneffekte und Zusammenhänge mit anderen Variablen im Fokus standen. Zuletzt hat das Projekt ebenfalls den Anspruch, Erkenntnisse in die Praxis zu transferieren, weshalb ebenfalls ausgewählte Lehrkräftefortbildungen durchgeführt wurden.

Die Förderung der Telekom Stiftung wurde als Fellowship Fachdidaktik MINT mit dreijähriger Laufzeit an Alexander Büssing vergeben. Das Projekt startete am 01.01.2021 an der Leibniz Universität Hannover und wurde durch eine einjährige Vertretungsprofessur unterbrochen. Zum 01.01.2024 wurde das Projekt an die TU Braunschweig transferiert und wird hier beendet.

Beteiligte: Fakultät 6, Institut für Fachdidaktik der Naturwissenschaften