fuels – Future Learning Spaces

Im Rahmen des Verbundprojekts „fuels“ beschäftigt sich die E-Learning Arbeitsgruppe der TU Darmstadt gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der Hochschule Darmstadt und der Goethe-Universität Frankfurt mit der mediendidaktischen und –technischen Konzeptionierung und Erstellung von virtuellen Lehr- und Lernszenarien mittels 360°, Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und Mixed Reality (MR) Technologien.

Ziel des fuels-Projekts

… ist es „Future Learning Spaces“ zu gestalten, in denen sich je nach Szenario physische und digitale Räume und Elemente mischen.

Studentin „trifft sich“ mit anderem Studenten in einer VR-Umgebung zur Zusammenarbeit an einem Experiment
Studentin „trifft sich“ mit anderem Studenten in einer VR-Umgebung zur Zusammenarbeit an einem Experiment

Was heißt das?

Zum Beispiel werden der physische Raum eines Labors oder Standorte bei einer Exkursion um digitale Informationen und Lerninhalte „on demand“ erweitert oder Handlungsabläufe vor Ort mithilfe von Assisted Reality-Ansätzen unterstützt.
360°-Umgebungen ermöglichen in der virtuellen Entsprechung des realen Raumes (z.B. Labor, Werkstätten) die flexible Vorbereitung und so eine effizientere Lernzeit vor Ort.
VR- und AR-Szenarien greifen neue Möglichkeiten auf – beispielsweise in hybriden Lehrsettings , kollaborativ und verteilt, zeitgleich und zeitversetzt, individuell und gemeinsam – zu studieren und zu lehren.

Über die Entwicklung der Räume und Szenarien hinaus umfasst das Projekt den gemeinsamen Aufbau von Qualifizierungs-, Beratungs- und Unterstützungsangeboten für Lehrende und Studierende aller Fachbereiche.

Daten zum Projekt

https://quis-hessen.de/

„fuels – Future Learning Spaces“ ist ein Verbundprojekt, gefördert vom Hessischen Ministerium für Wissenschaft und Kunst (HMWK) im Rahmen des Förderprogramms „Hohe Qualität in Studium und Lehre, gute Rahmenbedingungen des Studiums“ (QuiS).

Das letzte Projektjahr 2025 fokussiert auf die weitere Durchführung von Anwendungsprojekten für die Lehrpraxis in allen vier Technologiesparten (360°, AR, VR, MR). Auch soll der Austausch in der Fachcommunity, insbesondere durch Präsenz auf Tagungen, weitergeführt werden.

Folgende 360°-Projekte wurden umgesetzt:

im Maschinenbau:

  • Rette Europas Energie – Escape Game
    Das Serious Game bietet Studieninteressierten die Möglichkeit, in einer immersiven 360° Panorama-Umgebung die Energieforschung an der TU Darmstadt und dem Fachbereich Maschinenbau hautnah zu erleben.

Im Jahr 2024 lag der Fokus auf der Anwendung und Optimierung der Workflows in den Technologiesparten 360°, AR und VR sowie der Aufbau eines Community-Netzwerks an der TU Darmstadt und darüber hinaus. Der technologische Schwerpunkt lag zudem auf dem Einsatz von MR und der Entwicklung eines Editors für lineare Lehr-Lernszenarien.

Folgende neue MR-Projekte wurden umgesetzt:

Vom fuels-Team der E-Learning Arbeitsgruppe:

Im Maschinenbau:

ARtemis, das Werkzeug zur Entwicklung von AR Lernumgebungen, wurde weiterentwickelt:

Vom fuels-Team der E-Learning Arbeitsgruppe:

Ebenso wurden folgende 360°- und VR-Projekte umgesetzt:

An der Hochschuldidaktischen Arbeitsstelle im Arbeitsbereich Schlüsselkompetenzen:

  • Raumgestaltung im Tutorium
    Tutor*innen der TU Darmstadt können in einer digitalen 360°Universitätsumgebung einen klassischen Tutoriumsraum begehen, verschiedene Sitzordnungen ausprobieren und reflektieren, wann welches Szenario geeignet ist und welche Chancen und Herausforderungen sich dadurch ergeben.

Im Fachbereich Biologie:

  • Immersive 360°-Laborreise für Schüler*innen
    Virtuelles Lernen im Biologieunterricht – Ein Pilotprojekt, in dem Schüler*innen der Jahrgangsstufe 7 mit Hilfe von VR-Headsets in eine digitale 360° Laborumgebung eintauchen um die Geräte und deren Handhabung des Merck – TU Darmstadt Lernlabor des Fachbereichs Biologie kennen zu lernen.

Im Fachbereich Materialwissenschaften:

Im Fachbereich Physik:

  • Experimente in VR im Escape Room Format durchführen
    Da physikalische Experimente in Schulen und Universitäten oft nur eingeschränkt durchgeführt werden können – sei es aus Zeit- oder Sicherheitsgründen – bietet die Virtual Reality-Umgebung eine sichere und umfassende Simulation. In verschiedenen Escape-Room-Leveln erleben die Spielenden realitätsnahe Experimente.

Interessant zu wissen:

Im Fachbereich Architektur wird im Rahmen des Projekts „Virtual-Reality-Lab für interdisziplinäre Lehre“ eine Infrastruktur entwickelt um Studierenden einen niedrigschwelligen Zugang zu VR-Equipment zu ermöglichen.

Das Projekt wird ebenfalls im Rahmen von fuels unterstützt.

Zur Projektwebsite des VR-Lab (wird in neuem Tab geöffnet)

Im Jahr 2023 lag der Arbeitsschwerpunkt auf der Entwicklung und Umsetzung von Lehr- und Lernszenarien mittels Augmented Reality (AR).

Darüber hinaus stand die Entwicklung eines Werkzeugs zur niedrigschwelligen Integration von 3D-Objekten in AR-Umgebungen für die Lehre im Fokus.

Folgende AR-Projekte wurden umgesetzt

Vom fuels-Team der E-Learning Arbeitsgruppe

Ebenso wurden weitere 360°- und VR-Projekte umgesetzt:

Im Dezernat II Studium und Lehre:

Im Fachbereich Biologie:

  • Immersive 360° Laborreise
    Das Merck – TU Darmstadt Lernlabor des Fachbereichs Biologie wird als 360°-Anwendung nicht mehr nur über den PC-Desktop virtuell begehbar, sondern auch über ein VR-Headset.

Im Fachbereich Humanwissenschaften:

Im Fachbereich Physik:

In der Hochschuldidaktischen Arbeitsstelle:

  • Ortsunabhängig Kennenlernen mit 4-Ecken im virtuellen Raum
    Um Methoden aus Lehrveranstaltungen in Präsenz auch im virtuellen Raum erlebbar zu machen und erproben zu können, hat das fuels-Team an der TU Darmstadt exemplarisch die klassische „Vier-Ecken-Methode“ der Hochschuldidaktik konzeptionell für den Einsatz in virtuellen Live-Kollaborationsszenarien adaptiert.

2022 lag der Arbeitsschwerpunkt auf Entwicklung und Umsetzung von Lehr- und Lernszenarien in einer 360° Umgebung.

Mehrere protoypische Szenarien wurden didaktisch geplant und technisch durch das fuels-Team der E-Learning Arbeitsgruppe an der TU Darmstadt realisiert bzw. begleitet. Alle Projekte sind in der Lehre für das Wintersemester 2022/23 in den praktischen Einsatz gekommen.

Folgende 360°-Projekte wurden umgesetzt

Im Fachbereich Biologie:

Im Fachbereich Physik:

Im Dezernat VII Internationales:

Darüber hinaus wurde ein erster VR-Prototyp umgesetzt:

Im Fachbereich Humanwissenschaften:

Erprobung: Gestaltung des Onboardings für die Nutzung von VR-Technologie

Um Erfahrungen damit zu sammeln wie das Kennenlernen und Ausprobieren von VR-Technologie auf Einsteiger*innenniveau gestaltet sein sollte, wurde im September 2022 experimentell ein Onboarding Workshop durchgeführt. Bei diesem stand insbesondere im Vordergrund die Voraussetzungen für kollaboratives Arbeiten in VR zu schaffen – vom richtigen Aufsetzen der VR-Brille (Meta Quest 2) bis hin zum gemeinsamen Ausprobieren virtueller Räume in der Anwendung engage. Dabei konnten erste hilfreiche Erkenntnisse in den Bereichen Raumsituation, technische Voraussetzungen, Ausgangsniveau der Teilnehmenden, Immersion sowie Rolle und Bedeutung der Lehrenden und methodisches Arbeiten in VR erarbeitet und reflektiert werden, die in folgende Konzeptionen zum Thema Onboarding einfließen werden.
Details zum Workshop (wird in neuem Tab geöffnet)

Entwicklung der fuels Taxonomie

Desweiteren entwickelte das fuels-Team der E-Learning Arbeitsgruppe eine Taxonomie, welche die Möglichkeit der didaktischen Einordnung von Future Learning Spaces bietet und ihre Anwendung bei der Neuentwicklung von 360°, AR und VR Lernszenarien oder im Beratungskontext findet. Das Modell wird stetig weiter entwickelt.

Das folgende Video beschreibt den aktuellen Stand der vier Taxonomiestufen Size, Tag, Technology und Didactic und deren Anwendung bei der Einstufung der angedachten Lernszenarien.

Dieses Video zeigt MockUps möglicher Future Learning Spaces und deren Anwendungen in der Praxis. Die jeweiligen fiktiven Szenarien werden durch die Taxonomie eingeordnet.

Lassen Sie sich inspirieren!

Sammlung von Beispielen aus der Lehrpraxis an der TU Darmstadt, in denen Future Learning Spaces in digitalen 360° Lernumgebungen, in VR, mit AR oder MR entwickelt wurden. Und erfahren Sie mehr zur Entwicklung des AR-Toolkit "ARtemis" sowie des Editors ".werkzeug" für MR-Szenarien durch die E-Learning Arbeitsgruppe.

Grafik: VR-Brille, Laptop und Smartphone sind miteinander verbunden; Schriftzug "360° Lernszenarien" als Überschrift
Bild: E-Learning AG

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