Augmented Reality Lernsystemprototyp zum Lernen aus Fehlern in gewerblich-technischen Ausbildungen

Abstract

"In der Dissertation wird zur Gestaltung digitaler Lernprozesse das Ziel verfolgt, ein technisches Lernsystem für die betriebliche Ausbildung zu entwickeln. Das technische Lernsystem nutzt Augmented Reality, um negative Konsequenzen von realen Handlungsfehlern durch Simulation in der Realität zu unterbinden und durch Visualisierung in der virtuellen Welt als Erfahrung für berufliche Lernprozesse zugänglich zu machen. Durch Auseinandersetzung mit erziehungswissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Theorien werden generelle Anforderungen an das technische Lernsystem für den Entwicklungsprozess transformiert. Da die Ausgangslage keine spezifischen Handlungsfelder und Arbeitshandlungen vorgibt, werden diese mit zwei empirischen Studien erschlossen. Zuerst bestimmt eine qualitative Inhaltsanalyse von Ordnungsmitteln charakteristische Handlungsfelder in Industrie und Handwerk. Auf deren Basis werden ausgewählte betriebliche Lern- und Arbeitshandlungen mit einer Arbeitsanalyse untersucht, um geeignete Anwendungsfälle für das technische Lernsystem zu erschließen. Zur Konzeption handlungsfehlerbasierter technischer Lernsysteme wird das erweiterte Arbeitssystem mit der Functional Resonance Analysis Method als systemisches Fehlermodell verknüpft. Dabei wird die Integrationsfähigkeit in die Konstruktionsmethodik sichergestellt, die technische Spezifikation von Handlungsfehlern vorgenommen und passende Fehleranalysemethoden beschrieben. Darauf aufbauend wird ein Prototyp entwickelt, der mehrere Anforderungen mehrerer Anwendungsfälle zur Vorentwicklung von technischen Lösungen als eigenes Entwicklungsproblem zusammenführt. Die Entstehung des Prototyps wird auf verschiedenen Ebenen einer passenden modellbasierten Produktentwicklungsmethodik in Studien beschrieben. Als erstes wird eine empirische Methode zur kreativen Ideengeneration eingesetzt. Auf Basis der nicht vollständig berücksichtigten Anforderungen wird durch Variation eine erste vollständige Lösung für das Entwicklungsproblems abgeleitet. Durch Veränderungen der Anforderungen und aus Optimierungsgründen wird die Lösung angepasst und zuletzt eine Detailkonstruktion auf Basis arbeitswissenschaftlicher Erkenntnisse mit Zielkonflikten im Entwicklungsprozess dargelegt. Der entstandene Prototyp wird in einer Nutzungsstudie mit Auszubildenden (n=58) zu Fragestellungen der erziehungswissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Disziplin empirisch evaluiert. Für erstgenannte werden nach einer theoretischen Auseinandersetzung und systematischen Literaturanalyse Hypothesen zu den Konstrukten Technikakzeptanz, Selbstwirksamkeitserwartung und Kontrollüberzeugung operationalisiert. Neben Maßgaben zur kontinuierlichen Verbesserung werden didaktische Gestaltungsempfehlungen zum Einsatz als digitales Lernmedium abgeleitet sowie Erkenntnisse zur Verknüpfung der Konstrukte gewonnen." (Autorenreferat, BIBB-Doku)