Augmented Reality für den Unterricht in den MINT-Fächern am Beispiel elektrischer Stromkreis

Im Projekt werden Gelingensbedingungen und Wirkungen des Einsatzes von AR-Apps für MINT-Lernumgebungen auf der Volksschulstufe (Primarstufe, Sekundarstufe I) am Beispiel des elektrischen Stromkreises ermittelt.

Übersicht

Forschungsschwerpunkt / Themenfeld
  • Fachdidaktik MINT und Nachhaltigkeit
  • Naturwissenschaften und Technik (NT)
  • Fachdidaktik MINT und Nachhaltigkeit
  • Naturwissenschaften und Technik (NT)
Status
abgeschlossen
abgeschlossen
Zeitraum
01.03.2023 - 31.08.2024
01.03.2023 - 31.08.2024

Beschreibung

Augmented Reality Applikationen (AR-Apps), mit denen digitale Objekte und Informationen über physische Objekte, z. B. Realexperimente, überlagert werden, wird ein grosses Potenzial für die Förderung der naturwissenschaftlichen Denkweise von Kindern und Jugendlichen im MINT-Bereich (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) zugeschrieben, insbesondere im Bereich der mentalen Modelle. Bisher existierende AR-Apps gehen allerdings oft nicht über einen Beispielcharakter hinaus.

Das Projekt «Augmented Reality für den Unterricht in den MINT-Fächern am Beispiel elektrischer Stromkreis» zielt darauf ab, Gelingensbedingungen und Wirkungen des Einsatzes von AR-Apps auf der Volksschulstufe (Primarstufe, Sekundarstufe I) zu ermitteln und diese Erkenntnisse für die (Weiter-)Entwicklung von AR-Apps und dazugehörigen Lernmaterialien zu nutzen. Inhaltlich fokussiert das Projekt auf die Förderung des Modelldenkens beim elektrischen Stromkreis, weil insbesondere bei dieser Thematik ein Desiderat für Verständnisförderung besteht. Hierfür wird eine Lernumgebung mit AR-Apps zum Thema elektrischer Stromkreis entwickelt, die im ausserschulischen Lernort Energiewelt CKW in Rathausen bei Schulklassen der Primar- und Sekundarstufe I eingesetzt und erforscht wird. Für die Untersuchung ist ein mehrstufiges Vorgehen geplant, das die Möglichkeiten bestehender Lernsettings (ausserschulische Lernorte und Schulunterricht) für komplementäre Erkenntnisse mittels unterschiedlicher Forschungsmethoden nutzt (Mixed-Methods-Design) sowie Weiterentwicklungen für die untersuchten AR-Apps und die dazugehörigen Lernmaterialien ermöglicht. Die Entwicklungsforschung nach dem Design-Based-Research-Ansatz sieht eine Fragebogenstudie sowie eine Videostudie zum Einsatz der AR-Apps zu Stromkreisen in der Energiewelt CKW vor.

Die Forschungsergebnisse und Erfahrungen sollen dazu beitragen, evidenzbasiert innovative digitale Lernressourcen bereitzustellen, die lernwirksame Nutzung von AR in den Volksschulen zu fördern und damit das naturwissenschaftliche Denken junger Menschen zu fördern.


Organisation

Beteiligte interne Organisationen
Institut für Fachdidaktik MINT und Nachhaltigkeit
Institut für Fachdidaktik MINT und Nachhaltigkeit
Finanzierungstyp
Private / Stiftungen
Private / Stiftungen
Externe Projektpartner

Beteiligte Personen

Intern

Extern


Publikationen & Vorträge

Küng, J.N., Schmid, A.M., Lanz, A., Kreienbühl, T. & Brovelli, D. (2021). Augmented Reality – neue Lernzugänge ermöglichen. 11. CKW-Energietagung, Tagungsthema ­«Strom im Unterricht», Centralschweizerische Kraftwerke (CKW), Rathausen, 17.11.2021. https://www.phlu.ch/news-und-medienmitteilungen/11-ckw-energietagung-in-rathausen.html

Küng, J., Schmid, A.M. & Brovelli, D. (2022). Forschungs-und Entwicklungsprojekte zum lernförderlichen Einsatz von Augmented Reality zu MINT-Themen. Schule und Lernen in der digitalen Welt Clustertagung Zentralschweiz, Luzern, 24.06.2022. https://digital.phsz.ch/pub/Cluster/Poster12/poster.pdf

Stolzenberger, C., Frank, F., Trefzger, T. & Brovelli, D. (2023). Realexperiment und Modell mit AR vereinigen: Verstehen in der Elektrizitätslehre mit Augmented Reality erleichtern – zwei Apps im Überblick. Unterricht Physik, 34(193), 45-48.

Lanz, A., Schmid, A.M. & Brovelli, D. (2024). Modellkompetenzen fördern mit Augmented Reality – Beispiel Stromkreis. 13. Forum Fachdidaktiken Naturwissenschaften, DiNat, SUPSI, Locarno, 25.01.2024 bis 26.01.2024.

Lanz, A., Schmid, A.M. & Brovelli, D. (2024). Promoting Model Competencies with Augmented Reality for Understanding Electrical Circuits. 6. Tagung Fachdidaktiken: Fachdidaktiken als vernetzende Wissenschaften, swissuniversities, PH Thurgau, Kreuzlingen, 18.04.2024 bis 19.04.2024.

Lanz, A., Schmid, A.M. & Brovelli, D. (2024). Mit Augmented Reality Stromkreismodelle erforschen. 13. SWiSE-Innovationstag, PH Luzern, Luzern, 16.03.2024.

Lanz, A., Schmid, A.M. & Brovelli, D. (2024). Augmented Reality für Modellkompetenzen und Konzepte zum Stromkreis. GDCP Jahrestagung, Gesellschaft der Didaktik der Chemie und Physik (GDCP), Universität Bochum, 09.09.2024 bis 12.09.2024.


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