Mixed Reality im Distance Learning in der Hochschullehre

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

9. Zeitlicher Ablauf 21.10.2022 9

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

13. Ablauf der Test-LVs 21.10.2022 13

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)

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

25. SCIENCE PASSION TECHNOLOGY Vielen Dank! 21.10.2022 25

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

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