VR-Brille statt Schutzhelm – Einsatz virtueller 360°-Anlagenrundgänge in den Ingenieurwissenschaften

In den Ingenieurwissenschaften hilft der Besuch von Industrieanlagen, die erlernten Grundlagen zu verstehen und anzuwenden. Für Studierende ist dies jedoch nur sehr eingeschränkt möglich. Abhilfe schaffen virtuelle 360°-Rundgänge durch technische Anlagen, die als Teil der Lehre Technik erlebbar und begreifbar machen. Der Aufwand lohnt sich: Das begeisterte Feedback der Studierenden bestätigt, dass die virtuellen Rundgänge zum Lernen motivieren und zum Lernerfolg beitragen.

Metadaten

Autoren/-innen: Schneiders, Thorsten
Mentoren/-innen: Vivian Kowalzik
DOI: Keine DOI zugeordnet
ISSN: 2628-829X
CC-Lizenz: CC-BY (Bearbeitung erlaubt unter Namensnennung)
Zitiervorschlag:
Schneiders, Thorsten (2024): VR-Brille statt Schutzhelm – Einsatz virtueller 360°-Anlagenrundgänge in den Ingenieurwissenschaften. PatternPool. doi: noch nicht zugeteilt.

Problem

In den Ingenieurwissenschaften hilft die Besichtigung von Industrieanlagen, die erlernten Grundlagen zu verstehen und anzuwenden. Der Zugang zu solchen technischen Anlagen ist jedoch aufgrund der erforderlichen Arbeitssicherheit (z.B. Schulung, Schutzkleidung) und der möglichen Beeinträchtigung des laufenden Betriebs mit großen Studierendengruppen nur sehr eingeschränkt möglich.

Anlass für die Entwicklung meiner erprobten Lehrpraxis war:

Bestehendes bzw. strukturelles Problem

Lösung

Um den Studierenden einen realen und praxisnahen Einblick in die Technik von Großanlagen zu ermöglichen, wurden in Kooperation mit Unternehmen 360°-Rundgänge erstellt und den Studierenden als virtuelle 360°-Rundgänge im Rahmen der Vorlesung zur Verfügung gestellt. Die virtuellen Rundgänge enthalten Erläuterungen (z.B. Fotos, Hinweistafeln, Kurzvideos aus dem Anlagenbetrieb), interaktive Elemente (z.B. Quiz) sind auch möglich.

Zusammenfassung in einem Satz

Details

Die Umsetzung gliedert sich in die Phasen Vorbereitung, Erstellung und Anwendung mit den folgenden Arbeitsschritten:

Vorbereitung
- Identifikation geeigneter Großanlagen (z.B. Windturbinen, Wasserkraftwerke, Umspannwerke), deren Besichtigung eine sinnvolle Ergänzung zu den Lehrinhalten (z.B. Grundlagen der Windenergie, Wasserkraft und Elektrizitätsinfrastruktur) darstellt.
- Recherchen und Anfragen bei Unternehmen, die diese Anlagen betreiben (z.B. Windparkbetreiber, Netzbetreiber)
- Erste Abstimmung des Konzepts und Genehmigung durch den Anlagenbetreiber
- Klärung des Copyrights und der Nutzungsrechte (z.B. Veröffentlichung nur TH-intern, externer Zugang, Nutzung durch Unternehmen)

Erstellung
- Erster Vor-Ort-Termin zur Planung der Anlagenbegehung und Abstimmung der erforderlichen Arbeitsschutz- und Geheimhaltungsmaßnahmen
- Zweiter Vor-Ort-Termin (2 Personen) zur Aufnahme mit 360°-Kamera und zusätzlichen Kameras (Handy, Digitalkamera, Videokamera)
- Nachbesprechung mit dem Anlagenbetreiber für ergänzende Erläuterungen
- Erstellung der 360°-Rundgänge (mit Software 3D-Vista) und Freigabe durch den Anlagenbetreiber
- Ergänzung der 360°-Rundgänge mit weiteren Elementen wie Übersichtsplan, Navigation, Erläuterungen, Detailfotos, Betriebsvideos und ggf. weiteren didaktischen Elementen (z.B. Quiz)
- Testläufe und Feedbackschleifen mit eigenem Team und Anlagenbetreibern
- Regelmäßige Aktualisierung und ggf. nachträgliche Anpassung der Inhalte

Anwendung
- Veröffentlichung der 360°-Rundgänge mittels H5P auf den internen Webseiten der TH Köln
- Flexible Integration der 360°-Rundgänge in Module (z.B. in Vorlesungen oder Übungen, zum Selbststudium oder als Pflichtpraktikum)
- 360°-Rundgänge werden den Studierenden im jeweiligen Modul währen des Semesters zur Verfügung gestellt und können mit Handy, Tablet oder VR-Brille betrachtet werden
- Die 360°-Rundgänge können als verpflichtende Lerneinheit in die Module integriert werden, mit einer entsprechenden Lernkontrolle (z.B. Multiple-Choice-Test).

Das Pattern ist erprobt worden in:

Vorlesung
Übung
Praktikum
Selbststudium

Meine Lösung hat primär damit zu tun:

Inhalte für die Studierenden auszuwählen, anzuordnen, darzustellen, zu erklären, (digital) aufzubereiten, interaktiv zu machen etc.

Meine erprobte Lehrpraxis steht zur Forschung in folgender Beziehung:

Forschung fließt als Inhalt in die Lehrmaßnahme ein, sodass sich Studierende zu Ergebnissen und/oder Prozessen des Forschens kundig machen können

Digitale Medien spielen in meiner Lösung:

Eine zentrale Rolle (bspw. reine Online-Lehre).

Das Pattern fördert primär:

Rezeptive Aktivitäten (dienen dem Lesen, Anschauen, Zuhören)

Kontext

Das Pattern eignet sich für ingenieurwissenschaftliche Studiengänge, in denen die Besichtigung von Industrieanlagen (z.B. Windkraftanlagen, Kraftwerke etc.) den Lernprozess unterstützen und das technische Verständnis aufbauen kann. Die Lösung eignet sich für große Studierendengruppen.
In den Ingenieurwissenschaften hilft die Besichtigung von Industrieanlagen, die erlernten Grundlagen zu verstehen und anzuwenden. Beispiele für solche Anlagen sind Windkraftanlagen, Kraftwerke, Umspannwerke, Produktionsanlagen, Stahlwerke, Raffinerien oder Chemieanlagen.

Das Pattern ist erprobt worden an:

Fachhochschule

Das Pattern ist in folgender Disziplin (oder mehreren) zu verorten:

Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften
Ingenieurwissenschaften

Die Zielgruppe des Patterns besteht primär aus:

Fortgeschrittenen Studierenden im Bachelor (oder im ersten Studienabschnitt)
Studierenden im Masterstudium (oder im zweiten Studienabschnitt)
Doktoranden oder Postdocs

Folgen

Vorteile
- Wichtige praktische Eindrücke als Ergänzung zum Unterricht fördern das Verständnis der erlernten Grundlagen und tragen zum Lernerfolg bei.
- Große Anlagen werden begeh- und erlebbar, die sonst nicht besichtigt werden können
- Flexible Integration in die Lehre möglich, z.B. als Bestandteil der Vorlesung oder Übung, zum Selbststudium oder als Pflichtpraktikum
- Gute Kooperation mit Anlagenbetreibern
- Viele AHA-Effekte bei den Studierenden
- Flexible Einbindung der 360° Touren in verschiedene Module
- 360°-Rundgänge können durch Einbau von Schautafeln, Filmen etc. flexibel angepasst werden
- Positives Feedback der Nutzenden der 360°-Rundgänge
- Begeisterung der Studierenden für anschauliche Technikdarstellung durch 360°-Rundgänge
- Externer Einsatz auch für Laien möglich (z.B. anschauliche Darstellung von Windturbinen zur Akzeptanzsteigerung für Windenergie)

Nachteile
- Großer zeitlicher Vorlauf von der Recherche bis zur eigentlichen Anlagenbegehung
- Aufwändige Technik erforderlich (360°-Kamera plus spezielle Software)
- Zeitaufwand für die Erstellung der 360°-Rundgänge aus dem Fotomaterial - eigenes Personal muss eingearbeitet werden
- Aufnahme der 360°-Rundgänge und des begleitenden Foto- und Videomaterials muss gut geplant werden, da nur einmalig durchführbar

Wirkungen

Kräfte

Aufgrund des hohen organisatorischen Aufwands und möglicher Einschränkungen scheuen viele Unternehmen den Aufwand, Studierendengruppen die Besichtigung ihrer Anlagen zu ermöglichen. Einer der Hauptgründe ist der Arbeitsschutz: So ist bei der Besichtigung einer Raffinerie zunächst eine Einweisung mit Test zu absolvieren und dann umfangreiche Schutzkleidung (Helm, Overall, Arbeitsschuhe, CO-Messgerät, Schutzbrille und -handschuhe) anzulegen. Anlagen wie Windturbinen können ohne entsprechendes Training (z.B. Höhentraining) gar nicht besichtigt werden.

Welche widersprüchlichen Anforderungen spielen in Ihrer bewährten Lehrpraxis eine Rolle?

Lernen durch Zuhören/Lesen/Zusehen und Lernen durch eigenes Tun
Analoge und Digitalen Erfahrungswelten
Exemplarische und vollständige Lerninhalten

Beispiele/ Weiterführende Informationen

Dokumente/ Anhänge

Es wurden keine Anhänge hinterlegt.

Weiterführende Literatur

Es wurde keine weiterführende Literatur angegeben.

[dkpdf-button]