Virtual Reality: Integrative Förderung in der Mathematik und SharePoint Spaces

Im Rahmen meiner Masterthesis zum Thema «Integrative Förderung in der Mathematik mittels Virtual Reality» sind mehrere sogenannte virtuelle Lernumgebungen in virtueller Realität entstanden. Diese stützen sich auf Aufgabenstellungen aus dem «mathbuch IF» und somit auf dem Lehrplan 21 ab und können zur gezielten Förderung von Lernenden mit besonderem Förderbedarf an der Oberstufe eingesetzt werden.
Welche Bedeutung hat eine solche Arbeit nun für die ADVIS AG? Microsoft stellte erst kürzlich an der SharePoint Conference North America SharePoint Spaces vor. Spaces ermöglicht es SharePoint-Anwendern, 3D-Räume mit gemischter Realität zu erstellen und zu konsumieren. SharePoint Spaces können über das SharePoint Framework erweitert werden – etwa um Inhalte aus Microsoft 365 oder neu entwickelte Funktionen – und lassen sich zudem an den eigenen Markenauftritt anpassen.

Integrative Förderung in der Mathematik

Hauptmenü

Das Hauptmenü dient als Ausgangspunkt für sämtliche Lernumgebungen und ermöglicht es, diese zu starten. An der Wand hängen vier Bilderrahmen, die für die verschiedenen Lernumgebungen stehen. Verdiente Errungenschaften (Gamification-Elemente) werden innerhalb der Bilderrahmen angezeigt (in 3D, wie auch die Objekte, welche den Inhalt der Lernumgebungen symbolisieren) und spornen die Lernenden zum Lösen der Aufgaben an.

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Virtuelle Lernumgebung 1:
Einführung in die virtuelle Realität (VR)

Die virtuelle Lernumgebung 1 dient zur Einführung in die virtuelle Realität. Die virtuelle Realität kann ein erstes Mal erlebt werden und die grundlegenden Bedienungskonzepte für die übrigen Lernumgebungen werden erlernt. Verschiedene geometrischen Körper – unter anderem drei rote, elastische Bälle für den Spassfaktor, müssen von ihrer ursprünglichen Position an der Decke wegbewegt und in einen Einkaufswagen gelegt werden. Zum Lösen der Aufgabe wird der korrekte Umgang mit dem Teleporter sowie Interaktionen mit Schiebereglern sowie Gegenständen und Schaltflächen erlernt.

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Virtuelle Lernumgebung 2:
Grundfläche • Höhe

Ziel der virtuellen Lernumgebung 2 ist es, den Lernenden den Zusammenhang von der Grundfläche, der Höhe und dem Volumen eines geometrischen Körpers zu veranschaulichen und für sie die Zusammenhänge dreidimensional erlebbar zu machen. Fünf verschiedene geometrische Körper müssen zuerst auf ihre Grundfläche gestellt und anschliessend durch gezieltes Verändern der Grundfläche und der Höhe ein vorgegebenes Volumen erzielt werden.

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Virtuelle Lernumgebung 3:
So klein! – So gross! (Hohlmasse und Längen)

Die virtuelle Lernumgebung 3 ermöglicht den Lernenden handelndes Lernen mit Grössen (realisiert sind Aufgaben zu Hohlmassen und Längen). Aus der Stellentafel (ein dreidimensionales Regal) müssen die verschiedenen Grössen (bei den Längen z.B.: 1 km, 1 m, 1 mm etc.) entnommen werden (ja, Grössen können angefasst werden!) und einem passenden Objekt aus dem Alltag zugeordnet werden. Beim Start der Lernumgebung werden alle Gegenstände gleich gross dargestellt. Erst wenn die Lösung angefordert wird, nehmen sie ihre richtige Grösse (z.B. ein Kubikmeter gefüllt mit Wasser) an und werden erlebbar.

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Die Gegenstände für die Hohlmasse sind aus dem «mathbuch IF» übernommen worden. Einzig der Messbecher ist ausgetauscht worden durch einen Milchbeutel. In absteigender Reihenfolge des Rauminhalts sind die Gegenstände: ein Kubikmeter Wasser, Aquarium, Wasserkessel, Milchbeutel, kleine Tasse, Spritze, Tintenpatrone.

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Die Szene zu den Längen ist sehr ähnlich umgesetzt wie die zu den Hohlmassen. Die an das «mathbuch IF» angelehnten Gegenstände (sortiert nach abnehmender Länge) sind: 2½ Runden auf einer Rundbahn im Stadion, Länge eines Fussballfelds, Breite des Raums, in dem die Aufgabe gelöst wird, Spannweite eines Kindes, Länge einer Kassette, Breite eines Fingers und die Breite eines Bleistiftspitzes. Längen, die über einen Kilometer hinausgehen wurden weggelassen, da sich diese auch mittels Virtual Reality kaum mehr fassbar darstellen lassen. Wird die Lösung angefordert, werden die Wände des Raums transparent und der Fussballplatz sowie die Rundbahn werden im Stadion ausserhalb des Raumes sichtbar und zu einem einprägenden Erlebnis für die Lernenden.

Trailer

Weitere Informationen zur Arbeit (inkl. Download der Umgebung): http://neuelehrkonzepte.ch/?page_id=11
oder direkt bei mir: andreas.hebeisen@advis.ch

SharePoint Spaces

Virtuelle Räume für die produktive Teamarbeit lassen sich künftig mit SharePoint Spaces einfach erstellen und machen so visuell anspruchsvolle Mixed Reality-Inhalte auf allen Geräten (z.B. auch im mobilen Browser) sowie auf VR- und MR-Headsets erlebbar. Die virtuellen Räume erlauben es den Nutzern, Inhalte aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten und mit ihnen zu interagieren. Daten und Produktmodelle können in Echtzeit visualisiert und verändert werden. Microsoft bringt damit Mixed Reality (eine holographische Technologie zur Verschmelzung der physischen und virtuellen Welt) an den modernen Arbeitsplatz und knüpft an die Ankündigungen der Microsoft-Entwicklerkonferenz BUILD 2018 an [1].

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Visualisierung eines Excel-Sheets in SharePoint Spaces [2]
Microsoft sieht für SharePoint Spaces Einsatzmöglichkeiten im Bereich Rekrutierung und Onboarding (z.B. 360-Grad-Rundgang im Unternehmen mit 3D-Videoinhalten für Bewerber), Produktentwicklung (kreative Teamarbeit an Innovationen und dreidimensionalen Prototypen) und Schulung/Lernen (realistische 3D-Sicht und Panoramablick auf Themen und Lernziele) [1]. Damit will der Konzern zeigen, dass Mixed-Reality-Anwendungen auch für geschäftsorientierte Anwendungen sinnvoll sind.
Für Microsoft sind gemischte Inhalte ein wichtiger Bestandteil der Gesamtstrategie für den «modernen Arbeitsplatz» [2].

Andreas Hebeisen
Software Engineer

Quellen:
[1] Microsoft bringt mit SharePoint Spaces Mixed Reality auf alle Geräte
https://news.microsoft.com/de-de/sharepoint-spaces/ (10.08.2018)
[2] SharePoint Spaces (Bild)
https://www.zdnet.de/wp-content/uploads/2018/05/sharepoint-spaces-2-br-684×341.jpg (10.08.2018)
[3] SharePoint Spaces: Microsoft kündigt Unterstützung für Mixed Reality an
https://www.zdnet.de/88333867/sharepoint-spaces-microsoft-kuendigt-unterstuetzung-fuer-mixed-reality-an/ (10.08.2018)


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