Thies Pfeiffer

Augmented reality (AR) can support manual assembly tasks by placing instructions directly at relevant objects and positions. Yet it remains unclear how task complexity moderates the relative effectiveness of AR form factors. We report an exploratory within-subject study with 18 participants comparing a monitor-based baseline, handheld AR, and head-mounted AR across an adapted standardized assembly benchmark with three levels of spatial task complexity. Measures included completion time, errors, workload, preferences, and qualitative feedback. While the monitor baseline was fastest at the lowest complexity, consistent with prior work, AR benefits increased with spatial task complexity: head-mounted AR was fastest at medium and high complexity, handheld AR also outperformed the baseline once complexity was highest, and both AR modalities reduced workload at the highest complexity. These findings suggest that hardware choices for AR assembly guidance cannot be generalized from low-complexity benchmarks alone and warrant further study across systematically varied task complexities.

Industry 4.0 focused on digitalization to make machines work together effectively. Industry 5.0 will put more emphasis on the human worker, whose cognitive abilities and adaptability are invaluable to the factory of the future. We expect a lot from the Operator 5.0 in terms of skills and knowledge, hence research on cognitive assistance systems that can help manage the cognitive load by providing automated digital instructions and production information is highly relevant. To achieve a certain standard, we look at previous work on instruction quality and put it into perspective with insights from UX and instructional design. We argue, that many frameworks lack an objective measure to evaluate and monitor instruction quality. However, assistance systems in Industry 5.0 are designed to generate instructions automatically and adapt them to changes in real-time. Hence, the systems need a way to verify the quality of the produced instructions in order to work effectively and avoid errors. Focusing on assembly tasks, we first identify responsibilities for quality issues by assigning them to different components of an assistance system, before identifying initial objective metrics for the system to rely on.

Traditional spatial hypertext systems, predominantly limited to two-dimensional (2D) interfaces, offer limited support for addressing long debated inherent problems such as orientation difficulties and navigation in large information spaces. In this context, we present opportunities from interdisciplinary fields such as immersive analytics (IA) and embodied cognition that may mitigate some of these challenges. However, while some research has explored the extension of spatial hypertext to three dimensions, there is a lack of discussion on recent advances in virtual reality technologies and related fields, and their potential impact on immersive spatial hypertext systems. This paper addresses this gap by exploring the integration of immersive technologies into spatial hypertext systems, proposing a novel approach to enhance user engagement and comprehension through three-dimensional (3D) environments and multisensory interaction.

Mobile Augmented Reality (AR) is a promising technology for educational purposes. It allows for interactive, engaging, and spatially independent learning. While the didactic benefits of AR have been well studied in recent years and commodity smartphones already come with AR capabilities, concepts and tools for a scalable deployment of AR are still missing. The proposed solution TrainAR combines an interaction concept, a didactic framework and an authoring tool for procedural AR training applications for smartphones. The contribution of this paper is the open-source visual scripting-based authoring tool of TrainAR in the form of a Unity Editor extension. With this approach, TrainAR allows non-programmer domain experts to create (“author”) their own procedural AR trainings by offering a customized editor, while at any time programmers may decide to utilize Unity’s full capabilities. Furthermore, utility and usability evaluations of several already developed TrainAR trainings (combined n = 317) show that TrainAR trainings provide utility in several contexts and are usable by the target groups. A systematic usability evaluation of the TrainAR Authoring Tool (n = 30) shows that it would be usable by non-programmer domain experts, though the learning curve depends on the media competency of the authors.

Da Gruppenarbeit die Kompetenz- und Qualifikationsentwicklung bei Lernenden fördern kann, wird sie zur Stärkung beruflicher Handlungs-, Personal- und Methodenkompetenz eingesetzt. Die zunehmende Digitalisierung bringt jedoch Herausforderungen für Gruppenarbeit im Online-Format mit sich. Zurzeit werden für deren Umsetzung häufig Videokonferenztools verwendet. Dabei steigt mit der Entwicklung von Consumer-freundlicher VR-Hardware das Interesse an Virtual Reality (VR) in der Bildung, da Motivation und Engagement der Lernenden gesteigert werden können, ressourcenschonende Lehre möglich ist und seltene oder gefährliche Situationen beliebig oft wiederholt und eingeübt werden können. Trotz der Vorteile, die das Lernen mit VR mit sich bringt, wird das Medium in der Lehre selten verwendet. Gründe dafür könnten die aufwendige Einarbeitung in die noch neue Technologie sein sowie die Einbindung ins Curriculum ohne eine etablierte didaktische Grundlage mitzudenken. Um die Einbindung zu erleichtern, soll in diesem Beitrag ein Implementierungsbeispiel für eine Mehrpersonen-VR-Anwendung vorgestellt und Ergebnisse einer ersten Erprobung im hochschulischen Lehrkontext aufgeführt werden. Die Anwendung wurde verwendet, um Pflege-Studierenden eine Möglichkeit zur multiperspektivischen Besprechung eines Fallbeispiels zu geben. Während das Feedback der Studierenden zur Nutzung der Anwendung überwiegend positiv ausfiel, zeigt der erhöhte Implementierungsaufwand die Notwendigkeit eines Implementierungs- und (Fach)-Didaktik-Konzeptes, um den Aufwand für den Einsatz von VR in der Lehre zu minimieren.

Der Einsatz von vollimmersiven VR-Lernumgebungen fördert bei Lernenden die individuellen Fähigkeiten und ihr Vorwissen. Konkrete Lerneffekte und Integrationskonzepte sind jedoch noch nicht ausreichend untersucht. Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Forschungsprojektes soll mit diesem Beitrag deshalb der Frage nachgegangen werden: Welche didaktisch-gestalterischen sowie kommunikativ-interaktiven Unterschiede zeigen vollimmersive virtuelle Lernumgebungen gegenüber dem Einsatz von Videokonferenzsoftware im Kontext der Gruppenarbeit? Das Ziel ist es, den Einsatz von Multiplayer-VR-Szenarien der Nutzung von Videokonferenztools für Gruppenarbeitsprozesse im Rahmen der Fallarbeit gegenüberzustellen und deren Vor- und Nachteile aufzuzeigen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich für Gruppenarbeitsprozesse in beiden Formaten Vor- und Nachteile finden lassen. Die Umsetzung des Konzeptes der Fallarbeit fällt jedoch in beiden Formaten positiv aus. Folglich ist der Erfolg einer Gruppenarbeit von der konzeptionellen Einbindung der Methode in den Lehrkontext abhängig, sodass die Form der Umsetzung vorwiegend Einfluss auf die Performanz nimmt. Zukünftig gilt es, konkrete Implementierungskonzepte für den Einsatz von VR-Anwendungen in der Lehre zu entwickeln und zu erproben.

Seit einigen Jahren finden VR-Technologien Einzug in die Gesundheitsberufe. Häufig wird der Einsatz durch Forschungsprojekte begleitet, eine mediendidaktische Einbettung oder lerntheoretische Begründung steht hier jedoch zumeist aus. Hinzu kommt, dass Schulungsmassnahmen zur Nutzung von VR-Technologien bisweilen den Fokus auf die Vermittlung von instrumentell-qualifikatorischen Bedienfähigkeiten legen. Der nachfolgende Artikel zeigt auf, wie das Modell des Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK) von Mishra und Koehler (2006) als Grundlage für die Konzeption interdisziplinär entworfener, sowohl fachwissenschaftlich und -didaktisch als auch medienpädagogisch begründeter Fortbildungsmassnahmen für Bildungspersonal in der Pflege genutzt werden kann. Neben der interdisziplinären Entwicklung der Fortbildungsmassnahme wird ein innovativer Ansatz zur niederschwelligen und praxisorientierten Erstellung und Nutzung von 360°-VR-Szenarien in der Pflegeausbildung vorgestellt.