zum - Cyber

©
Eintauchen in die Welt des Wissens
2 | Cyber-Classroom
Bild: alberteinsteinquotes.info
+
„Neue Fragen zu stellen, neue Möglichkeiten zu
erschließen, alte Probleme aus einem neuen
Blickwinkel zu betrachten, erfordert kreative
Vorstellungskraft und kennzeichnet echte Fortschritte.“
Albert Einstein, 1879-1955
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
4
DIE 3D-LERNUMGEBUNG CYBER-CLASSROOM
6
SCHWERPUNKT MINT-FÄCHER
7
TIEFENWAHRNEHMUNG, WIE FUNKTIONIERT DAS?
8
WAS SIND DIE VORTEILE?
9
HARDWARE TECHNOLOGIE
10
MEHRWERT – VIRTUAL REALITY
12
BEST PRACTICE
14
3D-UNTERRICHT
15
MODULÜBERSICHT
17
OPEN SOCIAL INNOVATION (OSI)
20
NETZWERK
21
BILDUNGSSPONSORING
23
AUSBLICK
24
DANK | LINKS
26
AUSSCHREIBUNG
27
Cyber-Classroom | 3
VORWORT
„Deutsche verfügen im internationalen Vergleich nicht über genügend
Kompetenz im Umgang mit neuen
Technologien.“ So lautet ein Ergebnis
der Delphi-Studie 2030, an der sich
550 Experten aus Politik, Wirtschaft
und Wissenschaft beteiligten. Die Studie beschäftigt sich mit der Frage: „Wie
wird Information und Kommunikation
in den nächsten 20 Jahren aussehen?“
Das Fazit aus der Delphi-Studie: Die
Kluft zwischen Gesellschaftsgruppen,
die am digitalen Leben teilhaben
und denen, die hiervon nicht profitieren, gelte es zu überwinden. Darum
müssten Kinder und Jugendliche frühzeitig an das Internet und die neuen
Medien in Schulen und Kindergärten
herangeführt werden. Zudem sollte
ein neugeschaffenes Unterrichtsfach
„Medienkunde“ das Bewusstsein der
Schüler im Umgang mit digitalen Medien schärfen.
Nicht erst die Delphi-Studie zeigte auf,
dass sich Deutschland für eine neue
Informations- und Bildungsgesellschaft rüsten muss. Bereits nach der
Ernüchterung durch die PISA-Studie
im Jahr 2001, als deutsche Schüler im
europäischen Vergleich in allen drei
Kompetenzfeldern (Lesen, Mathematik
und Naturwissenschaften) nur Plätze
im hinteren Drittel belegten, rückte
die Bildungslandschaft in den Fokus
der Gesellschaft. Seitdem wurden seitens EU sowie Bund und Länder viele
Mittel für eine innovative Bildungsentwicklung zur Verfügung gestellt. Doch
laut Andreas Schleicher, OECD-Bildungsforscher und oberster PISA-Koordinator, hat das Schulsystem weiterhin
Defizite: Die Schüler bekämen alle
einen Einheitsunterricht, bei dem nicht
4 | Cyber-Classroom
nur schwache, sondern auch Spitzenschüler aus dem Raster fallen. Eigenes
Sammeln, Analysieren und Experimentieren sei besser als vorgefertigtes Wissen zu lernen.
Im Jahr 2007 erteilte der Förderverein Science und Technologie e.V. des
Science House im Europa-Park in Rust
imsimity den Auftrag, eine interaktive
Virtual Reality-Installation für Kinder
und Jugendliche als besondere Attraktion ihrer Ausstellung zu konzipieren
und zu installieren. Motiviert durch
diese erfolgreiche Zusammenarbeit
verstärkte imsimity das Engagement
im Edutainment- und Bildungsbereich.
Es folgten weitere Projekte, z.B. für die
Ars Electronica in Linz, das Zentrum für
Kunst und Medientechnologie (ZKM) in
Karlsruhe sowie andere Museen und
Science Center.
Imsimity definierte einen neuen Geschäftsbereich: Immersive Teaching.
Die bisher nur in der Forschung und
Industrie eingesetzte Virtual Reality
Software wurde zur Lehr- und Lernmethode „Cyber-Classroom“ für Schulen, Hochschulen und die betriebliche
Aus- und Weiterbildung weiterentwickelt. Sie dient nun als technologische Plattform für die Einbindung von
3D-Lernmodulen in den Unterricht.
In einer Bildungsinitiative mit beispiellosem Engagement von Partnern aus
Wirtschaft, Industrie und Stiftungen
sowie innovativen Schülern, Lehrern
und Schulleitern ist es gemeinsam
gelungen, zukunftsorientierte Lehre in
die Tat umzusetzen.
Martin Zimmermann
CEO imsimity GmbH
Cyber-Classroom | 5
DIE 3D-LERNUMGEBUNG
CYBERCLASSROOM
Unsichtbares sichtbar und erlebbar machen
Räumliches Vorstellungsvermögen ist
nicht bei allen Schülern gleich gut
ausgeprägt. Die klassischen Unterrichtsmaterialien arbeiten durchweg
mit zwei Dimensionen (Bücher, Filme,
PC-Software), so dass es nicht immer
einfach ist, Themen wie magnetische Felder, Ebenengleichungen oder
Atommodelle entsprechend zu vermitteln.
Mithilfe der in Forschung und Industrie weit verbreiteten Virtual Reality
Technologie hat imsimity den CyberClassroom für die schulische und
berufliche Aus- und Weiterbildung
entwickelt. Die neuartige Lernumgebung soll den Frontalunterricht
sinnvoll ergänzen. Die Wissensvermittlung im Cyber-Classroom hilft
den Schülern und Schülerinnen beim
Verständnis dreidimensionaler Sachverhalte und gibt neue Anreize sich
mit den Lehrstoffen zu befassen.
Komplexe Themen werden mit Hilfe
von interaktiven 3D-Echtzeit-Modulen
immersiv erlebbar und begreifbar
gemacht.
Der Cyber-Classroom besteht aus einer speziell von Ingenieuren, Mathematikern, Naturwissenschaftlern und
6 | Cyber-Classroom
Didaktikexperten entwickelten Software. Die Grundvariante der Hardware-Komponenten beinhaltet einen
Grafik-PC, das Interaktionsgerät VRiiD
(auf Basis des Wii-Controllers) und
eine den Rahmenbedingungen angepasste wählbare Displaytechnologie,
z.B. das mobile Interactive Center mit
integriertem 3D-Stereo TV Gerät.
Für die verschiedenen Themenbereiche erstellt ein Team aus engagierten
Schülern, (Fach-) Lehrern, Usability
Ingenieuren und Programmierern spezielle dreidimensionale Lernmodule
und bindet sie in den Cyber-Classroom ein. Alle Module werden je nach
Bedarf und in einem stetigen Austausch mit Didaktik-Experten weiterentwickelt, um den Lernstoff optimal
für die neue Technologie aufzubereiten. Dies geschieht in einem offenen
und sozialen Innovationsprozess, der
eine optimale Qualitätsprüfung und
Zertifizierung gewährleisten soll.
Sowohl vor der gesamten Klasse als
auch in kleinen Arbeitsgruppen können die virtuellen Experimente mit
nachhaltigem Lernerfolg im Unterricht eingesetzt werden. Die Schüler
erkunden den Unterrichtsstoff dabei
selbstständig, intuitiv und interaktiv.
Neben dem einfacheren Verständnis
für komplexe Sachverhalte, trägt der
Cyber-Classroom so zu einer spürbaren Motivationssteigerung bei den
Schülern bei. Die intuitive Bedienung der Technik ist ihnen zumeist
aus dem Game-Bereich bekannt. Der
natürliche Drang Neues auszuprobieren, wird dabei effektiv genutzt und
erhöht die Aufmerksamkeit.
Auf diese Weise bietet der CyberClassroom wichtige Aspekte:
•
Lehrkräfte können ihren Unterricht interessanter und effizienter
gestalten.
•
Komplexe Themen werden verständlicher vermittelt.
•
Die Schule ist auf dem aktuellen
Stand der Technik und hat einen
klaren Wettbewerbsvorteil.
•
Schüler stärken ihre Medienkompetenz und werden auf technischen Anforderungen, die sie im
späteren Berufsleben erwarten
können, vorbereitet.
SCHWERPUNKT MINT-FÄCHER
In der Schule gibt es eine ganze
Reihe von Themen, die von einer
drei-dimensionalen Darstellung deutlich profitieren: Wie funktioniert z.B.
das Ohr? Wie arbeitet ein Herz? Wie
sehen magnetische Felder aus? Oder
elektrische? Wie ist eine menschliche Zelle aufgebaut? Wie sieht die
Helix der DNA aus? Wo schneidet eine
Gerade im Raum eine Ebene?
3D
+
All diese Fragen lassen sich erheblich
leichter beantworten, wenn man die
Strukturen tatsächlich dreidimensional wahrnehmen kann. Hinzukommt,
dass in der virtuellen Welt eine
Betrachtung der Vorgänge möglich ist,
die in der Realität oft ausgeschlossen
ist. Wie der (normalerweise unsichtbare) Schall auf das Trommelfell trifft,
die Bewegung über Hammer, Amboss
und Steigbügel von dort aus in die
Schnecke transportiert wird, wo sie
letztlich in Nervenimpulsen resultiert,
die direkt ins Hörzentrum geleitet
werden, lässt sich nur am Computer
interaktiv darstellen. In 3D findet die
Information den direkten Weg in das
Gehirn der Schüler.
Speziell in den naturwissenschaftlichtechnischen Fächern (NwT), bzw. den
sogenannten MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft
und Technik) bietet der Cyber-Classroom eine Fülle an Themen, die ideal
in einem 3D-Lernmodul durch die
Schüler erarbeitet werden können.
Mediathek / Google Sketch-Up
Lehrer und Schüler können eigene
Ideen in den Cyber-Classroom integrieren. Zusätzlich zu den existierenden Cyber-Classroom Lernmodulen
können selbst erstellte 3D-Modelle
und Geometrien in die Anwendung
geladen und dort interaktiv erlebt
werden. Dies geschieht durch das Einlesen definierter Datenformate.
Diese Vorgehensweise eignet sich insbesonders für Informatik- oder (CAD-)
Technik-Arbeitsgruppen. Der hohe
Motivationsanreiz, der durch das
„Selbst erfinden“ entsteht, kann dazu
beitragen zukünfigen Fachkräfte und
Ingenieure in diesem Berufsfeld hervorzubringen.
Sage es mir, und ich vergesse es.
Zeige es mir, und ich erinnere mich.
Lass es mich tun, und ich behalte es.
Konfuzius 551-497 v. Chr.
Cyber-Classroom | 7
TIEFENWAHRNEHMUNG WIE FUNKTIONIERT DAS?
Der 3D-StereoEffekt
Quelle: American Optometric Association
3D
Mit dem Stereoskop aus Großvaters
Zeiten fing es an und mit dem Kinokassenknüller „Avatar – Aufbruch nach
Pandora“ hat es eine Art High-TechWiedergeburt erfahren: Das räumliche 3D-Seherlebnis.
Doch welche Voraussetzungen lassen
uns beim Betrachten von Bildern oder
Kinofilmen mitten drin statt nur dabei
sein? Welche Technik hilft unseren
Augen dabei auf die Sprünge?
Unsere Welt ist dreidimensional. Das
bedeutet für uns als Mensch, dass die
Welt, die wir sehen, nicht nur Breite
und Höhe hat, sondern auch über
Tiefe verfügt. Dementsprechend hat
sich auch unser visuelles System so
entwickelt, dass wir nicht nur in der
Lage sind, nach oben und unten sowie
nach rechts und links zu blicken, sondern auch die räumliche Entfernung zu
Gegenständen zu erkennen. Da dies
insbesondere beim Greifen von Dingen wichtig ist (Stichwort: Hand-AugeKoordination), hat sich das System so
entwickelt, dass es im lokalen Umfeld,
in der Regel innerhalb von wenigen
Metern, am besten funktioniert.
8 | Cyber-Classroom
Die Tatsache, dass wir Menschen (und
die meisten Tiere) zwei Augen haben,
hängt unmittelbar damit zusammen:
Die beiden Bilder, die die Augen liefern, unterscheiden sich aufgrund der
unterschiedlichen Perspektive in vielen Details. Diese Details nutzt das
Gehirn, um aus zweidimensionalen
Bildinformationen die dritte Dimension
zu errechnen.
Die Fähigkeit zur Stereoskopie
Das 3D-Sehen, bzw. die binokulare Tiefenwahrnehmung benötigt
beide Augen in Zusammenarbeit als
Team. Diese Art von Wahrnehmung
wird auch „Stereoskopisches Sehen”
genannt: Zwei Augen, zwei verschiedene Ansichten eines Körpers, die im
Gehirn zu einem dreidimensionalen
Bild verschmelzen.
Babies haben nicht die angeborene
Fähigkeit für binokulares Sehen,
erlangen aber die rudimentäre, binokulare Tiefenwahrnehmung mit ca. 6
Monaten. Im Alter zwischen 5 und 6
Jahren hat sich ihre stereoskopische
Wahrnehmung meist voll entwickelt.
Bei 3D-Simulationssystemen werden
Bilder aus zwei leicht unterschiedlichen Blickwinkeln gezeigt. Der Benutzer trägt eine Brille mit Filtern, mit der
die Bilder jeweils an das rechte bzw.
linke Auge weitergegeben werden.
Das Gehirn fügt beide Bilder zu einem
zusammen und verleiht dem Bild räumliche Tiefe. Es gibt verschiedene Filtermöglichkeiten, z. B. kontinuierliche und
Polarisationsfilterbrillen, Anaglyphenbrillen oder Shutterbrillen.
D
WAS SIND DIE VORTEILE?
Forschungsprojekt „Learning in Future Education“
Ein europaweites Pilotprojekt zeigt,
wie sich das Lernverhalten der Schüler verbessern kann, wenn im Unterricht 3D-Inhalte eingesetzt werden.
Professor Dr. Anne Bamford,
Leiterin der international Research Agency und Director
of Education, London, leitete
eine Gruppe von Forschern
und stellte umfassende Untersuchungen an, wie der Einsatz
stereoskopischer 3D-Inhalte
sich auf das Lernverhalten
von Schülern auswirkt.
Die Studie wurde in 7 Ländern in
Europa durchgeführt. Der Schwerpunkt
lag auf Schülern im Alter zwischen 10
und 13 Jahren mit naturwissenschaftlichem Unterricht. An dem Forschungsprojekt nahmen 740 Schüler, 47
Lehrer und 15 Schulen in Frankreich,
Deutschland, Italien, den Niederlanden, Türkei, England und Schweden
teil. Die Studie zeigt, dass 3D-Inhalte
im Unterricht einen großen Einfluss auf
die Leistung der Klasse hat.
Es wurden Schüler, die dem herkömmlichen 2D Unterricht beiwohnten, mit
einer 3D Projektklasse verglichen.
Dabei standen die Aspekte Verständnis, Merkfähigkeit sowie allgemeines
Unterrichtsverhalten im Fokus.
„In den 3D-Klassen gab es einen echten „Wow“-Effekt.
Die Schüler sind viel zu interessiert, als dass sie den
Unterricht stören würden. Sie sind bei der Sache und
machen keinen Unsinn. Ich würde das gerne weiterhin
auch bei zukünftigen Themen einsetzen.“
Zitat eines Lehrers, LiFE1 Studie 2011
Im Verlauf der Studie konnten u. a. folgende wichtige Ergebnisse festgestellt
werden:
•
Sowohl die Konzentration und
Mitarbeit im Unterricht als auch
die Testergebnisse der betreffenden Schüler haben sich deutlich
gesteigert. In den 3D-Klassen verbesserten sich z. B. die Testergebnisse der einzelnen Schüler zwischen Eingangs- und Ausgangstest
um durchschnittlich 17 Prozent, in
den 2D-Klassen hingegen nur um
8 Prozent.
•
Die Lehrer gaben an, dass das
Verständnis in den 3D-Gruppen
tiefer ausgeprägt war.
•
Lehrer und Schüler schlugen kreative Wege vor, um 3D erfolgreich
in den Lehrplan einzubinden. Die
Lehrer waren der Ansicht, dass
3D-Animation es ihnen ermöglicht, Themen in kürzerer Zeit als
mit herkömmlichen Lehrmethoden
zu vermitteln.
An dieser Studie war ein Kooperationspartner von imsimity für die AktivStereo Projektion, die NEC Display
Solutions Europe GmbH, beteiligt.
Quelle: The 3D in Education White Paper, by Professor Dr. Anne Bamford (2011)
Cyber-Classroom | 9
3D
+
„Für uns ist der Raum der ‚dritte Lehrer‘,
daher ist die bedarfsgerechte Planung und
Einrichtung von Klassenräumen enorm wichtig für
erzielbare Lernerfolge.“
Prof. Dr. Ing. Thomas Müller,
VS Vereinigte Spezialmöbelfabriken
HARDWARE TECHNOLOGIE
EINE ÜBERSICHT DER MÖGLICHKEITEN
Großbild-Systeme
Den 3D-fähigen Großbild-Systemen
(vom 3D-Kino bis hin zum 3D-Fernseher) ist gemein, dass sie beide Bilder
auf der selben Bildfläche darstellen
und die eigentliche Trennung am Auge
(meist in Form einer 3D-Brille) stattfindet. Die beiden Haupttechniken sind
die Shutterbrille und die Polfilterbrille.
Bei der Shutterbrille werden die Bilder
abwechselnd dargestellt. Die Brille
besitzt einen „Mechanismus“, mit dem
passend dazu jeweils ein Brillenglas
geschlossen (englisch: to shut) wird,
so dass jedes Auge nur das für sich
bestimmte Bild sehen kann.
Bei der Polfiltertechnik ist die Bildfläche in der Lage das Bild für jedes
Auge mit einer unterschiedlichen Polarisierung auszugeben. Innerhalb der
Brille sorgen entsprechend abgestimmte Polfiltergläser dafür, dass nur
eines der Bilder beim jeweiligen Auge
ankommt.
10 | Cyber-Classroom
Das mobile „Cyber-Classroom
Interactive Center“
Die Lernmodule werden über ein
3D-Stereo-TV-Gerät visualisiert. Alle
Komponenten sind in einem mobilen Medienwagen des SchulmöbelExperten VS Möbel aus Tauberbischofsheim eingebaut. Die Lehrer und
Schüler bedienen, bzw. interagieren
im Cyber-Classroom mittels Polfilter3D-Brillen und dem Interaktionsgerät
„VRiiD“ auf Basis des Wii-Controllers.
Aktiv Stereo-Projektion
mit Shutterbrillen
Das Standard Komplett-Paket besteht
aus folgenden Komponenten:
Das Standard Komplett-Paket besteht
aus folgenden Komponenten:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
3D-Stereo TV-Gerät 55“
VRiiD auf Basis Wii-Controller
Klassensatz 3D-Stereobrillen
vorinstallierte Grafik-Workstation
Cyber-Classroom Virtual Reality
(VR-) Softwareanwendung inklusive aktueller Modulversionen
In Zusammenarbeit mit der NEC Display Solutions GmbH bietet imsimity
die DLP® Link 3D-Projektionslösung
an. In allen 3D-Starter-Kits für 3Dfähige NEC-Projektoren sind Grundinformationen sowie ein Erklärfilm des
Cyber-CLassroom enthalten.
3D ready Stereo Projektor
Wii-Controller, 3D-Emitter
Klassensatz 3D-Stereobrillen
vorinstallierte Grafik-Workstation
Cyber-Classroom Virtual Reality
(VR-) Softwareanwendung inklusive aktueller Modulversionen
Augennahes System:
Multimediabrille „Cinemizer“
Unmittelbar vor jedem Auge wird ein
kleines Display positioniert, so dass
keine Filter- oder Shuttertechnik nötig
ist. Der cinemizer OLED der Carl Zeiss
AG fungiert als mobiles 3D-fähiges
Head Mounted Display (HMD).
Die Lernmodule des Cyber-Classrooms können per drahtloser Übertragung vom Laptop des Lehrers für
jeden einzelnen Schüler bzw. Anwender visualisiert werden. Zusätzlich
bietet der Cinemizer die Möglichkeit
als Einzelplatzlösung individuell den
3D-Lernstoff zu wiederholen, um den
Wissenserwerb zu vertiefen.
Das Standard Komplett-Paket besteht
aus folgenden Komponenten:
•
•
•
•
30 Cinemizer Multimedia-Brillen
inklusive Aufbewahrungsbox
Video- und Audio-Übertragungseinheit
vorinstallierter Grafik-Laptop
Cyber-Classroom Virtual Reality
(VR-) Softwareanwendung inklusive aktueller Modulversionen
High-End System:
1:1 Immersionswand „Powerwall“
Interactive Whiteboard und Online
Version:
Die ca. 3,50 x 2,20 Meter große ProfiImmersionsfläche wird über ein Trackingsystem bedient und ermöglicht
ein Eintauchen in die Lernmodule mit
sehr hohem Immersionsgrad im Maßstab 1:1. Diese Installation eignet sich
sehr gut für eine intensive Teamarbeit.
Jede Schule die bereits ein Interactive
Whiteboard besitzt ist in der Lage
über den Kauf einer Lizenz, online oder
als Stand alone, den Cyber-Classroom
zu nutzen. Die dreidimensionalen Lerninhalte werden dabei einfach auf die
digitalen Tafelsysteme projiziert und
können mittels Board-Stift oder Finger
(Touch-Funktion) bedient werden.
Das Komplett-Paket besteht aus folgenden Komponenten:
•
•
•
•
•
Rückprojektionsanlage
ca. 3,50 x 2,20 Meter
3D-Positions-Tracking
Klassensatz 3D-Stereobrillen
vorinstallierte Grafik-Workstation
Cyber-Classroom Virtual Reality
(VR-) Softwareanwendung inklusive aktueller Modulversionen
Weitere Informationen:
www.cyber-classroom.de/produktvarianten/hardware/visualisierung/
interactive-whiteboard
www.cyber-classroom.de/Cyberclassroom_Demo
Imsimity liefert die komplette CyberClassroom-Lösung entsprechend den
individuellen Anforderungen der jeweiligen Bildungseinrichtung. Je nach
Rahmenbedingungen und Finanzierungsmöglichkeiten findet sich die
optimale Einsatzlösung.
Cyber-Classroom | 11
MEHRWERT –
VIIRTUAL REALITY
IMMERSION UND INTERAKTION IN ECHTZEIT
Das besondere an der Cyber-Classroom-Methode ist das „Eintauchen“
der Schüler und Schülerinnen in die
3D-Stereo-Lernwelt. Dies ermöglicht
eine neue Art des Lernerlebnisses –
eine „Virtual User Experience“ – die
Benutzererfahrung in einer dreidimensionalen Virtuellen Realtität.
Diese Virtuelle Realität ist eine mit
Hilfe von Computertechnologie generierte Umgebung. Sie vermittelt über
ihre Schnittstellen vielfältige Reize
an möglichst alle Sinne des Nutzers.
Die Schüler und Lehrer fühlen sich so
durch die Tiefenwahrnehmung in die
3D-Lernwelt des Cyber-Classrooms
eingebettet und durch die interaktive
Bedienung darin integriert.
Der oder die Anwender können sich in
der Virtuellen Realität intuitiv bewegen, sie können Objekte explorieren
und verändern. Es können Eindrücke
dreidimensional erlebt werden, die
in der Wirklichkeit nicht greifbar sind,
etwa weil bestimmte Vorgänge zu
schnell ablaufen oder gänzlich unsichtbar sind, wie z.B. Luftströmungen oder
Magnetfelder.
Die Virtual Reality ist die Kerntechnologie, auf der die Lehr- und Lernmethode Cyber-Classroom aufsetzt.
Ähnliche Begriffe wie Virtuelle Hochschule aus dem Bereich der OnlineLernplattformen, Virtuelle Welten aus
dem Bereich Gaming und Second Life
oder Virtualisierung aus dem Bereich
der IT sind Themen und abgeleitete
Wortkreationen, die mit der Virtuellen Realität in 3D nicht gleichbedeutend sind.
12 | Cyber-Classroom
Die Kennzeichen der
echten Virtuellen Realität
Die Indikatoren sind ein möglichst
hoher Immersionsgrad, reale Interaktionsmöglichkeiten und ein geringer
Zeitbetrag zur Berechnung und Visualisierung der Objekte und Szenen.
Durch die Kombination dieser drei
Eigenschaften entsteht Virtuelle Realität. Im Einzelnen bedeuten sie folgendes:
• Immersion: Immersion bezeichnet
im Bereich der Virtuellen Realität den
Zustand des Eintauchens oder des Eingebettet-Seins in eine Materie. Durch
den Film „Avatar – Aufbruch nach
Pandora“ kann jeder seit 2009 die
Immersion auch im Kino unter der
Bezeichnung „real 3D“ erfahren.
• Interaktion: Der Dialog zwischen
Mensch(en) und Maschine in der Virtuellen Realität ist die Interaktion. Die
Anwender können einzeln oder im
Team auch kollaborativ über Orte
und Grenzen hinweg mit den visualisierten 3D-Daten über ein TrackingSystem in Echtzeit interagieren.
• Echtzeit: Die relativ großen Datenmengen der in 3D darzustellenden Prozesse werden durch moderne Grafikkarten-Technik in wenigen Bruchteilen
einer Sekunden berechnet und visualisiert. Dies ermöglicht den Anwendern
ein Live-Erlebnis ihrer Interaktionen.
+
„Jede unserer Erkenntnis beginnt mit
den Sinnen.“
Leonardo da Vinci
+
„Das Schwierige leicht behandelt zu sehen,
gibt uns das Anschauen des Unmöglichen.“
Johann Wolfgang von Goethe
Cyber-Classroom | 13
BEST PRACTICE
Lehren und Lernen im Cyber-Classroom
Seit 3D den Weg in die Klassenzimmer gefunden hat, verwenden Lehrer
die Technik auf verschiedene Arten:
Ergänzend zum Frontalunterricht werden die interaktiven 3D-Simulationen
für das Vermitteln von Grundlagen
z.B. in der Mathematik oder Physik,
aber auch für komplexere Simulationen in der Chemie verwendet.
Dies kann am Interactive Center in
kleinen Teams von 5 bis 6 Schülern
stattfinden in denen die Gruppe dann
selbstständig die Lernziele des 3DLernmoduls erarbeitet. Parallel können die anderen Schüler in weiteren
Gruppen an (Tablet-) PCs Erklärungen
und Filme im Internet recherchieren
oder sich mittels klassischer Lehrbücher
und Medien den Stoff aneignen.
Es entsteht eine starke Gruppendynanik, denn durch die Abwechslung der
Lernmedien entwickelt sich ein Spannungsbogen und ein hoher Aufmerksamkeitsgrad. Zum Schluss der Stunde
kann beispielsweise jede Gruppe
ihr erlangtes Wissen mit den jeweils
unterschiedlichen Medien vorstellen.
Der Kreativität des Lehrers oder der
Schüler sind wenig Grenzen gesetzt.
Jede Klasse entscheidet für sich, wie,
wo und wann sie den Cyber-Classroom und seine Komponenten, wie
3D-TV Gerät oder den Cinemizer, in
den Schulunterricht integriert. Je nach
Leistungsvermögen kann wiederholt
oder zu Hause nachgearbeitet werden. Computer“Cracks“ können zudem
eigene
Cyber-Classroom-Module
selbst entwickeln. Der Lernspaß zählt,
und es gilt diesen zielorientiert zu nutzen.
14 | Cyber-Classroom
ACK
B
D
EE
ERF
R
LEH
„Wir arbeiten nach wie vor noch mit
Tafelbildern, an denen wir die Theorie
erarbeiten. Anschließend stellen wir
die Formel in einem dreidimensionalen
Modell im Cyber-Classroom dar.“
Prof. Dr. Franz-Josef Schneider,
Fakultät Vermessung, Informatik und
Mathematik, Hochschule für Technik
Stuttgart
„Wir können eigene Themen in die
Module einbringen. So wurde
beispielsweise schon ein kleiner Film
über die im Labor durchgeführte
Verbrennung von Eisenwolle in das
Modul eingestellt. Im virtuellen
Chemieraum wird dieser Versuch nun
von der visuellen Ebene in die
Molekül- und Theorieebene verlegt.“
Andreas Roy-Werner, Chemielehrer,
und stellvertretender Rektor der ElsaBrändström-Realschule Essen
„Ein großer Vorteil liegt in der
einfachen und intuitiven Bedienung,
so dass die Schüler sich zum
Beispiel die chemische Bindung oder
die Abläufe in einem Galvanischen
Element in 3D anschauen und
Lerninhalte selbstständig
erarbeiten können.“
Studiendirektor Norbert Dressler,
Fachbereichsleiter Kopernikusschule,
Europaschule des Landes Hessen
K
BAC
D
E
FE
LER
Ü
SCH
„Ich finde den Cyber-Classroom im
Vergleich zu anderen Lernmedien
besser, weil man sich viele Dinge
besser vorstellen kann
und es Spaß macht.“
Schüler an der Kinderuni 2012,
Hochschule Furtwangen University
„Schließlich habe ich eine
Wii-Konsole zu Hause und
kenne mich damit aus.“
Leon Florysiak, Schüler an der
Elsa-Brändström-Realschule Essen
„Der Vorteil am Cyber-Classroom
liegt eindeutig darin, dass man als
Schüler selbst interagieren und die
einzelnen Schritte beliebig oft
wiederholen kann, wodurch der
Lerneffekt und die Effizienz für mich
sichtlich gesteigert wurden.“
Florian Stockburger, Cyber-Classroom
Mentor und Abiturient am ThomasStrittmatter-Gymnasium St. Georgen
„Mit der Entwicklung und dem
Einsatz des Cyber-Classroom
reagieren wir nicht nur defensiv
auf das Medienverhalten unserer
SchülerInnen. Schule muss diese
Wirklichkeit aktiv mitgestalten
und innovative Technik im Sinne
ganzheitlicher Bildung integrieren
(Medi@Culture).“
3D
3D-UNTERRICHT
Eine Pilotschule über ihre Erfahrungen
Ralf Heinrich, Schulleiter
Thomas-StrittmatterGymnasium St. Georgen
„Das Thomas-Strittmatter-Gymnasium
setzt den Cyber-Classroom von Beginn
an am effektivsten in den Fächern Biologie, Physik, Chemie und NwT sowie
in Kunst für den Unterricht der Schulklassen 5 bis 12 ein. Der Ablauf einer
Unterrichtseinheit hängt dabei von der
Altersstufe und dem Einsatzzweck des
Cyber-Classroom ab.
In der Unterstufe wird der CyberClassroom vor allem zur Präsentation eingesetzt. Dies geschieht in den
Klassen 5 und 6 meist durch den Lehrer z. B. beim Thema Magnetismus im
Fach Naturphänomene. Vor allem die
„neue“ Technik ist hier für die Schüler
ein nicht zu vernachlässigender Anreiz
sich mit den Inhalten auseinander zu
setzen.
Ab Klasse 7 kann es Sinn machen, dass
Schüler den Cyber-Classroom auch
für eigene Präsentationen nutzen, beispielsweise in Biologie zum Thema Blutkreislauf. Beginnend mit der Klasse 8
wird die 3D-Technik verstärkt im Rahmen von Gruppenarbeiten eingesetzt.
Nach einer Einführung in das Thema,
z. B. „Das Ohr“ in NwT, erarbeiten die
Schüler in Gruppen an verschiedenen
Stationen die Fähigkeiten und Funktionen des Sinnesorgans. Der CyberClassroom, ergänzt durch Arbeitsaufträge, ist hierbei eine der zentralen
Stationen.
Generell wird er auch zur Wiederholung und Vertiefung eingesetzt. Insbesondere in der Kursstufe sind die Einsatzmöglichkeiten breit gefächert. Die
Inhalte z.B. der Physik-Module eignen
sich hierfür sehr gut. Die Bewegung
geladener Teilchen in elektrischen und
magnetischen Feldern wird so in Gruppen an verschiedenen Stationen von
den Schülern erarbeitet. Dabei stehen
grundlegende Zusammenhänge, die
durch den Lehrer, durch eigene Recherchen und natürlich auch mit dem Schulbuch vermittelt werden, am Anfang. In
einer weiteren Phase wird durch reale
Experimente und im Cyber-Classroom
die Thematik vertieft und die Zusammenhänge werden sichtbar gemacht.
Das entsprechende Modul wird dabei
in mehrere Abschnitte aufgeteilt.
Arbeitsblätter helfen den Schülern die
Beobachtungen und Zusammenhänge
zu strukturieren. So wird insgesamt eine
naturwissenschaftliche Arbeitsweise
aufgezeigt und eingeübt. Unsichtbares
wird im Cyber-Classroom sichtbar und
hilft so den Schülern die realen Experimente nachzuvollziehen. Am Ende einer
solchen Unterrichtssequenz kann ein
Schülervortrag stehen oder, ganz klassisch, eine Lernerfolgskontrolle.“
Alexander Mosbacher,
Dr. Jörg Zimmermann,
Lehrer am Thomas-StrittmatterGymnasium St. Georgen
Cyber-Classroom | 15
+
„Man kann einen Mensch nichts lehren, man kann
ihm nur helfen, es in sich selbst zu entdecken.“
Galileo Galilei
16 | Cyber-Classroom
MODULÜBERSICHT
AUSWAHL VON 3D-SIMULATIONEN
FÜR ALLGEMEINBILDENDE UND BERUFLICHE SCHULEN
Die ersten 3D-Lernmodule entstanden
durch Themenvorschläge für die Lehrpläne der Sekundarstufe I und II. Die
(Fach-) Lehrer und Schüler unterschiedlicher Pilotschulen haben gemeinsam
mit den Kooperationspartnern aus
dem Forschungs- und Hochschulumfeld sowie den zertifizierten CyberClassroom-Laboren die Module didaktisch aufbereitet.
Lernziel: Der Aufbau vom Teilchenmodell und von Stoffgemischen wird
ersichtlich. Man lernt wie sich Aggregatzustände, Temperatur, Diffusion,
Druck, Wärmeübertragung sowie die
Brownsche Molekularbewegung auf
Teilchenmodelle auswirken.
Mathematik | Geraden
und Ebenen im Raum
Lernziel: Zwischen und außerhalb geladener Platten taucht man in den Verlauf der Feldstärke ein. Dabei hilft
die Darstellung des Feldes mittels
Feldlinie und des Potentials im elektrischen Feld (Äquipotenzialflächen).
Durch den Einfluss der Geometrie auf
das elektrische Feld werden Zusammenhänge räumlich verständlich.
Kunst | Michelangelos David
Nachfolgend eine Auswahl von Lernmodulen mit Kurzbeschreibung und
Lernziel:
Biologie | Blutkreislauf
durch den menschlichen Körper
Das Modul zeigt ein 3D-Menschmodell mit Blutbahnen und ausgewählten
Organen (Herz, Lunge, Verdauungstrakt). Der Fluss des Blutes vom Herzen bis zum Muskel wird visualisiert
und die einzelnen Stationen schematisch dargestellt.
Lernziel: Das Herz pumpt das Blut
durch den Körper. Die Lunge tauscht
Sauerstoff und Kohlendioxid. Der
Verdauungstrakt zerkleinert Stärkemoleküle zu Glucosemolekülen. Im
Muskel wird aus Sauerstoff und Glucose Energie erzeugt, wodurch Kohlenstoffdioxid frei wird. Bei hoher
Belastung entsteht Lactat im Muskel.
Chemie | Teilchenmodell
Anhand einer 3D-Simulation wird die
Entstehung des Teilchenmodells und
seine Anwendungen vorgestellt. Das
Modul zeigt mehrere Versuche zum
Teilchenmodell. Das Teilchenmodell
betrachtet die Stoffe als unvorstellbar
kleine Teilchen, welche kugelförmig
sind. Daneben können verschiedene
Einwirkungen auf das Teilchenmodell
getestet werden.
Das Modul ermöglicht es, Punkte,
Geraden und Ebenen im dreidimensionalen Raum zu „erfahren“. Die Objekte können interaktiv verschoben,
hinzugefügt und entfernt werden. Die
Schüler erhalten Informationen über
den Abstand, den Schnittpunkt oder
der Schnittgeraden der Objekte.
Lernziel: Die Schüler lernen, welche
Darstellungsformen es für das gleiche
Objekt gibt – auch die Schüler, die
mitunter Schwierigkeiten mit der räumlichen Vorstellung haben. Eine vollständige Kurvendiskussion ist möglich.
Physik | Elektrische Felder
Das Modul beginnt mit einem kurzen
Anwendungsbeispiel des Plattenkondensators anhand eines Fahrradrücklichts. Anschließend wird das elektrische Feld zweier geladener Platten
visualisiert, wobei Abstand, Radius
und Ladung verändert werden können. Dabei werden unterschiedliche
Aspekte des elektrischen Feldes wie
Feldstärke, Richtungsvektor, Feldlinien
und Äquipotenzialflächen aufgezeigt.
Dazu können interaktiv ein Messpunkt,
Startpunkte für Feldlinien und der Isowert der Äquipotenzialfläche verändert werden. Abschließend besteht
die Möglichkeit, unterschiedliche Kombinationen aus geladenen Platten und
Punkten frei zu untersuchen.
Das Modul erklärt die Besonderheiten
und Eigenschaften der David-Statue
von Michelangelo und zeigt ein 3DModell der Davidstatue, das frei im
Raum bewegt und somit von allen
Seiten und Perspektiven betrachtet
werden kann. Die Schülerinnen und
Schüler werden hierbei auf den Aufbau der Figur, die bildhauerische
Herausforderung der Statue und
die perspektivische Veränderung aufmerksam gemacht.
Lernziele: Die Schüler lernen, dass
Michelangelo seine David-Statue den
Gegebenheiten anpasste. Er modellierte die Figur so, dass sie aus der
Betrachter-Perspektive realistisch wirkt.
Die komplette aktuelle Modulübersicht
erhalten Sie unter:
http://www.cyber-classroom.de/lernmodule/school-edition
Viele weitere 3D-Lernmodule befinden sich in der Entwicklung und werden sukzessive nach erfolgreicher
Testphase in den Cyber-Classroom als
Upgrade eingebracht.
Cyber-Classroom | 17
+
„Anders als bei Abbildungen wird das Werk
„begehbar“ und so in seiner ganzen
Plastizität erfahrbar. Die räumliche Anordnung
von Architektur bleibt nicht abstrakt,
sondern wird erlebbar.
Rüdiger Brix, Lehrer für Kunst und Geschichte am
Thomas-Strittmatter-Gymnasium St. Georgen
18 | Cyber-Classroom
Cyber-Classroom | 19
3
OPEN SOCIAL INNOVATION (OSI)
ENGAGEMENT FÜR BESSERES LERNEN
Im Hinblick auf die Modernisierung des
Schulsystems soll Bildung neue Wege
gehen, am digitalen Puls der Zeit sein
und dabei nachhaltig Wissen vermitteln.
Imsimity hat sich deshalb in diesem
Bereich für einen neuen, offenen Produktentwicklungsprozess der CyberClassroom-Lernmodule entschieden.
Imsimity besitzt das technologische
Know-How durch sein erfahrenes Entwickler-Team – bestehend aus Mathematikern, Physikern, Informatikern,
Interface und User Experience Designern, 3D-Artists und Medientechnikern.
Seit über 10 Jahren beschäftigt sich
imsimity mit der Technik der Virtuellen
und erweiterten Realität.
Studenten forschen mit Professoren
In die Produktentwicklung werden
ebenso geeignete Studiengänge an
den Hochschulen, die als C3-Lab zertifiziert sind, integriert. Ein je nach Thema
zusammengesetzter didaktischer Beirat beurteilt die neuen 3D-Lernmodule. Nach erfolgreicher Pilotphase
und gemeinsamer Qualitätsprüfung
werden die neuen 3D-Lernmodule
den Schulen im Cyber-Classroom zur
Verfügung gestellt. In einer stetigen
Kooperation und Abstimmung mit den
Beteiligten entsteht so ein Prozess der
offenen Innovation, den wir „Open
Social Innovation (OSI)“ nennen.
Schüler lehren Lehrer
Die Experten für die Lehr- und Lerninhalte, die Lernziel-Definitionen und
die didaktische Ausarbeitung sind die
Schüler, die am besten wissen, wo Verbesserungen des Verständisses durch
3D wünschenswert sind. Die (Fach-)
Lehrer, die Schulleiter, (Lehramts-)
Studenten und Hochschulprofessoren stehen mit Rat und Tat zur Seite.
Sie erarbeiten Handreichungen für
eine optimale Unterrichtsintegration
der 3D-Technik. Mit allen gemeinsam
werden die 3D-Lernmodule „erfunden“, konzipiert, modelliert, mit den
relevanten Interaktionen belegt und
benutzerfreundlich aufbereitet sowie
aktualisiert.
20 | Cyber-Classroom
„Das Ziel der Kooperation ist die
Erkenntnisvertiefung von immersiven
Lerntechnologien am Beispiel des
Cyber-Classroom in den Bereichen
Konzeption, Bedienbarkeit durch
Interfacegestaltung, Hard- und Softwareschnittstellenentwicklung sowie
deren Erweiterung. Die Forschungszusammenarbeit ist pragmatisch,
nachhaltig und visionär. Es wird eine
fortsetzende angewandte Forschung
mit Ziel der Entwicklung neuer
Inhalte, Lern- und Lehrstrategien
und Technologien eingesetzt.
„Da ich sehr begeistert vom CyberClassroom bin, werde ich auch
nächstes Semester an einem weiteren
Projekt mit der Firma
zusammenarbeiten. Die Idee den
Schülern etwas auf eine innovative und
auch intuitive Art und Weise näherzubringen, finde ich sehr interessant und
ich hätte mich selber in meiner eigenen
Schulzeit um so etwas gerissen.“
Ursula Drees, Professorin für
Mediengestaltung, Event Media
Hochschule der Medien Stuttgart
Olga Hottmann, Studentin Product
Engeneering/Wirtschaftsingenieurwesen, Hochschule Furtwangen
3D
NETZWERK
KOOPERATIONSPARTNER UND
„CERTIFIED CYBER-CLASSROOM LABORE“ (C3-LABS)
Auszug der Kooperationspartner
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Partner und Sponsoren multiplizieren
Die PE-Stiftung und der sehr innovativ
denkende und handelnde Schulleiter Ralf Heinrich machten es möglich
2007 mit der Erprobung des CyberClassroom in den Fächern Biologie
und Physik zu starten. Nach der
erfolgreichen Pilotphase am ThomasStrittmatter-Gymnasium St. Georgen
(Ende des Jahres 2009) wurden bundesweit „Certified Cyber-ClassroomLabore“ (C3-Labs) eingerichtet, um
das Konzept der dreidimensionalen
Lernens Lehrkräften, Schülern und Bildungseinrichtungen öffentlich zugänglich zu machen.
Diese Einrichtungen werden als
„Labore“ bezeichnet, da an ihnen
eigene 3D-Module für den CyberClassroom entwickelt werden können
und sollen. Hierzu steht den C3-Labs
imsimity mit Rat und Tat zur Seite und
stellt ein Paket an technischen und
praktischen Richtlinien für die Neuoder Weiterentwicklung von Modulen zur Verfügung.
Wirtschaft unterstützt
Um die Rahmenbedingunen und Ressourcenbildung zu optimieren, werden je nach Anforderung strategische
Kooperationen mit Unternehmen aus
Industrie und Wirtschaft geschlossen.
Das vorhandene Netzwerk wird stetig ausgebaut und sichert die Weiterentwicklung der Lernmodule für den
Cyber-Classroom.
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Albert-Einstein-Realschule Essen
DASA Dortmund
Elsa-Brändström-Realschule Essen
Europaschule Bornheim
Evonik Industries AG
Fellbachhaus Suhaseke, Kosovo
Freie Schule Anne Sophie Berlin
Geschwister-Scholl-Schule
Tübingen
Heinz-Nixdorf-Institut, SchülerLabor CoolMint
Hochschule für Technik Stuttgart
Hochschule Furtwangen Unversity,
Fakultät Product Engineering/
Wirtschaftsingenieurwesen
Hochschule Luzern, Schweiz
HSG-IMIT, Villingen
Institut für Wissensmedien,
Universität Tübingen
Kinder- und Jugendmuseum
Donaueschingen
Kopernikus-Schule Freigericht
Landesmedienzentrum LMZ
Karlsruhe
LESC, KIT Karlsruhe
MicroTec Südwest, Spitzencluster
Obersee Bilingual School,
Pfäffikon, Schweiz
Pädagogische Hochschule
Karlsruhe
PE-Stiftung
RWTH Aachen
Senatsverwaltung für Bildung,
Wissenschaft & Forschung Berlin
Technisches Gymnasium für
Umwelttechnik an der Gewerbeschule Rheinfelden
Thomas-Strittmatter-Gymnasium
St. Georgen
TTI Stuttgart
Virtual Dimension Center (VDC)
VS Möbel, Tauberbischofsheim
Cyber-Classroom | 21
+
„Wir wollen bei den Schülern Freude und Interesse an
Naturwissenschaft und Technik wecken, denn gerade in
diesen Fächern benötigt das Industrieland Deutschland
mehr talentierten und engagierten Nachwuchs.“
Dr. Klaus Engel,
Vorstandsvorsitzender Evonik Industries AG
Die Finanzierungsmöglichkeiten
+
„Wir kommen selbst aus dem Technik-Umfeld und freuen
uns darüber, hier finanziell, aber auch bei der Entwicklung eines Moduls aktiv sein zu dürfen.
Frank Elsässer, Elsässer Filtertechnik GmbH
Tübingen
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Schulen brauchen Schüler, neue Mitarbeiter, Finanzmittel, Fördermittel,
ein gutes Image und ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber anderen
Schulen. Gleichzeitig ist der Anspruch
an Schulen sehr hoch: Schulen sollen
unabhängige Institutionen sein, die
gute Bildung anbieten. Aber nicht nur
das: Die Hauptfaktoren der Eltern für
die Auswahl der Schule für ihre Kinder
sind neben praktischen Elementen wie
der Verkehrsanbindung bzw. Nähe
und der sozialen Aspekte vor allem
die guten Lehrer sowie die technische
Ausstattung. Neue Lehr- und Lernmethoden sind ein wichtiges „Aushängeschild“ für Schulen, die für Schulleiter
auch „ein Symbol für Innovationskraft“
darstellen. Doch woher die Ressourcen
nehmen, wenn z.B. auch die Turnhalle
oder die Fenster saniert werden müssten? Wie kann Innovation an Schulen
im Zeitalter von Fördermittelkürzungen seitens des Staates trotzdem stattfinden?
„Das Spannende bei dieser von der PE-Stiftung sich selbst
gestellten Aufgabe ist, dass es viele Bereiche gibt, für die
Lehrmodule in 3D entwickelt werden können, weshalb die
fruchtbare Zusammenarbeit mit dem Thomas-StrittmatterGymnasium und dem Cyber-Classroom fortgesetzt wird.“
Dieter Knorpp, Leiter Technologiezentrum TZ St. Georgen
22 | Cyber-Classroom
Unter dem Motto „Unternehmen
machen Bildungssponsoring“ fördern
Großkonzerne aber auch Unternehmen aus dem Mittelstand das
Bildungs-wesen durch die finanzielle
Unterstützung bei der Einführung der
Cyber-Classroom Lernmodule. Die
C3-Labs dienen als Netzwerkanker
und schaffen gleichzeitig eine Plattform für die Schulen, um sich mit den
Firmen zu vernetzen. Schulleiter und
Fachlehrer der Pilotschulen berichten
fortlaufend aus der Anwendungspraxis und über die Lernerfolge.
www.vdc-tz-stgeorgen.de
Evonik als Vorreiter des
Bildungssponsorings für Chemie
Engagement für Bildung und Ausbildung ist ein Kernanliegen von Evonik.
„Die Fachkräfte von morgen müssen
wir heute schon begeistern und zwar
mit zukunftsweisenden Technologien
wie dem Cyber-Classroom“, betont
Markus König, zuständig für das Bildungssponsoring bei Evonik Industries. Die Schulleiter und Lehrer der
von Evonik ausgestatteten Schulen
sind begeistert und finden, dass die
3D-Lern-Umgebung es den Schülern
ermöglicht, die komplexen Inhalte
der Chemie in Theorie und Praxis
einprägsam und in spielerischer Art
zu erleben und so besser zu verstehen.
www.evonik.de
BILDUNGSSPONSORING
EIN GEBEN UND NEHMEN
Die PE-Stiftung als
erster regionaler Impulsgeber
Elsässer Filtertechnik GmbH
aus dem Mittelstand
Die Idee einer „Qualifizierung des
Lehrpersonals“ soll mit neuen, innovativen Lehrmitteln erfolgen, die
den Unterricht „spannend“ machen
und damit zum einen das Lernen,
zum anderen aber auch das Lehren
erleichtern. Mit den vorgeschlagenen
„Modulen“ konnte dies hervorragend
erfolgen, weshalb sich die PE-Stiftung,
deren Stiftungszweck die Qualifizierung als Schwerpunkt beinhaltet, dazu
entschlossen hat, die Finanzierung von
Softwarepaketen zu übernehmen.
Speziell für den Physikunterricht an
der Geschwister-Scholl-Schule haben
imsimity, die Fachlehrer der Schule und die Nufringer Firma Elsässer
Filtertechnik GmbH, die den CyberClassroom der Schule gestiftet hat,
ein neues Modul entwickelt: Mit der
„Ionen-Kanone“ lässt sich die Wirkungsweise von Ionen im elektrischen
und magnetischen Feld visuell betrachten und beeinflussen. Professor Stephan Schwan, Leiter der Arbeitsgruppe „Wissenserwerb mit Cybermedia“
des Tübinger Uni-Instituts für Wissensmedien, begleitet das Projekt wissenschaftlich. Er hält es für sehr sinnvoll,
die neuen, scheinbar unterhaltungsbezogenen Medien für die Bildung zu
nutzen.
imsimity Engagement
Seit 2010 findet jährlich die einwöchige Kinderuni an der Hochschule
Furtwangen, u.a. im dort angesiedelten C3-Lab statt. Gemeinsam mit der
Fakultät Wirtschaftsingenieurwesen
gestaltet imsimity einen 3D-Parcours
für die teilnehmenden Kinder, um ihnen
die 3D-Lerntechnik zu vermitteln. Es
werden die personellen Ressourcen
sowie aktuelle 3D-Lernmodule samt
neuster Hardwaretechnologie kostenlos zur Verfügung gestellt.
www.kinderuni-furtwangen.de
Mach Mit! beim Kinder- und
Jugendmuseum Donaueschingen
Das außerschulische Bildungsprojekt
von imsimity mit Konrad Hall, dem
Architekt des Kinder- und Jugendmuseums, wird den Cyber-Classroom als
Kernstück der interaktiven Exponate
beinhalten.
Cyber-Classroom | 23
3D
AUSBLICK
3D-Unterricht der nächsten Generation
“Virtual Reality is shared and
objectively present like the physical
world, composable like a work of art,
and as unlimited and harmless as a
dream. When Virtual Reality becomes
widely available, around the turn of
the century, it will not be seen as a
medium used within physical reality,
but rather as an additional reality.
Virtual Reality opens up a new
continent of ideas and possibilities.”
Howard Rheingold, Autor,
VR-Veteran und -Vordenker, 1991
„In der Zukunft ist das gesamte Denken und Lernen anders. Wir haben
immer 3D im Klassenzimmer und
benutzen es nach Belieben.
Es gibt Bücher mit 3D-Inhalten. Man
tippt auf das Bild, und es wird zu 3D.
Es kommt irgendwie aus der Seite
heraus. Das hätte ich gern.“
Schüler, LiFE1 Studie 2011
Um eine Schulform der Zukunft zu
werden, muss man auch auf
medialer Ebene ein Klassenzimmer
der Zukunft anbieten, mit allen
positiven Errungenschaften,
die unsere Zeit mit sich bringt.
Marion Zimmer,
Projektleiterin Gemeinschaftsschule
Oberhausen
24 | Cyber-Classroom
Woran imsimity mit seinem Open
Social Innovation (OSI) Netzwerk
bereits forscht und entwickelt, sind
gestenbasierte Systeme, die den
Cyber-Classroom steuern. Die Schüler und Lehrer können in absehbarer
Zukunft ohne ein Interaktionsgerät nur mit Arm- und Handbewegungen im
Raum in den 3D-Lernmodulen interagieren. Zum Einsatz kommt hier die
Kinect der Videospielekonsole Xbox
360.
Ein erstes Anwendungsbeispiel ist
der „MotionPainter“, den imsimity mit
einem studentischen Projekt weiterentwickelt. Dieser soll im Kunst-Unterricht auf eine ergänzende Weise die
digitalen Medien einbinden.
Eine zukünfige Alternative zum Interaktionsgerät VRiiD (auf Basis des
Wii-Controllers) wird auch das iPad
sein, mit dem per Touchscreen mittels
Bewegungssensoren die Interaktion im
Cyber-Classroom erfolgt.
Auch die erweiterte Realität, die so
genannte „Augmented Reality“ hat
bereits in Teilen in die 3D-Lernwelten
Einzug gehalten. Testumgebungen sind
im C3-Lab des Technologie-TransferZentrums (TTI) in Stuttgart installiert.
Existierende 3D-Systeme ohne Brille
werden getestet und sobald die Qualität es zulässt, in den Cyber-Classroom aufgenommen.
Erste Versuche per Gedankensteuerung mit den Inhalten zu interagieren
sind in den USA entwickelt worden.
Auch hier wird die Forschung fortschreiten.
Der Cyber-Classroom wird im Zuge
dieser Weiterentwicklung und Internationalisierung mit einer Mehrsprachigkeit ausgestattet. Derzeit sind u.a.
die Sprachen Englisch und Französisch vorhanden.
Weitere Sprachen werden folgen
und somit den 3D-Unterricht an internationalen Schulen sowie bilingualen
Unterricht ermöglichen.
D
+
„Der Schlüssel des Ganzen ist, immer gewillt zu sein,
die Dinge anders zu sehen.“
Dale Herigstad, Technical Designer
Minority Report
Bild: 20th Century Fox Film Corporation
Tom Cruise in Minoroty Report, USA 2002, R: Steven Spielberg
Cyber-Classroom | 25
DANK
Es gibt mittlerweile viele Personen, die das
Open Social Innovation Netzwerk bei der Einführung der 3D-Lernmethode in Deutschland
und darüberhinaus unterstützen. Ein ganz besonderer Dank für den engagierten Blick über
den Tellerrand und den Mut Visionen Taten folgen zu lassen gilt:
Dr. Klaus Engel, Evonik Industries AG
Markus Langer, Evonik Industries AG
Markus König, Evonik Industries AG
Dieter Knorpp, PE-Stiftung
Prof. Dr.-Ing. Thomas Müller, VS Möbel
Jörg Blumenstock, VS Möbel
Dr. Axel Haberer, VS Möbel
Prof. Dr. Dr.-Ing. Dr. h. c. Jivka Ovtcharova,
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Ralf Heinrich, Thomas-Strittmatter-Gymnasium
St. Georgen (TSG)
Dr. Jörg Zimmermann, Alexander Mosbacher,
Rüdiger Brix, TSG
Mario Mosbacher, Fürstenberg-Gymnasium
Donaueschingen
Konrad Hall, Kinder- und Jugenmusuem
Donaueschingen
Marion Zimmer, Gemeinschaftsschule
Oberhausen
Prof. Dr. Stephan Schwan, Leibniz-Institut für
Wissensmedien Tübingen
Frank Elsässer, Elsässer Filtertechnik GmbH
Prof. Ursula Drees, Hochschule der Medien
Stuttgart
NÜTZLICHE LINKS
QRcode scannen und ...
... den Cyber-Classroom auf
unserem Youtube Kanal kennenlernen (https://www.youtube.com/
watch?v=cSNM1Z7lXNI)
... zur Website mit den aktuellen
Lernmodulen surfen (http://www.
cyber-classroom.de/lernmodule/
school-edition)
... zur Evonik-Story „Wieder Bock
auf Chemie“ surfen (http://corporate.evonik.de/de/verantwortung/
Pages/cyber-classroom.aspx)
Prof. Franz-Josef Schneider, Hochschule für
Technik Stuttgart
Prof. Dr. Ulrich Mescheder, Hochschule
Furtwangen University (HFU)
Prof. Robert Schäflein-Armbruster, HFU
... Cyber-Classroom auf Facebook
liken (https://www.facebook.com/
CyberClassroom )
... und herzlichen Dank allen engagierten Schülern, Studenten und Lehrern, die das 3D-Lernen an den Schulen, Hochschulen und in der
betrieblichen Aus- und Weiterbildung möglich
machen!
Alles weitere:
www.cyber-classroom.de
www.imsimity.de
26 | Cyber-Classroom
EIGENE 3D-IDEE?
GEWINNEN SIE FÜR IHRE SCHULE ODER
HOCHSCHULE EINEN CYBER-CLASSROOM
Machen Sie mit.
Stellen Sie sich folgende Fragen:
Werden Sie Teil des Open Social Innovation Prozesses. Erstellen Sie ein
Konzept über Ihre 3D-LernmodulIdee von ein bis zwei DIN A4-Seiten.
Das Konzept sollte möglichst konkret
ausgeführt sein, damit sich unser didaktischer Beirat ausführlich damit
beschäftigen kann.
•
Welche Lerninhalte sind schwer
zu verstehen? Was könnte in 3D
besser vermittelbar sein?
•
Welche Prozesse sind in der Natur, in der Realität nicht sichtbar? Was ist räumlich nur begrenzt vorstellbar?
Beschreiben Sie, wie das 3D-Modell
aussehen könnte und welche Schritte erklärt werden sollen. Sie können
gerne auch eine kleine schematische Skizze dazu anfertigen. Auf Anfrage erhalten Sie ein „Storyboard“
eines vorhandenen Lernmoduls.
•
Bei welchen Themen sollte der
Unterricht interaktiver gestaltet sein?
•
In welchem Themengebieten
könnte das 3D-Lernmodul angesiedelt sein?
•
In welcher/n Lernstufe/n könnte
das Modul verwendet werden?
Nehmen Sie Stift und Papier oder PC
und Computer-Maus zur Hand und
lassen Sie Ihrer Kreativität freien
Lauf. Senden Sie Ihre 3D-Idee zusammen mit diesem Formular an:
imsimity GmbH
Ausschreibung Cyber-Classroom
Leopoldstr. 1
D-78112 St. Georgen
oder per E-Mail an:
[email protected]
Vor- und Zuname:
Schule/Organisation/Institut:
Adresse:
(Strasse, Land, PLZ, Stadt)
Ihre E-Mail und Telefon-Nr.:
Nutzen Sie bereits den Cyber-Classroom?
Sie haben noch Fragen? So können Sie uns erreichen:
Fon +49 (0) 7724 - 917 - 5150
oder per E-Mail: [email protected]
Teilnahmeberechtigt sind Schüler ab 14 Jahren, Studierende, Lehrer
und Eltern von Schülern ab 10 Jahren. Imsimity verlost pro Jahr jeweils
einen Cyber-Classroom. Pro Person und Jahr ist nur eine Teilnahme am
Gewinnspiel möglich. Eine Barauszahlung des Gewinns, die Ausgabe
eines Ersatzgewinns oder der Tausch eines Gewinns sind nicht möglich. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.
JA
NEIN
S IST
S
U
L
E S C H J A H R E SD
N
E
EINS ILS ZUM ZEMBER
JEWE DER 31. DE
ENDE
Ihr Ansprechpartner:
imsimity GmbH
Martin Zimmermann
Leopoldstr. 1
D-78112 St. Georgen
Fon +49 (0) 7724 - 917 - 5150
E-mail: [email protected]
www.cyber-classroom.de
www.imsimity.de
© imsimity GmbH
All rights reserved.
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