Wenn die Vorlesung dreidimensional wird: VR im Lehrbetrieb einsetzen

Im Projekt »ViRAI« werden Konstrukteure von morgen mit Virtual Reality (VR) ausgebildet

Die Coronakrise beschleunigt nicht nur bei Unternehmen, sondern auch im Studienbetrieb die Digitalisierung. Neben Lernplattformen und E-Lectures rücken im Ingenieurbereich Virtual- und Augmented Reality-Technologien immer stärker in den Fokus. Das IAT der Universität Stuttgart, Partner des Fraunhofer IAO, entwickelt im Projekt »VIRAI« daher Konzepte, wie man Virtual Reality (VR) vermehrt im Lehrbetrieb einsetzen kann.

Wer morgen mit CAD-Software und 3D-Modellen Gebäude entwerfen oder Maschinen konstruieren möchte, sollte heute schon mit dem Umgang von Virtual und Augmented Reality vertraut werden. Die Technologie hat in den letzten Jahren große technische Fortschritte gemacht und sich vom Spielzeug zum Werkzeug entwickelt. AR und VR finden zunehmend Verwendung beispielsweise in der Produktionsplanung, dem Unterhaltungssektor oder für Forschungsaufgaben mit hohen Visualisierungsanforderungen.

Ingenieure von morgen müssen heute mit Virtual und Augmented Reality vertraut werden

Doch viele Dozenten, die an den Universitäten im Ingenieurswesen unterrichten, sind vorwiegend noch in der 2D-Welt daheim. Vor diesem Hintergrund hat das Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart, das eng mit dem Fraunhofer IAO kooperiert, das Projekt »Virtual Reality in der universitären Ausbildung im Ingenieurswesen (ViRAI)« gestartet. Es ist eines von insgesamt fünf Vorhaben zur anwendungsorientierten Erforschung von Lern- und Lehrkonzepten mit Virtual und Augmented Reality an Hochschulen, die mit insgesamt rund 1,8 Millionen Euro vom Wissenschaftsministerium mit Mitteln der Digitalisierungsstrategie digital@bw gefördert werden. »Mit Hilfe von Virtual und Augmented Reality entstehen beeindruckende neue Horizonte, denn mit diesem digitalen Medium kann man sich viel tiefer und intensiver – sozusagen mit dem ganzen Körper – mit einem Gegenstand auseinandersetzen. Daher wohnt diesen Technologien auch ein besonders hohes Potenzial inne, um die Lehre und das Lernen zu bereichern. Davon soll die Hochschullehre profitieren«, sagte Wissenschaftsministerin Theresia Bauer.

VR-Laborumgebung der angewandten Forschung als Experimentierraum für Studierende

Im Projekt ViRAI soll VR als Mittel zum Lernen eingesetzt werden, z.B. um den Studierenden räumliche und interaktive Inhalte näherbringen. Zugleich wird VR auch als Handwerkszeug für Ingenieure vermittelt. »Das Projekt ist einer unserer Beiträge zur Digitalisierung der Lehre. Wir möchten, dass unsere Absolventen die neuesten Technologien beherrschen. Dank der Laborumgebungen am kooperierenden Fraunhofer IAO haben wir auch die entsprechende Ausstattung, um neueste VR-Anwendungen erlebbar zu machen,« erläutert Dr. Manfred Dangelmaier, Projektkoordinator von ViRAI. VR kommt sowohl für die Projektübungen »Grundzüge der Produktentwicklung« zum Einsatz als auch in der Vorlesung »virtuelles Engineering«. In den Übungen sollen die Studierenden mehr praktische Erfahrungen mit VR sammeln. Hilfreich ist dabei, dass viele VR-Spieleapplikationen auch am heimischen PC genutzt werden. Zum Einsatz kommt neben den üblichen Konstruktionswerkzeugen (CAD) auch Software zur 3D-Modellierung und aus der Spieleentwicklung, um technische Objekte zu entwickeln, mit Materialien und Interaktionsmöglichkeiten zu versehen und mit passender Beleuchtung in realistischer Umgebung in Szene zu setzen.

Die Erfahrungen aus dem Projekt sind die Basis für die weitere Digitalisierung der Lehre. Das interdisziplinäre Forscherteam des Instituts für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart, des Ludwig-Uhland-Instituts für Empirische Kulturwissenschaft der Universität Tübingen und des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO untersucht außerdem, wie sich die Lehr- und Lernkultur durch den Einsatz von VR und AR in der Ingenieursausbildung verändert.

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