MARLA

Masters of Malfunction

Lernspiel zum Training der Fehlerdiagnosekompetenz

von mechanischen, elektrischen und hydraulischen Fehlern.

Forschung


Im Forschungsvorhaben MARLA werden die Potenziale innovativer Schnittstellen von augmentierter und virtueller Reality (XR)-Technologien, digitaler Sprachassistenz und Serious Games für den praktischen Einsatz in der gewerblich-technischen Ausbildung am Beispiel der Windenergietechnik aufgezeigt. Für die Berufsfelder Elektrotechnik und Metalltechnik wird eine XR-Lernanwendung entwickelt und erprobt, die das Prinzip „Lernen durch Fehlersuche und -analyse“ spielerisch umsetzt.

Zielgruppen des Projekts sind Auszubildende und Ausbildende der beruflichen Erstausbildung sowie Teilnehmende von Weiterbildungsmaßnahmen im Bereich Windenergietechnik. XR-Brillen bieten den Vorteil, dass Lernende den witterungsbedingten sowie vielfältigen mechanischen und elektrischen Gefahren bei Reparatur einer WKA nicht ausgesetzt sind, sondern sich im geschützten Raum ausprobieren können.
In einem iterativen Prozess werden konkrete Problemlösungsszenarien entwickelt, um praxisnahe Fälle in der spielerischen Lernanwendung zu erproben und Lernprozesse in Gang zu setzen. Zur Evaluation des methodisch-didaktischen Mehrwerts werden neben Leistungs- und subjektiven Maßen (z.B. mithilfe des NASA Task Load Index) auch physiologische Parameter evaluiert, z.B. die Erfassung von Blickdaten (Eye-Tracking).


Laufzeit
  • 01.03.2019 bis 30.04.2022
Projektvolumen
  • 1,4 Millionen Euro
Förderrichtlinie
  • "Virtuelle und erweiterte Realität (VR/AR) in der beruflichen Bildung" (VRARBB)


Projektpartner

Technische Universität Berlin
The Good Evil
Handwerkskammer Osnabrück, Emsland, Grafschaft Bentheim
Handwerkskammer Koblenz


Assoziierte Partner

Hein-Möer Schule
RWE - Offshore-Windpark Arkona

Offshore-Windpark Arkona
Wissenschaftsladen Bonn e.V.



Bundesministerium für Bildung und Forschung

Publikationen


Spangenberger, P., Matthes, N., Kruse, L., Kybart, M., Schmidt, K. & Kapp, F. (2021). MARLA – Masters of Malfunction -VR Game zum Trainieren der Fehlerdiagnosekompetenz in der Erstausbildung im Bereich Elektro- und Metalltechnik. In H. Söbke H. & . Weise (Hrsg.), Wettbewerbsband AVRiL 2021 (S. 4-10). Bonn: Gesellschaft für Informatik e.V.https://doi.org/10.18420/avril2021_01

Kapp, F., Matthes, N., Niebling, M., & Spangenberger, P. (2021). MARLA: Fehlerdiagnosekompetenz mit Virtual Reality trainieren. In Arbeit HUMAINE gestalten: Dokumentation des 67. Arbeitswissenschaftlichen Kongresses. Dortmund: GfA-Press.

Matthes, N., Schmidt, K., Kybart, M., & Spangenberger, P. (2021). Trainieren der Fehlerdiagnosekompetenz in der Ausbildung. Qualitative Studie mit Lehrenden im Bereich Metall- und Elektrotechnik. Journal of Technical Education (JOTED), 9(1), 31–53. https://doi.org/10.48513/joted.v9i1.222

Kapp, F., Spangenberger, P., Schmuntzsch, U. & Rötting, M (2020). Potenziale von Augmented und Virtual Reality am Beispiel zweier Ausbildungsszenarien im Bereich Windkraftanlagen. In: Dokumenation des 66. Arbeitswissenschaftlichen Kongresses. Digitaler Wandel, digitale Arbeit, digitaler Mensch?, Bd. 35. 66. Frühjahrskongress. Berlin, 6.03.-18.03.2020. Gesellschaft für Arbeitswissenschaften. Dortmund: GfA-Press

Kapp, F., Kruse, L. & Spangenberger, P.(2019). AR –VR –MR? Erfolgsfaktoren für immersive Lernumgebungen am Beispiel einer Lernanwendung für die Windenergiebranche. In Sandra Schulz (Ed.): Proceedings of DELFI Workshops 2019, Berlin, Germany, September 16, pp. 130-143. https://doi.org/10.18420/delfi2019-ws-116.

Spangenberger, P., Kapp, F., Kruse, L. & Rötting, M. (2019). A Mixed-Reality Learning Application to Experience Wind Engines for Beginner and Experts. In Lars Elbæk, Gunver Majgaard, Andrea Valente and Md. Saifuddin Khalid (Ed.), Proceedings of the 13th European Conference on Game Based Learning (ECGBL) 2019, Odense, Denmark, October 3-4. pp. 1041-1044. Reading: ACPIL https://doi.org/10.34190/GBL.19.063.

Blog Archiv

Archiv unserer Projektberichte des MARLA Forschungsvorhabens.

26.04.2022: Release von MARLA für Meta Quest

Endlich ist es soweit. MARLA - Masters of Malfunction ist veröffentlicht!

Das Spiel ist erhältlich für die Oculus Quest 1 & 2 (Meta Quest).
MARLA direkt über das Meta Quest AppLab oder SideQuest runterladen und auf einer Oculus Quest installieren.

Schnapp dir den Sicherheitshelm, leg den Klettergurt an und dann geht es raus auf’s Meer. 35km vor Rügen liegt der Offshore-Windpark in dem du deine Fertigkeiten in der Fehlerdiagnose und Wartung unter Beweis stellen kannst.

Bewaffnet mit Multimeter, Schraubendreher und Putzlappen begleitest du Alex auf eine Windenergieanlage. Zusammen meistert ihr die acht Schritte der Fehlerdiagnose. Nach dem erfolgreichen Einsatz, bist du plötzlich auf dich alleine gestellt. Jetzt kannst du dich als “Master of Malfunction” beweisen und den nächsten Fehler fachgerecht beheben.

MARLA - Masters of Malfunction, das Serious Game mit dem schönsten Ausblick auf die Ostsee.

MARLA ermöglicht die Fehlerdiagnosekompetenz von Auszubildenden im Bereich der Metall- und Elektrotechnik am Beispiel einer vollständigen Offshore-Windenergieanlage zu trainieren – direkt im Klassenzimmer in Virtual Reality.

15.03.2022: Abschlussveranstaltung des Projekts MARLA

Nach drei Jahren Laufzeit endet das Projekt MARLA - Masters of Malfunction Ende April 2022. Im Projekt ist ein Game entstanden, um die Fehlerdiagnosekompetenz von Auszubildenden im Bereich der Metall- und Elektrotechnik am Beispiel einer vollständigen Offshore-Windenergieanlage zu trainieren – direkt im Klassenzimmer in Virtual Reality mit der Oculus Quest. Wir möchten Sie gerne zu unserer Online-Abschlussveranstaltung am 26. April 2022 von 14:00 bis 16:00 Uhr herzlich einladen.

Im Rahmen der Online-Veranstaltung präsentieren wir das Game und das begleitende Unterrichtsmaterial. Wir geben auch einen Einblick in unsere Projekterfahrungen und die Ergebnisse der Evaluation.
Bei Interesse, melden Sie sich auf folgender Webseite an:
https://www.btz-osnabrueck.de/veranstaltung/abschlussveranstaltung-marla/ .

Programm der Veranstaltung: 14 Uhr Begrüßung, 14:10 Uhr Einführung und Einblicke in VR-Game, 15:10 Uhr Vorstellung der pädagogischen Begleitmaterials für Lehrkräfte, 15:30 Uhr Projektevaluation im Anschluss Fragen und Diskussion.
15.12.2021: MARLA in der Berufsschule - Erfahrungen an zwei Standorten

Ende November/Anfang Dezember haben wir in Sigmaringen an der Bertha-Benz-Schule die Gelegenheit bekommen unser VR Game MARLA mit Berufsschüler*innen zu testen. 22 angehende Industriemechaniker*innen haben die MARLA-Anwendung ausprobiert und uns anschließend Feedback gegeben. Moritz und Felix vom MARLA Team haben dabei erstmals in zwei Klassenräumen parallel jeweils zwei Auszubildenden die Oculus Quest mit Kopfhörern aufgesetzt - damit haben wir neben der Anwendung auch ausprobiert, wie MARLA später in den Berufsschulen zum Einsatz kommen könnte. In der Anwendung selber wurde systematisch nach dem Fehler auf der Windenergieanlage gesucht, fleißig gekrant und gemessen. Uns hat interessiert, wie die Auszubildenden die Aufgabe in der VR erleben, inwiefern sie das Erlebnis auf der virtuellen Windenergieanlage als realistisch bezeichnen würden und was sie inhaltlich mitgenommen haben.

An einem zweiten Standort, an der Radko-Stöckl-Schule in Melsungen, hat Moritz mit zwei weiteren Klassen geschaut, inwiefern die MARLA Anwendung durch einen Vortrag zum Thema systematische Fehleranalyse und ein gemeinsames Anspielen in den Unterricht integriert werden kann. Hier haben insgesamt 40 Auszubildende aus dem Bereich Mechatronik in die Anwendung geschaut und uns Feedback gegeben. Wir bedanken uns bei allen für die hilfreichen Anmerkungen und freuen uns über das große Interesse an der Anwendung.

Marla wird in der Bertha-Benz-Schule Sigmaringen getestet. Zwei Menschen mit VR Brillen spielen in einem Klassenzimmer.

© Marla

04.10.2021: Workshop zu Transfermöglichkeiten der MARLA Anwendung auf Berufe der Bautechnik

Am 27. September 2021 hat an der Technischen Universität Berlin ein Workshop unter dem Titel „Übertragung der MARLA-Projektergebnisse auf die Bautechnik“ unter Beteiligung von Expert*innen stattgefunden. Die übergeordnete Fragestellung des Workshops war es, inwiefern die im MARLA-Forschungsvorhaben identifizierten Potenziale von spielerischen VR Lernanwendungen im Bereich der Metall- und Elektrotechnik auf den Berufsbereich Bautechnik übertragen werden könnten. Zur Beantwortung der genannten Fragestellungen wurde in einem ersten Schritt das Projekt mit seinen Lernzielen und -inhalten vorgestellt, in einem zweiten Schritt die Anwendung durch die Teilnehmenden getestet und im Anschluss daran der Transfer diskutiert. Folgende Eigenschaften haben sich zum aktuellen Stand des Forschungsvorhabens bereits als Mehrwert der MARLA VRAnwendung für die berufliche Bildung herauskristallisiert:

  • Lernen am Modell, Umsetzung einer pädagogischen Agentin
  • Umsetzung des Lernziels Fehlerdiagnosekompetenz mithilfe von acht Handlungsschritten
  • Virtuelle Mini-Modelle von Anlagen und Bauteilen
  • Skalierung von Anlagen in realer Größe
  • VR Gamemechaniken
  • Authentisches Anwendungsszenario der beruflichen Praxis
  • Erleben des Berufsalltag mit Nachhaltigkeitsbezug
  • Visualisierung von Denkprozessen

Aufbauend darauf waren folgende Fragestellungen für den Workshop relevant:

Für welche Berufe in der Bautechnik ist die Fehlerdiagnosekompetenz ebenfalls relevant? Welche Lernziele gibt es, die ein schrittweises Vorgehen erfordern oder auch ein Lernen am Modell? In welchen Arbeitsprozessen fehlt es an Visualisierung von Anlagen, Denkprozessen oder Arbeitsabläufen? Wo wäre eine Skalierung von Anlagen in authentischem Setting hilfreich in der Erstausbildung? Gibt es Arbeitsorte, die nur schwer zugänglich sind für Auszubildende? Inwiefern spielt das Themenfeld Offshore eine Rolle in der Bautechnik? Welche Elemente der MARLA-Anwendung ließen sich sofort übertragen, welche müssten adaptiert werden?

Nach einer eingängigen Beschreibung der genannten Vorteile, wurden drei Eigenschaften der MARLA Anwendung als besonders vielversprechend zur Übertragung auf die Bautechnik herangezogen: die Umsetzung eines systematischen Vorgehens bei der Fehlerdiagnose und der Visualisierung von Denkprozessen durch eine virtuelle Hilfsansicht , der Visualisierung und Anwendung von 3-D Modellen sowie die Skalierung großer Anlagen in realer Größe. Auf dieser Grundlage wurden die Transfermöglichkeiten anhand ihres Potenzials gewichtet und diskutiert. So war Konsens, dass auch in der Bautechnik das Ausbilden der Fehlerdiagnosekompetenz, wie in der Metall- und Elektrotechnik, ein wichtiger Bestandteil der Ausbildung ist. Auch über die dargestellten Ansätze hinaus zeichneten sich weitere Ansatzpunkte für Übertragungsmöglichkeiten ab.

Das Bild eine Folien vom Workshop mit dem Schema, welches die Potenziale der MARLA Anwendung beschreibt. Von \

© Marla

20.09.2021: Prototyp testen im Windpark Arkona

Nachdem die Alpha-Version von MARLA fertiggestellt wurde, war es an der Zeit den Prototyp mit den Fachkräften des Windparks Arkona von RWE Renewables zu erproben. In knapp zwei Jahren der Projektlaufzeit wurden spezifischen Merkmale und Funktionen einzelner Bauteile einer Offshore-Windkraftanlage mit den Fachkräften virtuell umgesetzt. Zur Erprobung ist das Team Mitte September zum Windpark Arkona auf die Insel Rügen gereist. Zehn Expert*innen des Kooperationspartners RWE Renewables haben die Anwendung vor Ort getestet. Als Servicekräfte für Offshore-Windkraftanlagen ist die Überfahrt zum Windpark auf See zur Fehlerbehebung im Windpark Teil des alltäglichen, beruflichen Aufgabenfelds. Neben der Rückmeldung zur Spielbarkeit war es für das MARLA-Team von besonderem Interesse, die in VR umgesetzten Bauteile und technischen Arbeitsprozesse in der Offshore-Windkraftanlage von den Expert*innen begutachten zu lassen. Umso mehr haben wir uns gefreut, dass die Anwendung als sehr authentisch und die Umsetzung der Arbeitsprozesse als sehr gelungen bewertet wurde. Gemeinsam mit den Fachkräften wird nun das Feedback von den Spielentwickler*innen in den Prototypen für die Beta-Version überführt.

Das Bild zeigt eine Expertin von RWE Reneables beim testen des MARLA Prototypen mit der Oculus Quest VR-Brille.

© Marla

06.08.2021: MARLA gewinnt den AVRiL 2021 Award

Das MARLA-Forschungsvorhaben wurde mit dem AVRiL 2021 Award ausgezeichnet, dem Preis des Stifterverbandes für gelungene VR/AR-Lernszenarien. Der Wettbewerb zeichnet aktuelle, effektive Lernszenarien unter Einbeziehung von VR- und AR-Technologien aus. Dabei müssen die Wettbewerbsbeiträge in den Kategorien inhaltliche Qualität, Darstellung, praktische Bedeutung, Beitrag zur Theoriebildung, Innovationsgrad, Wettbewerbsrelevanz, Lernzielerreichung, Angemessenheit des didaktischen Designs, Reifegrad, Evaluation und Übertragbarkeit überzeugen. Das ganze MARLA-Team freut sich sehr über diese besondere Auszeichnung. Der Beitrag wird am 13.09.2021 auf dem Workshop VR/AR-Learning im Rahmen der DELFI 2021 und GMW 2021 präsentiert.

Das Bild zeigt die Goldmedaille des AVRiL Awards 2021.

02.06.2021: Evaluationsstudie startet an der TU Berlin!

Zur wissenschaftlichen Untersuchung der Effekte unserer VR Lernanwendung startet diese Woche eine erste Evaluationsstudie. In der Studie wird untersucht, inwiefern in der Anwendung MARLA Wissen über Windkraftanlagen, die technische Funktionsweise und den Arbeitsalltag in einem Offshore Windpark vermittelt wird. Darüber hinaus interessiert uns, wie man MARLA wahrnimmt: "Immersion", "Flow" und "Motion Sickness" werden ebenfalls abgefragt. Der Studie gehen intensive Vorbereitungen in einem großen Team voraus. Der Prototyp wurde für die Studie angepasst, erste Tonaufnahmen für die Dialoge erstellt und ein umfangreiches Hygienekonzept festgelegt und getestet.
Wir sind sehr gespannt auf die Ergebnisse.

Mensch mit Virtual Reality Brille auf dem Kopf. Bild aus dem MARLA-Prototypen auf dem die Instruktorin an einem kleinen Modell einer Windenergieanlage steht.

© Marla / TU Berlin

26.05.2021: Erster Einblick in den Prototyp der MARLA-Lernanwendung !

In den vergangenen Monaten haben die Game-Designer*innen, Programmierer*innen, Fachdidaktiker*innen und Psycholog*innen aus unserem Team gemeinsam mit unseren Praxispartnern fleißig an der neuen Version des MARLA-Prototypen gebastelt. Nun ist es endlich soweit. Mit diesem Prototypen werden jetzt erste Evaluationsstudien zum Lernerfolg durchgeführt. Als kleiner Vorgeschmack hier ein Videoeinblick:

05.05.2021: Studie zur Virtual Reality in der Berufsausbildung!

Zur Entwicklung von Begleitmaterial für den Unterricht an berufsbildenden Schulen und Ausbildungszentren für die Virtual Reality Lernanwendung MARLA ist die Expertise aus beruflichen Praxis von Lehrkräften und Ausbildenden im Bereich der Elektro- und Metalltechnik gefragt. Daher haben wir eine Erhebung zum Einsatz von Virtual Reality in der Berufsbildung konzipiert, die sich an Ausbilder*innen und Lehrkräfte der Metall- und Elektrotechnik richtet. Die Ergebnisse fließen in die Entwicklung eines Unterrichtskonzepts zum Einsatz der Anwendung ein.
Die Befragung ist selbstverständlich anonym.
Das Ausfüllen des Online-Fragebogens dauert 10-15 Minuten.

Wir freuen uns, wenn Sie uns mit Ihrer Expertise aus Unterricht und Ausbildung unterstützen und an der Umfrage teilnehmen!

Zur Online-Befragung.

Das Bild visualisiert den Aufruf zur Teilnahme an der Studie zu Virtual Reality in der Berufsausbildung - Jetzt mitmachen.

© Marla / the Good Evil GmbH

02.03.2021: MARLA auf der virtuellen eQualification 2021!

Vom 1. bis 2. März fand die eQualification 2021 statt, eine Fachtagung des DLR-Projektträgers, in diesem Jahr als virtuelles Format. Auf der Konferenz kommen einmal pro Jahr alle geförderten Forschungsvorhaben des Programms „Digitale Medien in der beruflichen Bildung“ zusammen. Auf der diesjährigen Veranstaltung unter dem Motto "Gamification" war das MARLA-Team mit zwei interaktiven Workshops mit Thema „Serious Game Design“ beteiligt. Darüber hinaus konnten sich die Teilnehmer*innen in einer virtuellen Projektausstellung via Mozilla Hubs über unser Forschungsvorhaben "MARLA - Masters of Malfunction" informieren.

Diese virtuelle Projektausstellung möchten wir Ihnen nicht vorenthalten! Über den Link erreichen Sie die Ausstellung auf Mozilla Hub und können sich über das Projekt informieren und auf einem Boot oder einer Offshore-Windkraftanlage spazieren gehen. Sie können die Projektausstellung einfach mit ihrem Browser (Chrome, Firefox, Safari, Edge) oder einem VR-Headset (z.B. Oculus Quest) betreten.

HIER virtuelle Projektausstellung starten.

Das Bild zeigt einen Screenshot aus der Projektausstellung auf Mozilla Hubs und den Konferenzplan mit dem Serious Games Workshop von Team MARLA.

Virtuelle Projektvorstellung von MARLA in Mozilla Hubs © Marla / the Good Evil GmbH

17.12.2020: Der erste MARLA Prototype ist spielbar!

Das MARLA Team hat in den letzten Monaten das Trainieren der Fehlerdiagnosekompetenz in ein VR-Lernszenario für die Oculus Quest umgesetzt. Die erste spielbare Version des Prototypen (Vertical Slice) beinhalte einzelne Lernschritte, die der/die Spielende mithilfe eines Instruktors durchläuft, um einen Fehler im hydraulischen System einer Windkraftanlage zu diagnostizieren. Der Prototyp ist nun einsatzbereit für Evaluation mit externen Experten. Er wird in den kommenden Monaten weiter ausgebaut und mit dem Feedback angepasst. Im Anschluss folgt dann in den kommenden Monaten die Evalution im Hinblick auf den Lernerfolg. Im Video könnte ihr euch einen ersten Einblick verschaffen.

Video: © Handwerkskammer Osnabrück-Emsland-Grafschaft Bentheim

14.11.2020: Vortrag auf der virtuellen JOTED-Konferenz

Vom 11.11.2020 – 13.11.2020 hat das 5. JOTED Technikdidaktik Symposium 2020 stattgefunden. Nadine Matthes hat dort unsere qualitative Untersuchung zur Fehlerdiagnosekompetenz aus Sicht von Lehrenden vorgestellt. Im Rahmen der Untersuchung wurden 28 Lehrkräfte und Ausbildende an berufsbildenden Schulen und betrieblichen Ausbildungsstätten zu hemmenden und fördernden Faktoren beim Trainieren der Fehlerdiagnosekompetenz befragt. Die Untersuchung wird im dazugehörigen Publikationsband veröffentlicht.

Das Bild zeigt die Autorinnen des Marla Beitrags zur Joted Konferenz
10.10.2020: MARLA Forschungsteam nominiert für den VET Excellence Award 2020 - VOTE NOW

Das MARLA-Forschungsteam der TU Berlin, bestehend aus Dr. Pia Spangenberger, Dr. Felix Kapp und Nadine Matthes, sowie Linda Kruse von der Hochschule Mainz wurden gemeinsam für die „VET Excellence Awards 2020“ der Europäischen Kommission in der Kategorie „VET Innovators, subcategory VET Researches” nominiert. Damit gehen die Wissenschaftler*innen als eines von zwei Teams in die finale Entscheidungsrunde. Neben der Entscheidung einer Jury wird ein Online-Voting über den finalen Gewinner entscheiden.

Vom 10. Oktober bis 10. November 2020 kann hier online über den Gewinner abgestimmt werden: https://ec.europa.eu/social/vocational-skills-week/nominees_en

29.09.2020: MARLA im Netzwerk Grüne Arbeitswelt

Seit Anfang August ist auch unser Projekt MARLA auf der Plattform zu finden. Wir erläutern den Zusammenhang des Projekts zur Berufsbildung und nachhaltiger Entwicklung. Das Netzwerk Grüne Arbeitswelt setzt sich für Fachkräftesicherung und Berufsorientierung in der grünen Arbeitswelt ein. Neben dem Hauptziel des Forschungsvorhabens MARLA, die Fehlerdiagnosekompetenz zu trainieren, bietet vor allem die VR-Anwendung auch eine Möglichkeit für Auszubildende, berufliche Aufgaben einer Fachkraft im Windenergiesektor interaktiv zu erfahren. Auf dem Webportal des Netzwerks „Grüne Arbeitswelt“ stehen bundesweit gesammelte Materialien zur Berufsorientierung zur Verfügung. Ziel ist es, Jugendliche für Berufe im Bereich Klimaschutz zu begeistern. Grundgedanke des Netzwerkes ist es, dass Unternehmen und Fachkräfte aus fast allen Bereichen ihren Beitrag zum Schutz von Umwelt und Klima leisten können. Dabei sieht sich die grüne Arbeitswelt größer, als die originäre „Green Economy“. Jenseits dieser unstrittig „grünen” Branchen richten immer mehr Einzelunternehmen ihre Produktionsmethoden und Angebote auf eine ökologische und sozial verträgliche Wirtschaftsweise aus. Und es gibt innerhalb der beruflichen Tätigkeiten sowohl eindeutig „grüne“ Berufsbilder als auch solche, die – unabhängig von der ursprünglichen beruflichen Qualifikation – einen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz leisten. Außerdem stehen auf der Seite Angebote und Materialen zur beruflichen Orientierung und Bildung im Rahmen des Projekts zur Verfügung.

Hier geht es zum MARLA Artikel im Webportal des Netzwerks „Grüne Arbeitswelt“.

Netzwerk Grüne Arbeitswelt
26.06.2020: Prototypen zur iterativen Entwicklung der Bewegungssteuerung in VR

Das Design von VR-Anwendungen bedarf gründlicher Überlegung, da sich Anwendungen in Virtual Reality von anderen interaktiven Anwendungen wie beispielsweise denen auf mobilen Endgeräten oder Konsolen unterscheiden. Besonders die Fortbewegungsmöglichkeit innerhalb einer virtuellen Welt ist eine große Herausforderung im VR-Designprozess, da man den Spieler*innen möglichst viel Freiheit geben will und gleichzeitig vermeiden möchte, dass die Spieler*innen während des Spielens an “Motion Sickness” leiden. Es war uns wichtig, eine Bewegungsmöglichkeit zu verwenden, die das Erleben der Lerninhalte bestmöglich übermittelt. Die Analyse von bereits vorhandenen, erfolgreichen VR-Anwendungen sowie vorliegenden Forschungserkenntnissen war die Grundlage für den Designprozess.

Skizze zur Teleportation in MARLA

Die für uns relevanten Ansätze wurden in Prototypen umgesetzt und sowohl mit den Konsortialpartnern diskutiert als auch mit Spieler*innen getestet. Ausgehend davon wurden dann weitere Verbesserungen an der Steuerung vorgenommen sowie Feedback-Effekte (Soundeffekte, Partikeleffekte) hinzugefügt.

Die Bewegungssteuerung, welche für die Vermittlung der Lern- und Spielziele die bestmögliche Bewegungslösung darstellte, ermöglicht den Spieler*innen innerhalb eines festgelegten, sichtbar abgegrenzten Bereichs die freie Bewegung (siehe Grafik). Mittels Transportation können die Spieler*innen von einem in den anderen Bereich wechseln und bewegen sich so durch den virtuellen Raum.
Bei der Teleportation wird die Position innerhalb des festgelegten Bereichs relativ zur Position der Spieler*innen im echten Raum, innerhalb ihres festgelegten “Guardians”, gesetzt. Der Guardian ist der Bewegungsraum, welcher in der VR-Brille definiert wird. Per Control-Stick kann ein weiterer Bereich zur Teleportation ausgewählt werden. Die Auswahl wird dabei visuell durch eine leuchtende Umrandung des Bereichs verstärkt. Die Umrisse eines menschlichen Körpers im ausgewählten Spielbereich geben Information, zu welcher Position sich die Spieler*innen teleportieren. Innerhalb des abgegrenzten Bereichs behalten die Spieler*innen auch nach der Teleportation ihre Position bei (siehe Video).

Teleportation in MARLA

Marla Beginner VR Prototyp © Marla / the Good Evil GmbH

28.01.2020: Unser Fachworkshop „Mixed Reality in der
technischen Aus- und Weiterbildung“
Teilnehmer des Fachworkshops.

Foto: © Handwerkskammer Osnabrück-Emsland-Grafschaft Bentheim

Wie sehen die individuellen Erfahrungen und Erwartungen möglicher Anwender*innen und Fachexpert*innen im Hinblick auf dein Einsatz von Mixed-Reality Lernanwendungen aus? Diesen und weiteren Fragestellungen widmete sich der Fachworkshop „Mixed Reality in der technischen Aus- und Weiterbildung“ am 23. Januar in Vorträgen und Workshops. Zusätzlich regte ein Rundgang durch verschiedene VR-Lernanwendungen zu Fachdiskussionen an. 32 Expert*innen und zwölf Auszubildende nahmen am Workshop in der Handwerkskammer Osnabrück-Emsland-Grafschaft Bentheim teil.

Die Ergebnisse der Veranstaltung fließen unmittelbar in die weitere Arbeit des Projektteams ein. Die Dokumentation zum Fachworkshop können Sie hier herunterladen.

16.01.2020: Lehren und Lernen mit VR und AR
MARLA probiert Virtual Skills Lab aus.

Foto: Testen des Virtual Skills Labs - © MARLA

Für die Entwicklung der zwei AR/VR-Lernszenarien im MARLA-Forschungsvorhaben startet das Projektteam nicht bei Null. Um die Erfolgsfaktoren bei der Entwicklung von VR/AR Lernszenarien herauszuarbeiten, haben wir sowohl Erkenntnisse aus der wissenschaftlichen Literatur zusammengetragen als auch konkrete Anwendungen ausprobiert und uns mit deren EntwicklerInnen ausgetauscht Insgesamt 15 Projekte haben wir im Hinblick auf die Erfolgsfaktoren genauer unter die Lupe genommen (im Bild zu sehen: das Virtual Skills Lab – mehr Infos beim Virtual Skill Lab).

Die Bandbreite der Projekte umfasste dabei sowohl Virtual Reality Anwendungen als auch Augmented Reality Anwendungen realisiert mit der HoloLens oder auch via Smartphone App. Thematisch vermittelten die Lehr-Lernanwendungen unterschiedlichste Lerninhalte, vom Lackieren (entwickelt von den KollegInnen im Projekt HandleVR.de) über Wissen zur Zeitgeschichte bis zur Installation einer Steckdose. Als Ergebnis haben wir vier Gestaltungsdimensionen herausgearbeitet, welche bei der Entwicklung von AR/VR berücksichtigt werden sollten und als Erfolgsfaktoren gelten können: 1) Gestaltung konkreter Aufgaben, welche in der VR/AR bearbeitet werden sollen, 2) Feedback in der Umgebung, 3) Game-Features in der VR/AR Umgebung und 4) Interaktivität bzw. die Gestaltung der Interaktionen zwischen der Umgebung und den Lernenden (mehr Infos dazu gibt es in diesem Beitrag). Wir bedanken uns bei allen GesprächspartnerInnen, die uns einen Einblick in ihre VR/AR Projekte gewährt haben.

27.11.2019: Experteninterviews
zur Analyse von Lerninhalten
MARLA Experteninterview

Foto: © Handwerkskammer Osnabrück-Emsland-Grafschaft Bentheim

Von August bis November haben wir uns mit Experten und Expertinnen zum Thema Fehlerdiagnose im Bereich Metall- und Elektrotechnik ausgetauscht. Hierzu zählen unter anderem die Ausbilder*innen der überbetrieblichen Bildungszentren der Handwerkskammern Koblenz und Osnabrück-Emsland-Grafschaft Bentheim, sowie die Lehrkräfte kooperierender berufsbildender Schulen.

Mit insgesamt 30 Probanden haben wir eine Befragung durchgeführt. Die Expertenaussagen gaben einen Rückschluss zu Erfahrungen aus der Praxis, in denen sich Auszubildende mit dem Thema Fehlerdiagnose auseinandersetzen und wo Schwierigkeiten und Herausforderungen bestehen. Darüber hinaus war es unser Ziel mithilfe der Interviews herauszuarbeiten, bei welchen Lerninhalten der Erstausbildung ein potenzieller Mehrwert für eine virtuelle Lernanwendung gegeben ist. Im nächsten Schritt werden wir nun konkrete Lernziele formulieren, die sich für die spielerische Umsetzung in einer VR-Umgebung eigenen und gleichzeitig die Fehlerdiagnosekompetenz trainieren. Wir danken in diesem Zusammenhang allen Expert*innen, die sich für ein Interview zur Verfügung gestellt haben.

15.09.2019: Dr. Spangenberger im Interview
Cover neue Energie - Ausgabe 09 / 2019

Unsere Projektleitung, Dr. Pia Spangenberger, hat in der Septemberausgabe des Magazins neue Energie ein Interview zum Einsatz von Virtual Reality in der Ausbildung von Techniker*innen für den Service für Windkraftanlagen gegeben. Im Beitrag werden neben dem Projekt MARLA auch andere Projekte vorgestellt, die sich mit dem Thema befassen, z.B. am Institut für Produktion und Logistik (Biba). Hier wurde die Entwicklung einer Datenbrille für die Instandhaltung umgesetzt.
Zum Interview

05.09.2019: Teammeeting in Koblenz - Fachkräfte sollen in Entwicklungsprozess eingebunden werden
MARLA Teamfoto

Am 3. September war das MARLA-Team bei der Handwerkskammer Koblenz zu Gast, um die anstehenden Arbeitspakete im Projekt zu besprechen. Neben der inhaltlichen Erarbeitung für die Lernszenarien, war außerdem Thema, in welchem Rahmen die Zielgruppe (Azubis und Ausbilder*innen) in kommenden Monaten in das Projekt eingebunden werden kann. Mit dem Ziel die Kompetenz der strategischen Fehleranalyse in unserer spielerischen Lernanwendungen zu trainieren, müssen Erfahrungswerte aus Sicht der Auszubildenden als auch der Ausbildenden eingefangen werden. Fragen, wie z.B. welche Aufgabenstellungen besonders schwer oder besonders leicht fallen, müssen zur Entwicklung der Lerninhalte beantwortet werden. Darüber hinaus müssen die Fachkräfte, die bereits in der Windenergietechnik tätig sind, eingebunden werden. Im nächsten Schritt sind daher 30 Interviews mit Ausbilder*innen, zwei Zielgruppenworkshop an Berufsschulen und ein Austausch mit Fachkräften geplant.

04.07.2019: Testen, testen, Testen – die Vive
Testen der Vive Testen der Vive Testen der Vive

Im Zuge der Literaturrecherche zu bereits vorhandenen Mixed-Reality Lernanwendungen und ihren Effekten haben Pia und Felix in den vergangenen Wochen auch einige VR-Anwendungen vor Ort anschauen und erproben können. Für uns spannend war vor allem eine VR-Anwendung mit der VIVE von Innoactive die zum Training von Prozessabläufen bei Volkswagen eingesetzt wird.
Bei der Eröffnung des bauhaus reuse („reuse“ bitte englisch aussprechen) auf der Mittelinsel des Ernst-Reuter-Platz bestand die Möglichkeit mit der VIVE einen Rundgang durch das Bauhaus zu machen.
Die Gelegenheit haben sich Felix und Pia nicht entgehen lassen, um einen weiteren Eindruck für die Immersion der VIVE zu bekommen. Für den recht kurzen Einsatz der Brille, war die Immersion überraschend hoch. Der Ausblick vom Balkon des Bauhaus-Gebäudes nach unten, war für die nicht ganz höhentauglichen eine kleine Herausforderung. Mit den beiden Controllern konnte die eigene Fortbewegung im Bauhaus gesteuert und verschiedene Räume betreten werden. So können im virtuellen Bauhaus die originären Studentenwohnheime erkundet oder die ikonische Treppe des Gebäudes bestiegen werden.
Der gesamte Rundgang dauert mit Voice Over circa 20 Minuten. Die Anwendung stammt ursprünglich vom Cologne Games Lab.

30.05.2019: Werksbesichtigung des Arkona Offshore Windparks auf Rügen
Gruppenfoto

Ende Mai hat E.ON Climate & Renewables das gesamte MARLA-Team eingeladen, um den Offshore-Windpark auf Rügen zu besichtigen. Der Besuch diente sowohl der Besichtigung des Werkes als auch des Windparks auf See. Linda hatte ihre 360 Grad Kamera dabei, um erste Aufnahmen zu machen, die zur Entwicklung unserer Lernanwendung dienen. Außerdem wurden Fachgespräche mit dem Personal geführt und wir haben eine Einführung in die Trainingsanlagen vor Ort bekommen.
Das Highlight war dann die Fahrt aufs offene Meer unter höchsten Sicherheitsvorkehrungen. Glücklicherweise waren die Wetterkonditionen perfekt, d.h. bei ruhiger See wurde niemand Seekrank. Insgesamt war die Reise für alle Projektmitarbeiter*innen der perfekte Einstieg in die Thematik. Wir haben einen sehr guten Einblick in den Arbeitsalltag von Servicekräften für Windkraftanlagen bekommen.

10.04.2019: MARLA Kick-Off Treffen in Berlin
Aufbau einer Windenergieanlage

Am 03. und 04. April hat sich das Team des Verbundvorhabens MARLA zum Projektstart in Berlin getroffen. Neben ersten Inputs in das Thema Mixed-Reality und Serious Games wurden erste inhaltliche Fragen zur Auswahl der beruflichen Inhalten und Risikoszenarien diskutiert.
Der Kick-Off Workshop hatte in erster Linie zum Ziel, dass sich die Projektpartner kennenlernen und sich gemeinsam auf die Arbeitspakete und Projektziele ausgerichtet wird.
Dabei waren Markus (Handwerkkammer Osnabrück-Ems Grafschaft Bentheim), Kristina (Handwerkskammer Koblenz), Felix, Pia und Matthias (TU Berlin), Linda, Ulla und Tobias (Game Studio the Good Evil) und David (E.ON Climate & Renewables).

20.03.2019: HoloLens Experience
Hololens-Test

Heute haben wir nochmal die erste Version der HoloLens von Microsoft getestet, um unser Team ein bisschen auf das Gerät einzustimmen. Der Einsatz der Brille macht auf jeden Fall Spaß. Aber wie bereits aus anderen Erfahrungsberichten zur HoloLens2 bekannt, ist das Display noch recht klein. Daher warten wir gespannt bis wir die HoloLens2 endlich in den Händen halten, die neben anderen Vorteilen auch ein größeres Display mitbringen soll. Gleichzeitig haben wir schon ein paar spannende Projekte entdeckt, die wir uns in den kommenden Monaten auf jeden Fall anschauen werden, um noch tiefere Einblicke in den Einsatz der HoloLens2 im Bereich Service und Wartung zu erlangen.

01.03.2019: Projektstart MARLA
Poster MARLA

Im Forschungsvorhaben „MARLA-Masters of Malfunction“ werden in den kommenden drei Jahren die Potenziale innovativer Schnittstellen von Mixed-Reality-Technologien, digitaler Sprachassistenz und Serious Games für den praktischen Einsatz in der gewerblich-technischen Ausbildung untersucht. Am Beispiel der Windenergietechnik sollen durch die Verschmelzung von realen und virtuellen Welten neue Wege der Ausbildung in den Berufsfeldern Elektro- und Metalltechnik in einem interdisziplinären Team erforscht werden. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit einem Projektvolumen von 1,4 Millionen Euro. Beteiligt sind die TU Berlin mit den beiden Fachgebieten Fachdidaktik Bautechnik & Landschaftsgestaltung und Mensch-Maschine-Systeme, das Game Studio the Good Evil GmbH sowie die Handwerkskammern Koblenz und Osnabrück.
Zur Pressemeldung

Das Team

Teamphoto

Technische Universität Berlin
Dr. Pia Spangenberger
Nadine Matthes
Technische Universität Berlin
FG Fachdidaktik Bautechnik und Landschaftsgestaltung pia.spangenberger[@]tu-berlin[.]de

Dr. Felix Kapp
Prof. Dr. Matthias Rötting
Moritz Niebeling
Technische Universität Berlin
FG Mensch-Maschine-Systeme
felix.kapp[@]tu-berlin[.]de
The Good Evil
Linda Kruse
the Good Evil GmbH
Game Studio, Köln
Handwerkskammer Osnabrück, Emsland, Grafschaft Bentheim
Markus Kybart
Handwerkskammer Osnabrück-Emsland-Grafschaft Bentheim, BTZ Berufsbildungs- und Technologie Zentrum
Handwerkskammer Koblenz
Kristina Schmidt
Kompetenzzentrum Digitales Handwerk, Koblenz