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2022 | OriginalPaper | Buchkapitel

7. Virtuelle Welten im Mathematikunterricht – Lernumgebungen in erweiterter Realität

verfasst von: Lena Florian, Ulrich Kortenkamp

Erschienen in: Digitales Lehren und Lernen von Mathematik in der Schule

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und ihre Mischformen (MR/XR) sind durch die immer leistungsfähigeren Computer und mobilen Endgeräte (Tablets, Smartphones, mobile HMDs) inzwischen auch für den schulischen Einsatz verfügbar. In diesem Kapitel stellen wir Grundbegriffe, Technologien, Modelle und erste Umsetzungen von MR-Umgebungen im Mathematikunterricht vor.
Literatur
Zurück zum Zitat Dilling, F. (2021). Mathematiklernen in Virtuellen Realitäten—Eine Fallstudie zu Orthogonalprojektionen von Vektoren. In F. Dilling, F. Pielsticker, & I. Witzke (Hrsg.), Sammelband zu Digitalen Medien. Dilling, F. (2021). Mathematiklernen in Virtuellen Realitäten—Eine Fallstudie zu Orthogonalprojektionen von Vektoren. In F. Dilling, F. Pielsticker, & I. Witzke (Hrsg.), Sammelband zu Digitalen Medien.
Zurück zum Zitat Dilling, F., Jasche, F., Ludwig, T., & Witzke, I. (2021a). Physische Arbeitsmittel durch Augmented Reality erweitern – Eine Fallstudie zu dreidimensionalen Koordinatenmodellen. In F. Dilling, F. Pielsticker, & I. Witzke (Hrsg.), Sammelband zu Digitalen Medien. Dilling, F., Jasche, F., Ludwig, T., & Witzke, I. (2021a). Physische Arbeitsmittel durch Augmented Reality erweitern – Eine Fallstudie zu dreidimensionalen Koordinatenmodellen. In F. Dilling, F. Pielsticker, & I. Witzke (Hrsg.), Sammelband zu Digitalen Medien.
Zurück zum Zitat Dilling, F., Sommer, F., & Witzke, I. (2021b). Die App „Dreitafelprojektion-VR“—Potentiale der Virtual-Reality-Technologie für den Mathematikunterricht. In F. Dilling, F. Pielsticker, & I. Witzke (Hrsg.), Sammelband zu Digitalen Medien. Dilling, F., Sommer, F., & Witzke, I. (2021b). Die App „Dreitafelprojektion-VR“—Potentiale der Virtual-Reality-Technologie für den Mathematikunterricht. In F. Dilling, F. Pielsticker, & I. Witzke (Hrsg.), Sammelband zu Digitalen Medien.
Zurück zum Zitat Dünser, A., Steinbügl, K., Kaufmann, H., & Glück, J. (2006). Virtual and augmented reality as spatial ability training tools. Proceedings of the 6th ACM SIGCHI New Zealand Chapter’s International Conference on Computer-Human Interaction Design Centered HCI - CHINZ’06, 125–132. https://​doi.​org/​10.​1145/​1152760.​1152776. Dünser, A., Steinbügl, K., Kaufmann, H., & Glück, J. (2006). Virtual and augmented reality as spatial ability training tools. Proceedings of the 6th ACM SIGCHI New Zealand Chapter’s International Conference on Computer-Human Interaction Design Centered HCI - CHINZ’06, 125–132. https://​doi.​org/​10.​1145/​1152760.​1152776.
Zurück zum Zitat Florian, L., & Etzold, H. (2021a). Würfel mit digitalen Medien – Wo führt das noch hin? Ein Tätigkeitstheoretischer Blick auf Würfelhandlungen. In A. Pilgrim, M. Nolte, & T. Huhmann (Hrsg.), Mathematik treiben mit Grundschulkindern—Konzepte statt Rezepte. Florian, L., & Etzold, H. (2021a). Würfel mit digitalen Medien – Wo führt das noch hin? Ein Tätigkeitstheoretischer Blick auf Würfelhandlungen. In A. Pilgrim, M. Nolte, & T. Huhmann (Hrsg.), Mathematik treiben mit Grundschulkindern—Konzepte statt Rezepte.
Zurück zum Zitat Florian, L., & Etzold, H. (2021b). Würfel stapeln – Real und virtuell. mathematik lehren, 326. Florian, L., & Etzold, H. (2021b). Würfel stapeln – Real und virtuell. mathematik lehren, 326.
Zurück zum Zitat Hillmayr, D., Reinhold, F., Ziernwald, L., & Reiss, K. (2017). Digitale Medien im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe: Einsatzmöglichkeiten, Umsetzung und Wirksamkeit (Zentrum für Internationale Bildungsvergleichsstudien, Hrsg.). Waxmann. Hillmayr, D., Reinhold, F., Ziernwald, L., & Reiss, K. (2017). Digitale Medien im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe: Einsatzmöglichkeiten, Umsetzung und Wirksamkeit (Zentrum für Internationale Bildungsvergleichsstudien, Hrsg.). Waxmann.
Zurück zum Zitat Jerald, J. (2016). The VR book: Human-centered design for virtual reality (1. Aufl.). acm, Association for Computing Machinery. Jerald, J. (2016). The VR book: Human-centered design for virtual reality (1. Aufl.). acm, Association for Computing Machinery.
Zurück zum Zitat Kaptelinin, V., & Nardi, B. A. (2009). Acting with technology: Activity theory and interaction design (1. MIT Press paperback Aufl.). MIT Press. Kaptelinin, V., & Nardi, B. A. (2009). Acting with technology: Activity theory and interaction design (1. MIT Press paperback Aufl.). MIT Press.
Zurück zum Zitat Kaufmann, H., Schmalstieg, D., & Wagner, M. (o. J.). Construct3D: A virtual reality application for mathematics and geometry education. 14. Kaufmann, H., Schmalstieg, D., & Wagner, M. (o. J.). Construct3D: A virtual reality application for mathematics and geometry education. 14.
Zurück zum Zitat Kortenkamp, U. (2006). Algorithmische Geometrie im Unterricht. Der Mathematikunterricht, 52(1), 32–39. Kortenkamp, U. (2006). Algorithmische Geometrie im Unterricht. Der Mathematikunterricht, 52(1), 32–39.
Zurück zum Zitat Kortenkamp, U. (2021). Eine Frage der Perspektive – Grundlage für das Arbeiten in 3D legen. mathematik lehren, 326. Kortenkamp, U. (2021). Eine Frage der Perspektive – Grundlage für das Arbeiten in 3D legen. mathematik lehren, 326.
Zurück zum Zitat Ladel, S. (2009). Multiple externe Repräsentationen (MERs) und deren Verknüpfung durch Computereinsatz. Zur Bedeutung für das Mathematiklernen im Anfangsunterricht. Verlag Dr. Kovac. MATH Ladel, S. (2009). Multiple externe Repräsentationen (MERs) und deren Verknüpfung durch Computereinsatz. Zur Bedeutung für das Mathematiklernen im Anfangsunterricht. Verlag Dr. Kovac. MATH
Zurück zum Zitat Ladel, S., & Kortenkamp, U. (2016). Artifact-centric activity theory—A framework for the analysis of the design and use of virtual manipulatives. In P. S. Moyer-Packenham (Hrsg.), International perspectives on teaching and learning mathematics with virtual manipulatives (Bd. 7, S. 25–40). Springer International Publishing. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-319-32718-1_​2. Ladel, S., & Kortenkamp, U. (2016). Artifact-centric activity theory—A framework for the analysis of the design and use of virtual manipulatives. In P. S. Moyer-Packenham (Hrsg.), International perspectives on teaching and learning mathematics with virtual manipulatives (Bd. 7, S. 25–40). Springer International Publishing. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-319-32718-1_​2.
Zurück zum Zitat LaViola, J. J., Kruijff, E., McMahan, R. P., Bowman, D. A., & Poupyrev, I. (2017). 3D user interfaces: Theory and practice (2. Aufl.). Addison-Wesley. LaViola, J. J., Kruijff, E., McMahan, R. P., Bowman, D. A., & Poupyrev, I. (2017). 3D user interfaces: Theory and practice (2. Aufl.). Addison-Wesley.
Zurück zum Zitat Levy, Y., Jaber, O., Swidan, O., & Schacht, F. (2020). Learning the function concept in an augmented reality-rich environment. Mathematics Education in the Digital Age (MEDA), 9. Levy, Y., Jaber, O., Swidan, O., & Schacht, F. (2020). Learning the function concept in an augmented reality-rich environment. Mathematics Education in the Digital Age (MEDA), 9.
Zurück zum Zitat Milgram, P., & Kishino, F. (1994). A taxonomy of mixed reality visual displays. IEICE Transactions on Information and Systems, E77-D(12). Milgram, P., & Kishino, F. (1994). A taxonomy of mixed reality visual displays. IEICE Transactions on Information and Systems, E77-D(12).
Zurück zum Zitat Mulders, M., Buchner, J., & Kerres, M. (2020). A framework for the use of immersive virtual reality in learning environments. 15(24), 17. Mulders, M., Buchner, J., & Kerres, M. (2020). A framework for the use of immersive virtual reality in learning environments. 15(24), 17.
Zurück zum Zitat Rabardel, P. (2002). People and technology: A cognitive approach to contemporary instruments. (Bd. 8). Université paris 8. Rabardel, P. (2002). People and technology: A cognitive approach to contemporary instruments. (Bd. 8). Université paris 8.
Zurück zum Zitat Reinmann, G., & Mandl, H. (2006). Unterrichten und Lernumgebungen gestalten. In A. Krapp & B. Weidenmann (Hrsg.), Pädagogische Psychologie. Ein Lehrbuch (5. Aufl.). Beltz. Reinmann, G., & Mandl, H. (2006). Unterrichten und Lernumgebungen gestalten. In A. Krapp & B. Weidenmann (Hrsg.), Pädagogische Psychologie. Ein Lehrbuch (5. Aufl.). Beltz.
Zurück zum Zitat Roth, J. (2019). Digitale Werkzeuge im Mathematikunterricht – Konzepte, empirische Ergebnisse und Desiderate. In A. Büchter, M. Glade, R. Herold-Blasius, M. Klinger, F. Schacht, & P. Scherer (Hrsg.), Vielfältige Zugänge zum Mathematikunterricht: Konzepte und Beispiele aus Forschung und Praxis (S. 233–248). Springer Fachmedien. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-658-24292-3_​17. Roth, J. (2019). Digitale Werkzeuge im Mathematikunterricht – Konzepte, empirische Ergebnisse und Desiderate. In A. Büchter, M. Glade, R. Herold-Blasius, M. Klinger, F. Schacht, & P. Scherer (Hrsg.), Vielfältige Zugänge zum Mathematikunterricht: Konzepte und Beispiele aus Forschung und Praxis (S. 233–248). Springer Fachmedien. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-658-24292-3_​17.
Zurück zum Zitat Schulmeister, R. (2002). Taxonomie der Interaktivität von Multimedia – Ein Beitrag zur aktuellen Metadaten-Diskussion. Informationstechnik und Technische Informatik, 44(4), 7. Schulmeister, R. (2002). Taxonomie der Interaktivität von Multimedia – Ein Beitrag zur aktuellen Metadaten-Diskussion. Informationstechnik und Technische Informatik, 44(4), 7.
Zurück zum Zitat Schwan, S., & Buder, J. (2002). Lernen und Wissenserwerb in virtuellen Realitäten. In G. Bente, N. C. Krämer, & A. Petersen (Hrsg.), Virtuelle Realitäten (Bd. 5, S. 109–132). Schwan, S., & Buder, J. (2002). Lernen und Wissenserwerb in virtuellen Realitäten. In G. Bente, N. C. Krämer, & A. Petersen (Hrsg.), Virtuelle Realitäten (Bd. 5, S. 109–132).
Zurück zum Zitat Sutherland, I. E. (1968). A head-mounted three dimensional display. Proceedings of AFIPS, 68, 757–764. Sutherland, I. E. (1968). A head-mounted three dimensional display. Proceedings of AFIPS, 68, 757–764.
Zurück zum Zitat Swidan, O., Schacht, F., Sabena, C., & Fried, M. N. (2019). Engaging students in covariational reasoning within an augmented reality environment. In T. Prodromou (Hrsg.), Augmented reality in educational settings. Brill/Sense. Swidan, O., Schacht, F., Sabena, C., & Fried, M. N. (2019). Engaging students in covariational reasoning within an augmented reality environment. In T. Prodromou (Hrsg.), Augmented reality in educational settings. Brill/Sense.
Zurück zum Zitat Wittmann, C. (1998). Design und Erforschung von Lernumgebungen als Kern der Mathematikdidaktik. Beiträge zur Lehrerinnen- und Lehrerbildung, 16(3), 329–342. Wittmann, C. (1998). Design und Erforschung von Lernumgebungen als Kern der Mathematikdidaktik. Beiträge zur Lehrerinnen- und Lehrerbildung, 16(3), 329–342.
Zurück zum Zitat Wollring, B. (2009). Zur Kennzeichnung von Lernumgebungen für den Mathematikunterricht in der Grundschule. In A. Peter-Koop, G. Lilitakis, & B. Spindeler (Hrsg.), Lernumgebungen – Ein Weg zum kompetenzorientierten Mathematikunterricht in der Grundschule (S. 9–23). Mildenberger. Wollring, B. (2009). Zur Kennzeichnung von Lernumgebungen für den Mathematikunterricht in der Grundschule. In A. Peter-Koop, G. Lilitakis, & B. Spindeler (Hrsg.), Lernumgebungen – Ein Weg zum kompetenzorientierten Mathematikunterricht in der Grundschule (S. 9–23). Mildenberger.
Zurück zum Zitat Zender, R., Sander, P., Weise, M., Mulders, M., Lucke, U., & Kerres, M. (2020). HandLeVR: Action-oriented learning in a VR painting simulator. In E. Popescu, T. Hao, T.-C. Hsu, H. Xie, M. Temperini, & W. Chen (Hrsg.), Emerging technologies for education (Bd. 11984, S. 46–51). Springer International Publishing. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-38778-5_​6. Zender, R., Sander, P., Weise, M., Mulders, M., Lucke, U., & Kerres, M. (2020). HandLeVR: Action-oriented learning in a VR painting simulator. In E. Popescu, T. Hao, T.-C. Hsu, H. Xie, M. Temperini, & W. Chen (Hrsg.), Emerging technologies for education (Bd. 11984, S. 46–51). Springer International Publishing. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-38778-5_​6.
Metadaten
Titel
Virtuelle Welten im Mathematikunterricht – Lernumgebungen in erweiterter Realität
verfasst von
Lena Florian
Ulrich Kortenkamp
Copyright-Jahr
2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-65281-7_7

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