Auswirkungen von Augmented Reality auf das Lernen und die kognitive Belastung in Physiklabor-Kursen an Universitäten

Aktuelle Studien betonen eine positive Wirkung des Lernens mit Augmented Reality (AR)-Systemen in verschiedenen Lehrszenarien. Besonders wird behauptet, dass die Kombination von realen und virtuellen Lernkomponenten gemäß den Prinzipien der räumlichen und zeitlichen Nähe das Lernen fördert und die unnötige kognitive Verarbeitung reduziert. Wir haben diese Prinzipien in einem Physiklabor-Experiment zur Wärmeleitung angewandt, bei dem Studierende die Temperatur entlang beheizter Metallstäbe mit einer Wärmebildkamera messen. Allerdings führt das traditionelle Setup zu einer zeitlichen Verzögerung zwischen Messung und Datenübertragung und trennt räumlich relevante Visualisierungen, was zu ressourcenverbrauchenden Suchprozessen führt. Durch die Verwendung von durchsichtigen Smartglasses wurden herkömmliche Anzeigen in virtuelle Darstellungen umgewandelt, die an entsprechenden Objekten des Versuchsaufbaus verankert waren, was zu einer integrierten AR-Ansicht von Echtzeitdaten führte. Sowohl traditionelle als auch AR-unterstützte Arbeitsabläufe zur Datenerhebung wurden in einer Feldstudie mit Studentinnen und Studenten (N=74) während eines benoteten Labor-Kurses untersucht. Leistung und kognitive Belastung wurden als abhängige Variablen bewertet. Obwohl die AR-Bedingung keinen Lernzuwachs in einem Test zum konzeptuellen Wissen zeigte, berichteten die Studierenden dennoch von einer signifikant geringeren extraneous kognitiven Belastung als in der traditionellen Bedingung. Diese Ergebnisse stehen im Gegensatz zu aktuellen Ergebnissen zu AR und integrierten Formaten, zeigen jedoch einen signifikanten Einfluss auf die Forschung zur kognitiven Belastung.