Experiencing History in Virtual Reality
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1. Motivation / Ziele
Immersive Virtuelle Realitäten bieten neuartige Möglichkeiten Lerninhalte und Wissen zu vermitteln die in der echten Welt nicht oder nur schwer möglich sind ^1. So können beispielsweise historische Gegebenheiten von Nutzern direkt miterlebt werden. Das Ziel dieser Arbeit ist herauszufinden wie historische Situationen in immersiver Virtual Reality dargestellt werden müssen, damit diese nacherlebt und Wissen über den historischen Kontext vermittelt werden kann. Dazu wird in Kooperation mit dem Fränkischen Freilandmuseum in Bad Windsheim eine Anwendung entwickelt, in der eine mittelalterliche Mühle in VR nachgebildet wird, in der die Mehlherstellung im Mittelalter nachvollzogen werden kann.
2. Forschungsstand / Vorarbeiten
Lernen in VR
Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Virtuelle Welten und Simulationen im Bildungskontext verwendet werden können um den Lernerfolg zu steigern ^2.
Andere Studien faden heraus, dass es durch die hohe Immersion jedoch auch dazu kommen kann, dass Lernende zu abgelenkt von der virtuellen Umgebung sind und sich deshalb schlechter auf die Lernaufgabe fokussieren können, aber virtuelle Lernumgebungen trotzdem hilfreich sein können um vor allem visuelle und räumliche Informationen zu vermitteln ^3, was dabei helfen kann Informationen über die dargestellte Umgebung zu vermitteln.
Ritterfeld et al. ^8 zeigten, dass Interaktivität den Lernerfolg bei Lernspielen steigern kann. Daher sollte die entwickelte Anwendung auch interaktive Elemente enthalten.
Leider gibt es immer noch generell verhältnismäßig wenig Forschung zur Verwendung von Immersiven Virtuellen Realitäten in der Bildung und die meisten Studien, die sich mit dem Thema beschäftigen sind auf Studenten fokussiert und thematisieren informatische Inhalte ^4. Die in dieser Arbeit gestellte Frage, ob und wie in virtueller Realität Informationen über historische Gegebenheiten vermittelt werden können ist also noch nicht weitreichend untersucht.
Geschichte und VR
Virtual Reality Technologie werden bereits jetzt zur Vermittlung von geschichtlichem Wissen genutzt, indem beispielsweise historische Gebäude virtuell rekonstruiert werden oder in einem virtuellen Museum Ausstellungsstücke betrachtet werden können. Viele dieser Anwendungen verwenden jedoch bisher keine immersive Virtuelle Realität, sondern nur einen regulären Bildschirm oder eine Projektion. Außerdem sind die meisten voll-immersiven Anwendungen “nur” virtuelle Museen und erlauben es nicht voll in eine historische Umgebung einzutauchen und mit dieser zu interagieren ^5.
Dong et al. ^6 simulierten eine mittelalterliche Gerberei die virtuell erlebt werden konnte. Dabei wurden unter anderem auch Gerüche und Geräusche simuliert und die virtuelle Umgebung bestand aus echten Aufnahmen der Gebäude und Schauspielern welche die Menschen in der Stadt darstellten um möglichst realistisch zu sein, jedoch war es in dieser Anwendung nicht möglich mit der Welt zu interagieren und die Szene konnte nur beobachtet werden.
Ijaz et al. ^7 bauten eine virtuelle Version der Stadt Uruk aus dem Jahre 3000 BC nach, die von virtuellen Agenten bevölkert wurde, die das Leben zu dieser Zeit nachstellten. Schüler konnten diese virtuelle Stadt erkunden und mit den Agenten interagieren, um mehr zu erfahren. Eine anschließende Studie zeigte, dass Schüler, die mit der virtuellen Umgebung lernten positiveres Feedback zur Lernerfahrung gaben und bessere Ergebnisse erzielten als Schüler, die mit Büchern oder Dokumentarfilmen lernten. Auch diese Studie verwendete jedoch keine immersive virtuelle Realität, sondern eine Desktopanwendung.
3. Umsetzung
Anhand von Vermessungen der echten Mühle wurde eine virtuelle Version der Mühle nachmodeliert und alle Interaktionsmöglichkeiten die zur Bedienung der Mühle und der Hersellung von Mehl nötig sind implementiert.
Eine erste Evaluation wird durchgeführt um die Usability der Anwendung zu überprüfen und Feedback für die Weiterentwicklung der Anwendung zu sammeln.
4. Referenzen
^1 Dalgarno, B., & Lee, M. J. W. (2010). What are the learning affordances of 3-D virtual environments? British Journal of Educational Technology, 41(1), 10–32.
^2 Merchant, Z., Goetz, E. T., Cifuentes, L., Keeney-Kennicutt, W., & Davis, T. J. (2013). Effectiveness of virtual reality-based instruction on students’ learning outcomes in K-12 and higher education: A meta-analysis.
^3 Jensen, L., & Konradsen, F. (2018). A review of the use of virtual reality head-mounted displays in education and training. Education and Information Technologies, 23(4), 1515–1529.
^4 Freina, L., & Ott, M. (2015). A literature review on immersive virtual reality in education: state of the art and perspectives. In The International Scientific Conference eLearning and Software for Education (Vol. 1, No. 133, pp. 10-1007).
^5 Kassahun Bekele, M., Pierdicca, R., Frontoni, E., Savina Malinverni, E., Gain, J., Pierdicca, R., … Malinverni, E. S. (2018). A Survey of Augmented, Virtual, and Mixed Reality for Cultural Heritage. ACM Journal on Computing and Cultural Heritage, 11(7).
^6 Dong, Y., Webb, M., Harvey, C., Debattista, K., & Chalmers, A. (2017). Multisensory Virtual Experience of Tanning in Medieval Coventry.
^7 Ijaz, K., Bogdanovych, A., & Trescak, T. (2017). Virtual worlds vs books and videos in history education. Interactive Learning Environments, 25(7), 904–929.
^8 Ritterfeld, U., Shen, C., Wang, H., Nocera, L., & Wong, W. L. (2009). Multimodality and interactivity: Connecting properties of serious games with educational outcomes. Cyberpsychology and Behavior, 12(6), 691–697.
Contact Persons at the University Würzburg
Dr. Sebastian OberdörferMensch-Computer-Interaktion, Universität Würzburg
sebastian.oberdoerfer@uni-wuerzburg.de
