Mit Artec Leo und Spider II können noch intensivere Lernerlebnisse geschaffen werden

Artec Spider II scannt eine geologische Probe in 3D. Bild mit freundlicher Genehmigung von Birkbeck, University of London.

Traditionelle Lehrmethoden und Informationsvermittlungstechniken können hinsichtlich der aktiven Einbindung der Studierenden und der Förderung nachhaltigeren Lernens zuweilen nicht mehr ausreichend effektiv sein. Dies ist insbesondere der Fall in bestimmten Fächern, in den das nötige Wissen schwer in „klassischem“ Unterricht zu vermitteln sind, sowie bei neurodiversen Menschen, die Informationen anders verarbeiten.

Wissenschaften wie Geologie und Archäologie bieten faszinierende Einblicke in die Geschichte unseres Planeten und der Arten, ihre Evolution im Laufe der Zeit und sogar in ihre Zukunft. Jedoch sind diese Fächer praxisorientiert: Studierende lernen nicht zuletzt bei der Untersuchung von Proben, und es ist nicht immer einfach, das nötige Wissen nachhaltig in der Umgebung eines Hörsaals zu vermitteln.

Birkbeck, University of London, hat kürzlich ein neues Immersive Learning Centre eröffnet. Hier können Studierende in einem mit VR-Headsets ausgestatteten Klassenzimmer sowie angeschlossenen Digitalstudios und einem PC-Produktionslabor auf ganz neue Art lernen.

Artec Ambassador Central Scanning zeigt wissenschaftlichen Mitarbeitern, wie sie Artec Leo optimal nutzen können. Bild mit freundlicher Genehmigung von Birkbeck, University of London.

Im Vorfeld der großen Eröffnung stellte sich die Frage: Wie erstellen wir 3D-Modelle, die reale Objekte in die virtuelle Welt übertragen? Die Antwort lag in einer Kombination verschiedener Technologien: dem kabellosen, vielseitigen Gerät Artec Leo und dem hochauflösenden Artec Spider II. Beide Scanner bieten beispiellose Bewegungsfreiheit und Präzision bei der Digitalisierung von Lernmaterialien.

Die Vergangenheit mit der Technologie der Zukunft digitalisieren

Das mit modernster Technologie ausgestattete Immersive Learning Centre von Birkbeck trägt zur Spitzenforschung bei und ermöglicht gleichzeitig kollaboratives Lernen. Angesichts der weltweit zunehmenden Verbreitung von AR und VR bietet die neue Einrichtung Studierenden zudem die Möglichkeit, durch Ausleihen und Experimentieren mit der Ausrüstung wertvolle, praxisrelevante Erfahrungen zu sammeln.

Im Vorfeld der Einweihung des Zentrums begannen die wissenschaftlichen Mitarbeiter, die Technologie zur Erfassung von 3D-Bildern und -Daten zu nutzen. Zunächst erstellten sie einen verblüffend lebensechten Avatar von George Birkbeck, dem Gründer der Universität (basierend auf Gesichtszügen, die einem 200 Jahre alten Porträt entnommen worden waren).

Doch schon bald richtete sich der Blick auf Lehrmaterialien: Und die Abteilung für Erd- und Planetenwissenschaften innerhalb der Fakultät für Naturwissenschaften ergriff als erste die Gelegenheit, ansprechende VR-Inhalte zu entwickeln.

Ein Avatar des Universitätsgründers George Birkbeck. Bild mit freundlicher Genehmigung von Luca Battiston , Birkbeck, University of London.

Artec Ambassador Central Scanning zeigte den Mitarbeitern, wie sie Leo und Spider II optimal nutzen können und vermittelte das nötige Know-how zur Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten. Der kabellose, einfach zu bedienende Leo erwies sich als besonders nutzerfreundlich: Sein Display bietet Scan-Vorschauen in Echtzeit, und die intuitive Tracking-Funktion liefert nahezu umgehend brauchbare Ergebnisse.

„Vor unserem Gebäude gibt es einige Pflastersteine mit versteinerten Wellenmustern“, erklärt Steve Hirons, Dozent für Geologie an der Birkbeck University . „Ich habe sie mit Leo gescannt, es war ganz einfach und unkompliziert. Das war wahrscheinlich das erste Mal, dass ich einen 3D-Scanner benutzt habe, und ich war von den Ergebnissen sehr beeindruckt.“

Artec Leo wird verwendet, um Pflastersteine mit darin enthaltenen fossilen Wellenmustern zu erfassen. Bild mit freundlicher Genehmigung von Birkbeck, University of London.

„ Jetzt habe ich dieses 3D-Modell – und wenn man sich die versteinerten Wellenmuster ansieht, kann man sogar die relative Richtung der Strömung bestimmen. Ich habe es den Studenten gezeigt, sie waren wirklich beeindruckt, und das war mein erster Versuch!“

Erstellung geologischer Lernmaterialien

Nachdem Hirons sich mit den 3D-Scannern vertraut gemacht hat, plant er nun seine ersten Kurse mit VR-Lehrmaterialien. Jedes Jahr unternimmt er mit Studierenden des zweiten Studienjahres Exkursionen zu Orten wie Steinbrüchen und Bergregionen im Nordwesten Schottlands, wo es interessante Felsformationen gibt. Diese abgelegenen Orte sind jedoch für neurodiverse und Teilzeitstudierende oft schwer erreichbar.

Um Funde in den Unterricht einzubringen, experimentiert Hirons mit Drohnen und 3D-Scandatenerfassung. Die ultrahochauflösenden Scan-Funktionen von Spider II erweisen sich dabei als großer Vorteil, insbesondere beim Erfassen feinster geologischer Details. Sobald er alle benötigten Daten erfasst hat, plant Hirons, diese in Artec Studio in 3D-Modelle umzuwandeln und in Thinglink, eine Software zur Erstellung immersiver VR-Erlebnisse, zu exportieren.

„Stellen Sie sich vor, Sie gehen zu einer Felswand, heben ein Stück Gestein auf, betrachten es in der Hand und vergrößern es. Wir können dann eine hauchdünne Scheibe davon abschneiden, sie auf einen Objektträger kleben und die darin enthaltenen Mineralien unter dem Mikroskop untersuchen“, fügt Hirons hinzu. „Ich war bereits an einer Felswand und habe Proben mit Leo und Spider II gescannt. Jetzt erstelle ich 3D-Modelle, mit denen man hineinzoomen, verschiedene Analysen durchführen und die Proben quasi durch ein Mikroskop betrachten kann.“

„Dadurch wird die Arbeit auf dem Feld zugänglicher und inklusiver. Studierende können Dinge wiederholen und neu lernen, die sie sonst leicht vergessen. Gerade für neurodiverse Studierende ist es oft schwierig, sich die Fachbegriffe zu merken. Hoffentlich trägt dies dazu bei, einige Probleme zu lösen.“

Alex Chung von Central Scanning mit Mitarbeitern und Studierenden der Birkbeck, University of London. Bild mit freundlicher Genehmigung von Central Scanning.

Hirons hat im Rahmen seiner frühen Scan-Bemühungen auch 3D-Modelle von Fossilien wie Trilobiten und urzeitlichen Seeigeln erstellt, die virtuell untersucht werden können. Er ist überzeugt, dass die 3D-Scanner von Artec auch zukünftig „echtes Potenzial“ für die akademische Digitalisierung bergen – nicht nur für die Erfassung von Gesteinsproben, sondern auch für die Erstellung von Lernmaterialien und Ressourcen mit Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Disziplinen.

Die Zügel an die Studenten übergeben

Während Hirons seinen geologischen Modellen den letzten Schliff gibt, wird darüber nachgedacht, wie Studierende stärker in das Projekt eingebunden werden können. Digitale Kompetenzen spielen heutzutage auch eine Schlüsselrolle für den späteren Erfolg auf dem Arbeitsmarkt, und die Nachfrage nach entsprechenden Kursen dürfte in naher Zukunft entsprechen steigen. Daher werden bereits Pläne entwickelt, um Studierenden generell das 3D-Scannen zu ermöglichen.

Im Bereich der Lehre ist Dr. Toby Butler, Leiter des Immersive Learning Centre, überzeugt, dass die Technologie zu einem unverzichtbaren Werkzeug für den täglichen Unterricht an der Birkbeck University wird. Die diesjährigen Studierenden profitieren als erste von der VR-Integration, und er strebt an, weitere Anwendungsmöglichkeiten im Unterricht zu finden, sobald Dozenten und Studierende den Digitalisierungsprozess beherrschen.

„Wir haben ein VR-Klassenzimmer mit 20 Headsets, in dem eine ganze Klasse auf ganz neue Art lernen kann – das ist wirklich spannend. Wir möchten Objekte aus vielen Fachbereichen einbinden“, so Butler abschließend. „Ich hoffe sehr, dass es sich so etabliert wie PowerPoint, also zu einem vertrauten Werkzeug wird, das man im Unterricht einsetzt. Natürlich spielt die kreative Seite der Produktion eine Rolle, aber ganz konkret sehen wir darin das größte Potenzial.“