PUMA vs AR.X Optics

Die Applikation soll Schüler*innen in einer korrekten Modellbildung des elektrischen Stroms unterstützen. Dafür verknüpft sie am realen Experiment gemachte Beobachtungen (Lämpchen leuchtet nicht/wenig/hell, Stromstärkenmesswerte im Parallelkreis, …) mit entsprechenden, durch AR auf das Experiment projizierten physikalischen Modellvorstellungen. Dies verbindet auf intuitive Art und Weise beispielsweise die Beobachtung einer hell leuchtenden Lampe im Parallelstrang des kleinen Widerstands mit der Visualisierung einer dort höheren Stromstärke durch sich schneller bewegende virtuelle Elektronen. Die Applikation überblendet einen Stromkreis mit Darstellungen der Leitungselektronen und Visualisierungen des elektrischen Potentials (durch Färbung der Leiterstücke gemäß des Elektronengasmodells bzw. mithilfe eines Höhenmodells). Für quantitative Betrachtungen können an den Bauteilen Messwerte der elektrischen Grundgrößen (Stromstärke, Spannung, Widerstand) angezeigt werden. Ausgewählte Bauteile wurden auch mit Innenansichten versehen, die es ermöglichen, Interaktionen der Leitungselektronen mit der Materie auf Teilchenebene zu beobachten. Die App ermöglicht die qualitative und quantitative Untersuchung von einfachen Stromkreisen bis hin Reihen- und Parallelschaltungen und Kombinationen dieser.

„Augmented Reality“ (kurz AR) ermöglicht die Ergänzung einer realen Umgebung mit virtuellen Objekten, Einblendungen und der Einbindung von Erläuterungen. Durch die AR-Anwendung ist eine Simulation von Experimenten als Demonstrations- oder Schülerversuch in natürlicher Umgebung mit authentischen Repräsentationen möglich, die ohne Abstraktion auf schematische Darstellungen auskommt. Die vorgestellte APP erfasst durch die Kamera eines mobilen Endgerätes reale Platzhalterkarten, die durch AR in echte Experimentiergelegenheiten umgewandelt werden. Derzeit unterstützt die App ARX* das Themengebiet der Optik , wobei Objekte wie Laser, Spiegel, Linse oder Prisma in beliebigen Konstellationen arrangiert und unter diversen Fragestellungen untersucht werden können. Die physikalischen Eigenschaften, inklusive Fehlern und Interferenzeffekten, werden korrekt modelliert. Die Anwendung soll auch in andere Themengebiete übertragen werden. Damit werden in AR Experimente ermöglicht, die aus finanziellen, organisatorischen oder sicherheitstechnischen Gründen ansonsten nicht von den Lernenden umgesetzt werden könnten.