Zusammenfassung
Die Vorstellung von und der Umgang mit Geraden und Ebenen im dreidimensionalen Raum ist für viele Schülerinnen und Schüler der Oberstufe eine große Herausforderung. Projektionen dieser Objekte des dreidimensionalen Raumes auf zweidimensionale Medien wie Papier, Tafel oder Computerbildschirme helfen bei diesem Problem nur selten. Auf Basis eines dreidimensionalen Koordinatensystems als physisches Arbeitsmittel können die Objekte allerdings begreifbar gemacht und unverzerrt dargestellt werden.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Similar content being viewed by others
Notes
- 1.
Siehe BuchTaucher-App, https://www.cornelsen.de/buchtaucher.
- 2.
44 % der untersuchten Arbeiten in Ahmad und Junaini (2020) haben kein genaues Themenfeld angegeben.
- 3.
Anzumerken sei hier, dass die App auch ohne das physische Modell ausschließlich mit den ausgedruckten Markern genutzt werden kann (siehe Abb. 4).
- 4.
Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Beitrags ist die App noch nicht öffentlich zugänglich. Nach weiteren durch wissenschaftliche Untersuchungen begleiteten Überarbeitungen und Erweiterungen soll die App bereit gestellt werden.
Literatur
Ahmad, N. I. N., & Junaini, S. N. (2020). Augmented reality for learning mathematics: A systematic literature review. International Journal of Emerging Technologies in Learning, 15(16), 106–122. https://doi.org/10.3991/ijet.v15i16.14961.
Azuma, R. T. (1997). A survey of augmented reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 6(4), 355–385. https://doi.org/10.1.1.30.4999.
Breuer, D. (2014). Geometrie im Klettergarten mit dem 3-D-Modell. Praxis der Mathematik in der Schule, 56, 15–22.
Billinghurst, M., Clark, A., & Lee, G. (2015). A survey of augmented reality. Foundations and Trends® in Human–Computer Interaction, 8(2–3), 73–272. https://doi.org/10.1561/1100000049.
Chen, Y. (2019). Effect of mobile augmented reality on learning performance, motivation, and math anxiety in a math course. Journal of Educational Computing Research, 57(7), 1695–1722. https://doi.org/10.1177/0735633119854036.
Demitriadou, E., Stavroulia, K. E., & Lanitis, A. (2020). Comparative evaluation of virtual and augmented reality for teaching mathematics in primary education. Education and Information Technologies, 25(1), 381–401. https://doi.org/10.1007/s10639-019-09973-5.
Di Serio, Á., Ibáñez, M. B., & Kloos, C. D. (2013). Impact of an augmented reality system on students’ motivation for a visual art course. Computers & Education, 68, 586–596. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.03.002.
Dilling, F. (2022, im Druck). Begründungsprozesse im Kontext von (digitalen) Medien im Mathematikunterricht. Wissensentwicklung auf der Grundlage empirischer Settings. Springer Spektrum. (Dissertation)
Dilling, F. (2019a). Der Einsatz der 3D-Druck-Technologie im Mathematikunterricht. Theoretische Grundlagen und exemplarische Anwendungen für die Analysis. Springer Spektrum.
Dilling, F. (2019b). Ebenen und Geraden zum Anfassen – Lineare Algebra mit dem 3D-Drucker. Beiträge zum Mathematikunterricht 2019, 177–180.
Dilling, F, Marx, B., Pielsticker, F., Vogler, A., & Witzke, I. (2021). Praxisbuch 3D-Druck im Mathematikunterricht. Einführung und Unterrichtsentwürfe für die Sekundarstufe I und II. Waxmann.
Dünser, A. (2005). Trainierbarkeit der Raumvorstellung mit Augmented Reality. Dissertation an der Universität Wien.
Garzón, J., Pavón, J., & Baldiris, S. (2019). Systematic review and meta-analysis of augmented reality in educational settings. Virtual Reality, 23(4), 447–459. https://doi.org/10.1007/s10055-019-00379-9.
Gecu-Parmaksiz, Z., & Delialioglu, O. (2019). Augmented reality-based virtual manipulatives versus physical manipulatives for teaching geometric shapes to preschool children. British Journal of Educational Technology, 50(6), 3376–3390. https://doi.org/10.1111/bjet.12740.
Henn, H.-W. & Filler, A. (2015). Didaktik der Analytischen Geometrie und Linearen Algebra. Algebraisch verstehen - geometrisch veranschaulichen und anwenden. Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum.
Ibáñez, M. B., Di Serio, Á., Villarán, D., & Delgado Kloos, C. (2014). Experimenting with electromagnetism using augmented reality: Impact on flow student experience and educational effectiveness. Computers and Education, 71, 1–13. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2013.09.004.
Jeon, S., & Choi, S. (2009). Haptic augmented reality: Taxonomy and an example of stiffness modulation. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 18(5), 387–408. https://doi.org/10.1162/pres.18.5.387.
Kapoor, V., & Naik, P. (2020). Augmented reality-enabled education for middle schools. SN Computer Science, 1(3), 1–7. https://doi.org/10.1007/s42979-020-00155-6.
Lengnink, K., Meyer, M., & Siebel, F. (2014). MAT(H)Erial. Praxis der Mathematik in der Schule, 58, 2–8.
Lin, H. K., Hsieh, M., Wang, C., Sie, Z., & Chang, S. (2011). Establishment and usability evaluation of an interactive AR learning system on conservation of fish. Turkish Online Journal of Educational Technology, 10(4), 181–187.
Milgram, P., & Kishino, F. (1994). Taxonomy of mixed reality visual displays. IEICE Transactions on Information and Systems, E77-D(12), 1321–1329.
Narumi, T., Nishizaka, S., Kajinami, T., Tanikawa, T., & Hirose, M. (2011). Augmented reality flavors: Gustatory display based on edible marker and cross-modal interaction. In Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (S. 93–102). Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/1978942.1978957.
Pielsticker, F. (2020). Mathematische Wissensentwicklungsprozesse von Schülerinnen und Schülern. Fallstudien zu empirisch-orientiertem Mathematikunterricht am Beispiel der 3D-Druck-Technologie. Springer Spektrum.
Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., & Wohlgenannt, I. (2020). A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: Design elements, lessons learned, and research agenda. Computers and Education, 147, 103778. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103778.
Radu, I. (2012). Why should my students use AR? A comparative review of the educational impacts of augmented-reality. ISMAR 2012 – 11th IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality 2012, Science and Technology Papers, 313–314. https://doi.org/10.1109/ISMAR.2012.6402590.
Radu, I. (2014). Augmented reality in education: A meta-review and cross-media analysis. Personal and Ubiquitous Computing, 18(6), 1533–1543. https://doi.org/10.1007/s00779-013-0747-y.
Rossano, V., Lanzilotti, R., Cazzolla, A., & Roselli, T. (2020). Augmented reality to support geometry learning. IEEE Access, 8, 107772–107780. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3000990.
Schmidt-Thieme, B., & Weigand, H.-G. (2015). Medien. In R. Bruder, L. Hefendehl-Hebecker, B. Schmidt-Thieme, & H.-G. Weigand (Hrsg.), Handbuch der Mathematikdidaktik (S. 416–490). Springer Spektrum.
Speicher, M., Hall, B. D., & Nebeling, M. (2019). What is mixed reality? Proceedings of the 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems – CHI ’19, 1–15. https://doi.org/10.1145/3290605.3300767.
Squire, K. D., & Jan, M. (2007). Mad city mystery: Developing scientific argumentation skills with a place-based augmented reality game on handheld computers. Journal of Science Education and Technology, 16(1), 5–29. https://doi.org/10.1007/s10956-006-9037-z.
Tarng, W., Yu, C. S., Liou, F. L., & Liou, H. H. (2013). Development of a virtual butterfly ecological system based on augmented reality and mobile learning technologies. 2013 9th International Wireless Communications and Mobile Computing Conference IWCMC, 2013, 674–679. https://doi.org/10.1109/IWCMC.2013.6583638.
Wang, J., Erkoyuncu, J., & Roy, R. (2018). A conceptual design for smell based augmented reality: Case study in maintenance diagnosis. Procedia CIRP, 78, 109–114. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.09.067.
Witzke, I., & Heitzer, J. (2019). 3D-Druck: Chance für den Mathematikunterricht? Zu Möglichkeiten und Grenzen eines digitalen Werkzeugs. Mathematik Lehren, 217, 2–9.
Wu, H. K., Lee, S. W. Y., Chang, H. Y., & Liang, J. C. (2013). Current status, opportunities and challenges of augmented reality in education. Computers and Education, 62, 41–49. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.10.024.
Yu, D., Jin, J. S., Luo, S., Lai, W., & Huang, Q. (2010). A useful visualization technique: A literature review for augmented reality and its application, limitation & future direction BT – visual information communication In M. L. Huang, Q. V. Nguyen, & K. Zhang (Hrsg.), (S. 311–337). Springer US.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2022 Der/die Autor(en), exklusiv lizenziert durch Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Dilling, F., Jasche, F., Ludwig, T., Witzke, I. (2022). Physische Arbeitsmittel durch Augmented Reality erweitern – Eine Fallstudie zu dreidimensionalen Koordinatenmodellen. In: Dilling, F., Pielsticker, F., Witzke, I. (eds) Neue Perspektiven auf mathematische Lehr-Lernprozesse mit digitalen Medien. MINTUS – Beiträge zur mathematisch-naturwissenschaftlichen Bildung. Springer Spektrum, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-36764-0_13
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-36764-0_13
Published:
Publisher Name: Springer Spektrum, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-658-36763-3
Online ISBN: 978-3-658-36764-0
eBook Packages: Life Science and Basic Disciplines (German Language)