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--- person:baberowski_david [2021/06/17 08:36] – David Baberowski
+++ person:baberowski_david [2026/03/03 11:14] (aktuell) – David Baberowski
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 TU Dresden
+Deutschland
+Kontakt: [[david.baberowski@tu-dresden.de]]
+Website: [[https://tu-dresden.de/ing/informatik/smt/ddi/die-professur/beschaeftigte/david_baberowski]]
+===== Dissertation: VR-Lernspiele im Informatikunterricht =====
+==== Strukturkongruente Metaphernwelten für abstrakte Fachinhalte ====
-Deutschland
+==== Ausgangspunkt und Zielsetzung ====
-Kontakt: [[david.baberowski@tu-dresden.de]]
+Die Dissertation untersucht das Potenzial immersiver Virtual Reality (VR) zur Vermittlung abstrakter Lerninhalte am Beispiel der Informatikdidaktik.
-Website: [[https://tu-dresden.de/ing/informatik/smt/ddi/die-professur/beschaeftigte/david_baberowski]]
+Ausgangspunkt ist die Beobachtung, dass zentrale Konzepte der Informatik – etwa Datenflüsse, Rechenprozesse oder Netzwerkkommunikation – keinen unmittelbar wahrnehmbaren Realweltbezug besitzen. Ihr Verständnis erfordert die Konstruktion geeigneter Repräsentations- und Strukturkontexte, die relationale und prozessuale Zusammenhänge explizit erfahrbar machen.
+Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und empirische Prüfung eines theoriegeleiteten Gestaltungsansatzes für VR-basierte Serious Games, der abstrakte Fachstrukturen in räumlich-interaktive Lernumgebungen überführt, ohne deren strukturelle Logik zu verzerren.
+Zentrales Untersuchungsobjekt der Dissertation sind sogenannte Metaphernwelten.
+Darunter werden didaktisch gestaltete, räumlich erfahrbare Repräsentationswelten verstanden, in denen Objekte, Relationen und Handlungen strukturell auf einen abstrakten Lerninhalt abgebildet sind.
+Vor diesem Hintergrund verfolgt die Arbeit folgende Forschungsfragen:
+  * F1 – Einfluss von Metaphernwelten: Wie beeinflussen Metaphernwelten den Lernprozess in VR-Serious Games?
+  * F2 – Effekte von Interaktionen: Welche Effekte haben Interaktionen auf den Lernprozess in VR-Serious Games innerhalb von Metaphernwelten?
+  * F3 – Effekte von Personenunterschieden: Welche Effekte haben Personenunterschiede (insbesondere Vorwissen, Interesse und VR-Erfahrung) auf den Lernprozess in VR-Serious Games in Metaphernwelten?
+  * F4 – Wechselwirkungen: Wie beeinflussen Interaktionen und Personenunterschiede sich gegenseitig in ihrem Effekt auf den Lernprozess in VR-Serious Games in Metaphernwelten?
+Die Forschungsfragen zielen darauf ab, den Lernprozess nicht ausschließlich als Medienwirkung, sondern als Ergebnis eines Zusammenspiels von strukturellem Design (Metaphernwelt), Interaktionsgestaltung und individuellen Lernvoraussetzungen zu analysieren.
+==== Metaphernwelten als didaktisches Gestaltungsprinzip ====
+Immersive VR wird nicht als bloßes Visualisierungsmedium verstanden, sondern als Gestaltungsraum, in dem Darstellung und Handlung in einem gemeinsamen dreidimensionalen Raum integriert werden können.
+Diese Integration erlaubt die Konstruktion sogenannter Metaphernwelten: didaktisch gestaltete, räumlich erfahrbare Repräsentationswelten, in denen Objekte, Relationen und Handlungen systematisch auf abstrakte Fachstrukturen abgebildet sind.
+Eine Metaphernwelt zeichnet sich dadurch aus, dass:
+  * ihre Objekte strukturelle Entsprechungen zu fachlichen Entitäten besitzen,
+  * ihre räumlichen Relationen fachliche Relationen repräsentieren,
+  * ihre Interaktionen funktional äquivalent zu fachlichen Prozessen sind.
+Damit wird VR zu einem Medium, in dem abstrakte Systemlogiken nicht nur betrachtet, sondern handelnd vollzogen werden können.
+==== VR im Kontext von Serious Games ====
+Im Kontext von Serious Games wird argumentiert, dass abstrakte Lerninhalte eine besonders enge Kopplung zwischen Spielmechanik und Fachstruktur erfordern.
+Während bei realweltbezogenen Szenarien viele Strukturen bereits durch das Referenzsystem vorgegeben sind (z. B. medizinische Trainingssimulationen), müssen Metaphern für abstrakte Inhalte vollständig konstruiert werden.
+VR bietet hierfür spezifische Affordanzen:
+  * Virtuelle Räume können frei entworfen und strukturell reduziert werden.
+  * Interaktionen können direkt an fachliche Prozesse gebunden werden.
+  * Räumliche Organisation kann relationale Strukturen sichtbar machen.
+  * Wiederholbare Prozessausführung kann motorisch und kognitiv integriert werden.
+Entscheidend ist dabei nicht die narrative Einbettung oder die ästhetische Ausgestaltung, sondern die strukturelle Kopplung von Fachlogik und Spielmechanik.
+==== Exemplarische Umsetzungen ====
+Zur empirischen Überprüfung des Ansatzes wurden mehrere VR-Lernanwendungen entwickelt und evaluiert (u. a. ‘‘Inside the Router’’, ‘‘Inside the CPU’’).
+In diesen Anwendungen übernehmen Lernende die Rolle systeminterner Akteure und führen fachliche Prozesse selbst aus (z. B. Routingentscheidungen oder Instruktionsausführung).
+Ergänzend wurde eine Vergleichsstudie zwischen einer VR-Umgebung und einem physisch-tangiblen Pendant durchgeführt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass nicht das Medium per se entscheidend ist, sondern die Qualität der strukturellen Abbildung und die Kohärenz des didaktischen Designs.
-Arbeitstitel: Lernszenarien in einem Teaching Lab, zur Vermittlung von informatischen Grundkompetenzen bei Lehramtsstudierenden
-===== Inhalte im Informatikdidaktik-Wiki =====
+==== Zentrale Beiträge der Dissertation ====
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-{{tag>Person Doktorand Institution:"TU Dresden" Deutschland}}
+Die Arbeit leistet Beiträge auf drei Ebenen:
+  * Theoretisch: Präzisierung der Rolle struktureller Kongruenz in immersiven Lernumgebungen und Weiterentwicklung des Metaphernkonzepts für abstrakte Fachinhalte.
+  * Didaktisch-konzeptionell: Entwicklung eines systematischen Gestaltungsansatzes für VR-Serious-Games im Informatikunterricht.
+  * Empirisch-methodisch: Evaluation strukturkongruenter VR-Lernumgebungen mit kompetenzorientierten Testinstrumenten sowie psychologischen Begleitmaßen (u. a. Flow und Präsenz).