Entwicklung einer Augmented Reality basierten Anwendung als Vorbereitungsmaßnahme zum Laborpraktikum in der Elektrotechnik / Mesut Alptekin ; Gutachter*in Prof. Dr.-Ing. Katrin Temmen, Prof. Dr.-Ing. Dominik May. Paderborn, 2025
Inhalt
- Zusammenfassung
- Abstract
- Danksagung
- Inhaltsverzeichnis
- Abkürzungsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Forschungsmethode: Research Pentagon
- 2.1 Definition des Research Pentagons
- 2.2 Komponenten des Research Pentagons
- 2.3 Einordnung und Abgrenzung zu Design-Based Research
- I Abschnitt I - Grundlagen
- 3 Problemstellung: Elektrotechnik-Laborpraktika an der Universität Paderborn
- 3.1 Allgemeine Ziele und Bedeutung von Laborpraktika
- 3.2 Strukturierung der Laborpraktika
- 3.3 Herausforderungen der Laborpraktika
- 3.4 Maßnahmen und Entwicklungen zu den Laborpraktika
- 4 Literaturauswertung: AR Grundlagen
- II Abschnitt II - Mikrozyklen
- 5 Didaktisches Konzept
- 5.1 Problemstellung, Forschungsfragen und -ziel
- 5.2 Forschungsmethode
- 5.3 Forschungssituation: Lehr-Lern-Modelle und -Theorien
- 5.4 Forschungsgegenstand: Didaktisches Konzept
- 5.5 Zusammenfassung und Reflexion
- 6 Machbarkeitsstudie
- 6.1 Forschungsfragen und -ziel
- 6.2 Forschungsmethode
- 6.3 Forschungssituation: Grundlagen für die Entwicklung der Prototypen
- 6.4 Forschungsgegenstand: Entwicklung der Prototypen
- 6.4.1 Das Oszilloskop — Technischer Aufbau und Funktionsweise
- 6.4.2 Das Oszilloskop — Softwaretechnischer Aufbau und Funktionsweise in Kombination mit dem Funktionsgenerator
- 6.4.3 AR-Prototypen
- 6.5 Zusammenfassung und Reflexion
- 7 Onboarding
- 7.1 Problemstellung, Forschungsfragen und -ziele
- 7.2 Forschungsmethode
- 7.3 Forschungssituation: Stand der Forschung zu Onboarding
- 7.3.1 Definition von Onboarding
- 7.3.2 Bedeutung des ersten Eindrucks und des Onboardings
- 7.3.3 Arten von Onboarding
- 7.3.4 Vor- und Nachteile von Onboarding
- 7.4 Forschungsgegenstand: Entwicklung und Auswertung des Onboardings in der AR-App
- 7.4.1 Verwendete Materialien
- 7.4.2 Entwicklung: Implementierung des progressiven Onboardings
- 7.4.3 Teilnehmende der Studie
- 7.4.4 Ergebnisse zum UI und UX
- 7.4.5 Ergebnisse zum Onboarding
- 7.5 Zusammenfassung und Reflexion
- 8 Exkurs: Eye-Tracking als Messinstrument
- 8.1 Problemstellung, Forschungsfragen und -ziel
- 8.2 Forschungsmethode
- 8.3 Forschungssituation: Annahmen und Grundlagen zu Eye-Tracking
- 8.3.1 Eye-Tracking als Forschungsmethode
- 8.3.2 Annahmen für Eye-Tracking-Studien
- 8.3.3 Funktionsweise von Eye-Tracking-Systemen
- 8.3.4 Merkmale zwischen Expert:innen und Noviz:innen
- 8.3.5 Areas of Interest und Metriken von Eye-Tracking-Daten
- 8.4 Forschungsgegenstand: Entwicklung und Auswertung der Eye-Tracking-Studie
- 8.4.1 Verwendete Materialien
- 8.4.2 Entwicklung: Python-Skript für die Datenvorbereitung und -bereinigung
- 8.4.3 Teilnehmende der Studie
- 8.4.4 Auswertung der Verweildauer — Heatmap
- 8.4.5 Auswertung der Fixationsfrequenz — AOI-Zeit-Diagramm
- 8.4.6 Auswertung der Scanpfade — Stringvergleich
- 8.5 Zusammenfassung und Reflexion
- III Abschnitt III - Summative Evaluation
- 9 Wirksamkeitsanalyse der mobilen AR-App
- 9.1 Forschungsfragen und Hypothesen
- 9.2 Forschungsdesign
- 9.3 Verwendete Materialien
- 9.4 Statistische Auswertung
- 9.4.1 Auswertungstools und Messverfahren
- 9.4.2 Reliabilitätsprüfung der Messinstrumente
- 9.4.3 Deskriptive Statistik
- 9.4.4 Allgemeines lineares Modell
- 9.4.5 Weitere Untersuchungen
- 9.4.6 SUS, UEQ und Freitextantworten
- 9.5 Zusammenfassung und Diskussion
- 10 Zusammenfassung und Ausblick
- 10.1 Zusammenfassung
- 10.1.1 Abschnitt I: Problemstellung und Literatur
- 10.1.2 Abschnitt II: Mikrozyklen
- 10.1.3 Abschnitt III: Summative Evaluation
- 10.2 Ausblick und Reflexion
- Literaturverzeichnis
- Eigene Publikationen
- IV Anhang
- I Anhang zu Abschnitt 1
- I.1 Interviewleitfaden für die Besprechung mit Laboringenieuren und wissenschaftlichen Mitarbeitenden
- I.2 Protokoll vom 15.06.2015 mit allen beteiligten Laboringenieuren, wissenschaftlichen Mitarbeitenden, Professor:innen und Studierenden der Fachschaft Elektrotechnik
- I.3 Workshop-Ergebnisse: Ziele der einzelnen Praktika und jeweiligen Versuche
- I.4 Übersicht der Praktika mit den jeweiligen beteiligten Fachbereichen an der Universität Paderborn und den jeweiligen Versuchen. Stand: 2017
- I.5 Übersicht der Forschungsarbeiten und Studien, sowohl veröffentlichte, als auch unveröffentlichte
- I.6 Tabellen zur qualitativen Literaturauswertung
- II Anhang zu Abschnitt 2
- II.1 Codeauszüge zur Realisierung des Oszilloskops und Funktionsgenerators in Python
- II.2 Überblick über die entwickelten Prototypen: Darstellungs- bzw. Nutzungsform, genutzte SDKs, und Schwerpunkt
- II.3 Konkretisierte Lernziele
- II.4 Fragebogen zur Onboarding-Studie
- II.5 Unterlagen zur Eye-Tracking-Studie
- II.6 Aufgabe am realen Oszilloskop
- II.7 Interview-Fragebogen für Expert:innen
- II.8 Interview-Fragebogen für Anfänger:innen
- II.9 Leitfaden zur Durchführung
- III Anhang zu Abschnitt 3
- III.1 Moodle Fragen zum Online-Test für die Gesamtevaluation
- III.2 Fragebogen 1 zur Erfassung der affektiven Merkmale
- III.3 Fragebogen 2 zur Bewertung der App
- IV Digitaler Anhang mit Verzeichnisstruktur