Zeller, D. (2012). Physics driven 3D dynamic geometry software for elementary education [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/160605
Räumliche Fähigkeiten sind ein essentieller Bestandteil menschlicher Wahrnehmung und Intelligenz. Sie stellen unsere Fähigkeit dar räumliche Muster zu erkennen, zwei- oder dreidimensionale Objekte im Geiste zu manipulieren und uns innerhalb unserer Umwelt zu orientieren. Zudem spielen sie eine Schlüsselrolle in kreativen Denkprozessen, bei der Lösung von Problemen und beim Auffinden von Informationen in größeren Datenmengen. Letzterer Faktor gewinnt vor allem in der heutigen Zeit zunehmend an Bedeutung, da er in enger Verbindung zu unserer Fähigkeit steht, durch umfangreiche Websites zu navigieren bzw. uns in komplexen User Interfaces zurechtzufinden. In Anbetracht der vielfältigen Arten und Weisen in denen räumliche Fähigkeiten unser tägliches Leben beeinflussen, wird in dieser Arbeit eine Software vorgestellt, deren Ziel es ist, die Entwicklung jener Fähigkeit bereits im Kindesalter zu unterstützen. Hierzu wird eine virtuelle Umgebung mit Elementen des Geometrie-Unterrichts kombiniert, wobei sich beide Faktoren als nützlich bei der Verbesserung von räumlichen Fähigkeiten herausgestellt haben. Zudem wird diesem Mix eine Physik-Komponente hinzugefügt, wodurch die Applikation einem virtuellen Spielplatz gleicht, in dem Benutzer komplexe Szenen aus simplen geometrischen Objekten aufbauen können. Die Software wurde in Unity 3D entwickelt und benutzt einen neuartigen Motion Controller als Eingabegerät, um den Benutzern zu erlauben, leichter und vor allem tiefer in die virtuelle Welt einzutauchen. Eingebettet in den schulischen Unterricht, mit spezifischen Anweisungen und Arbeitsaufgaben, wird angenommen, dass das Programm einen durchwegs positiven Einfluss auf die Entwicklung räumlicher Fähigkeiten haben wird.
Spatial abilities are an essential part of human recognition and general intelligence. They represent our ability to perceive spatial patterns, mentally manipulate two- or three-dimensional objects and orient ourselves within our environment. They are also a key factor when it comes to creative thinking and problem solving, and they determine our efficiency in information retrieval. The latter, in turn, is increasingly relevant in modern times as it is closely linked to our ability to navigate large websites or handle complex user interfaces. In consideration of the many ways spatial ability influences our everyday life, the work at hand presents a software intended to support its development in children. In order to achieve this goal, a virtual environment is combined with elements of geometry education, both of which have proven to be useful in improving spatial skills. Furthermore, a physics component is added to the mix, which leaves users with a virtual playground, in which they can construct complex scenes out of basic geometric objects. The software has been developed in Unity 3D and uses a novel motion controller as input device, in order to increase the users' immersion into the virtual world. Embedded into an educational context, with specific instructions and work tasks, the application is believed to have beneficial effects on the development of spatial skills.
