artec-logo

EUGABE

Erfahrungsorientierte Übergänge
zwischen gegenständlichen und abstrakten Modellen für die berufliche Qualifikation

 
  
Start
Motivation und Ziel
Real Reality Konzept
Pädagog. Hintergrund
Kooperatives Lernen
   
Veröffentlichungen
Mitarbeiter/-innen
       
Verwandte Projekte
BREVIE
ERBEN
RUGAMS
        
English (short version)

 

Motivation

Zwischen der Erfahrung anfaßbarer Artefakte und dem Raum abstrakter Theorie und Symbole klafft ein tiefer Graben. SchülerInnen müssen abstrakte Darstellungsformen lernen, haben aber Schwierigkeiten, diese wieder auf konkrete Probleme zu beziehen. Computersimulationen sollen dabei helfen. Doch zwischen Simulationswelten (rechts) und der realen Welt (links) tut sich derselbe Graben auf. Wir wollen mit unserem Ansatz "Real Reality" Brücken bauen, die ein Übersetzen zwischen den Welten ermöglichen.

SchaltungReal.jpg (22957 Byte) SchaltungFluidSim.gif (19589 Byte)

FluidSim, ein kommerzieller Simulator © FESTO Didactic

Ziel des Projekts

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Erprobung einer rechnergestützten Lernumgebung für den Technikunterricht, die den Übergang von realen stofflichen Objekten zu abstrakten Rechnermodellen unterstützt. Mit anfaßbaren Bausteinen werden Modelle technischer Systeme aufgebaut und automatisch und synchron entsprechende rechnerinterne Simulationen generiert. Der sinnlichen Wahrnehmung und Überprüfung realstofflicher Phänomene wird eine zentrale Bedeutung für das Begreifen und Beurteilen komplexer Zusammenhänge zuerkannt.

Aufbauend auf vorliegenden Arbeiten zur Gestenerkennung, Geometriedatenverarbeitung und diskreten ereignisorientierten Simulation ist die prototypische Realisierung eines simulierbaren Labilbaukastens (LABILO) geplant. Unter Labilbaukasten verstehen wir einen physischen Baukasten mit erweiterbaren Maschinenelementen und jeweils entsprechenden Rechnermodellfragmenten. Unter Verwendung eines Datenhandschuhs wird das Zusammenfügen der mechanischen Elemente von einem nebenläufigen Prozeß der Modellbildung im Rechner begleitet. Durch Gesten und Griffe wird der rechnerinterne Modellbildungsprozeß gesteuert. Hierbei wenden sich die Modellierer aber ganz dem konkret Stofflichen zu, der Rechner bleibt im Hintergrund. In der modellerzeugenden Phase besteht eine direkte geometrische, topologische und funktionale Analogie zwischen dem physikalischen und dem rechnerinternen Modell. Erst in einer nachfolgenden Phase erfolgt das quantitative Experimentieren mit dem rechnerinternen Modell.

Von der Arbeit erwarten wir einen konstruktiven Beitrag zur Diskussion über handlungsorientiertes Lehren und Lernen in der Berufspädagogik, über die Rolle von Simulatoren, Modellmaschinen und Realmaschinen beim Lernen am Arbeitsplatz und in der Schule und über den Stellenwert von Erfahrungswissen (tacit knowledge) und subjektivierendem Arbeitshandeln gegenüber wissenschaftlicher, distanzierter, objektivierender Haltungen beim Umgang mit Technik.

 

Benutzung der Real Reality Lernumgebung

Die SchülerInnen experimentieren mit realen, anfaßbaren Pneumatikelementen und bauen mit diesen Schaltungen auf. Ihre Aktionen werden durch eine Kamera oder mit Hilfe von Datenhandschuhen vom Rechner beobachtet. Für jedes reale Objekt gibt es ein virtuelles Computerabbild. Ohne daß die Lernenden darauf achten müssen, entsteht ein "virtuelles" Modell der Schaltung. Die virtuelle Schaltung wird nun zur Grundlage für abstrakte Schaltpläne und Computersimulationen. Zel ist es, den Rechner im Hintergrund zu halten und ein "natürliches" Hantieren mit Dingen zu ermöglichen. Deswegen ermöglichen wir eine Steuerung des Simulationsprogamms durch Handgesten.

../Bilder/xgoup.gif (108 Byte) 

For further information contact: Eva Hornecker or Bernd Robben