GETsoft

Multimediale Lernumgebung "Grundlagen der Elektrotechnik"

Im Projekt "GETsoft" geht es um die Unterstützung der Präsenzlehre in der elektrotechnischen Grundlagenausbildung und Weiterbildung durch eine internetbasierte und multimedial gestützte Lernumgebung, die aus mehreren Teilbereichen besteht:

GETstart ist eine speziell für SchülerInnen und an Elektrotechnik Interessierten ausgearbeitete Lernumgebung die Teile von GETsoft nutzt. Im Bereich GETstart der multimedialen Lernumgebung GETsoft findet man ausgewählte Beispiele, Aufgaben mit Hilfen, Animationen, virtuelle Instrumente und Fotos zu Grundlagen der Elektrotechnik. Einiges wird der Zielgruppe sicher schon aus dem Physikunterricht bekannt vorkommen. Mit bekannten Aufgabenstellungen wollen wir ermutigen, weitere Probleme der Elektrotechnik anzugehen.

LearnWeb enthält Lernprogramme und Lernmodule zu den wesentlichen Themenfeldern der elektrotechnischen Grundlagenausbildung.

TaskWeb ist eine webbasierte Aufgabensammlung mit abgestuften Hilfen, Lösungshinweisen, Lösungsplänen und Komplettlösungen unterstützt durch multimediale Elemente und eine Datenbank.

LabWeb ist eine Praktikumsumgebung für Grundlagen der Elektrotechnik. Die Studierenden finden hier alle Unterlagen zum Praktikum, den Zugang zu den Online-Eingangstests sowie virtuelle Instrumente, Versuche und Modelle als zusätzliche Praktikumsvorbereitung.

Die eAssessment Umgebung TestWeb ermöglicht es individuell den Studierenden, prüfungsnahe Aufgabenstellungen zu generieren, unter Zeitbegrenzung zu lösen und direkt im Anschluss eine soweit wie mögliche automatisierte Rückmeldung zu den Lösungen zu bekommen. Ein adaptives Rückmeldesystem gibt dem einzelnen Studierenden Hinweise zu Fehlern und hilft mit Empfehlungen aus der Lernumgebung theoretische und praktische Lücken zu schließen.

BookWeb zielt auf die Verzahnung des konventionellen Lernens mit Lehrbuch mit der multimedialen Lernumgebung, indem den Lernenden zu den Buchabschnitten relevante Lernobjekte angeboten werden. Das Ziel ist es, den Transfer des mit dem Lehrbuch gelernten zu fördern und zusätzliche Lernerfahrungen verfügbar zu machen.

moodle wird zur Unterstützung von Seminaren und zur Prüfungsvorbereitung eingesetzt. moodle bietet eine Reihe von Möglichkeiten für die Kommunikation innerhalb der Lerngruppe, zwischen Lerngruppen und mit einem Betreuer. Es stehen Diskussionsforen, Pinnwände, Chat, Adressbuch & Mail, Gruppen-Mailverteiler und Sofortnachrichten für synchrones und asynchrones Kommunizieren zur Verfügung. Zusätzlich zu den genannten Werkzeugen hat der Dozent die Möglichkeit über Tests und Feedback Bewertungen der Studierenden zu organisieren.
Momentan wird an einer Integration von TestWeb als PlugIn in moodle gearbeitet.

Ziele und Inhalte

Die multimediale Lernumgebung wurde für das Lehrgebiet Grundlagen der Elektrotechnik erstellt. Der Einsatz der Lernumgebung soll eine stärkere Anwendungsnähe der vermittelten Kenntnisse ermöglichen, den Transfer des Lernens und das Einüben von Problemlösungstechniken verbessern sowie die Anschaulichkeit der Stoffdarbietung erhöhen. Außerdem soll zum eigenständigen Lernen motiviert, das selbstorganisierte Lernen unterstützt und der Lernansatz um kooperatives Lernen erweitert werden (virtuelle Gruppenarbeit, Foren, u.a.). Insgesamt trägt "GETsoft" zum Erwerb von medialen Schlüsselqualifikationen bei (Arbeiten in Gruppen auf virtuellen Plattformen, interaktives Lernen im digitalen Raum, Fähigkeit zur selbständigen Selektion adäquater Lerninhalte, Self-Assessment mit modernen Medien u.a.).

Didaktisches Konzept

Im Projekt "GETsoft" geht es um die Unterstützung der Präsenzlehre in der elektrotechnischen Grundlagenausbildung und Weiterbildung durch ein internetbasiertes multimedial gestütztes Ausbildungssystems mit den Säulen: Vorlesung, Übung, Laborpraktikum, Selbststudium, semesterbegleitende eAssessements, virtuelle Kommunikation und Betreuung.

Die Lernmodule werden von Lehrenden in die Vorlesung zur Visualisierung komplexer Sachverhalte integriert. Damit soll auch die Motivation der Lernenden, die Module zum selbständigen Erarbeiten und Vertiefen des Stoffes zu nutzen, gesteigert werden. Im Netz stehen darüber hinaus die hochinteraktiven Animationen und Simulationen aus den Lernmodulen sowie die Demonstrationsexperimente für die individuelle Nachbereitung der Vorlesung z. B. als Streamingangebote zur Verfügung.

Die webbasierte Aufgabensammlung ist zentrales Element für Übungen und Seminare. Es wurden interaktive Übungskomplexe entwickelt, die den Studierenden ein selbständiges Arbeiten mit dem Stoff bis hin zu praktischen Anwendungen ermöglicht. Die Aufgaben und Hilfestellungen sollen zum eigenständigen Lernen motivieren, zu stärkerer Anwendungsnähe und zum Transfer führen. Das Aufgabenlösen wird virtuell betreut und beinhaltet Möglichkeiten differenzierter Hilfestellungen und der Lernerfolgsüberprüfung.

Im Laborpraktika werden zweierlei Ziele verfolgt. Vorarbeiten an animierten Modellen zur Vorbereitung von realen Praktikumsversuchen sowie virtuelle Versuche zur praktischen Vertiefung des Lehrstoffes. Hierbei wird mit animierten Modellen realer Geräte gearbeitet, die exakt den Geräten entsprechen, welche der Student dann im Labor vorfindet. Ein Ersatz der reellen Laborversuche ist nicht vorgesehen.

Regelmäßige Leistungstests dienen dazu, dass Studierende zur kontinuierlichen Studienarbeit animiert werden und gleichzeitig Lehrende beständig über den Leistungsstand der Studierenden informiert sind. Um die Mitarbeit der Studenten zu gewährleisten wird ein Belohnungssystem integriert, das dem aktiven Studenten deutliche Vorteile gegenüber dem passiv Lernenden einbringt.

Virtuelle Kommunikationselemente zur Unterstützung des selbstorganisierten Lernens und zur Erweiterung des Lernansatzes zum kooperativen Lernen sind integriert worden und sollen weiter erprobt werden.

Vertiefende Informationen zu Vorlesung, Aufgaben, virtuelles Labor, Simulation etc. finden Sie insbesondere im Bereich Lehrszenarien.



Abb.: Beispiel eines (multimedialen) Lernprogramms ("Transformator")

Curriculare Verankerung

Die Hochschulprofessoren Seidel/Wagner nutzen seit 1999 die Lernobjekte der Lernumgebung in den Vorlesungen. Seit SS 2000 liegen Konzeptionen der verantwortlichen Hochschullehrenden zum Einsatz der Lernumgebung auch in den Übungen vor. Seit WS 2002/2003 werden alle Informationen zur Lehre (Inhalte, Konzeptionen, Anleitungen) grundsätzlich online ausgegeben.
Die Integration der multimedialen Lernumgebungen in die elektrotechnische Grundlagenausbildung an der TU Ilmenau und den Partnereinrichtungen ist Realität. Die mediale Nutzung wird nicht als ergänzendes, sondern als integratives Konzept verstanden. 

Ab 2005/06 verpflichtende Online-Eingangstest für das Grundlagenpraktikum Elektrotechnik. Pro Semester ca. 2000 Nutzer. Es müssen mehrere Praktika pro Semester absolviert werden.

Seit 2008/09 ist GETsoft integraler Bestandteil der Fachgebietshomepage auf dem neuen Webauftritt der TU Ilmenau (Typo3).Von dort wird direkt auf Ressourcen zugegriffen und Funktionalitäten der Lernumgebung genutzt. So wird noch enger die Zugehörigkeit zum Fachgebiet und der Lehre demonstriert sowie der Zugang für Studierende vereinfacht. (www.tu-ilmenau.de/it_get).

Ab 2009/10 geplant 2-3 verpflichtende semesterbegleitende Onlinetests mit Mindestpunktzahl zur Prüfungszulassung. Es soll die Möglichkeit zur Erlangung von Bonuspunkten integriert werden.


Aktueller Einsatzbereich: Im Studienjahr 2003/2004 an der TU Ilmenau ca. 1000 Studenten im 1. und 2. Studienjahr in mehr als 10 elektrotechnischen und nichtelektrotechnischen Studiengängen.

Technik

Zugang

OpenContent : voller Zugang für jeden Interessierten, keine Passwörter, keine Registrierungspflicht, keine direkten Kosten für den Nutzer.

Nutzung

Die administrative Pflege wurde vom URZ der TU Ilmenau übernommen. Zum Einsatz kommen Apache Webserver, MySQL -Datenbankserver, FTP-Server. Streaming Media Server für RealMedia A/V Objekte. Der Webserver ist so konfiguriert das hier verschiedensten serverseitige Skripttypen ausgeführt werden können. Momentan werden Perl und vor allem PHP genutzt. Auf dem Webserver lagern auch die Webinhalte, im speziellen alle HTML, DHTML, CSS, JavaScript und Java-Applet Dateien. Teils auf dem Webserver, teils auf dem FTP-Server lagern verschiedenste Dokumente aller Art, z.B. PDF -Dateien, Vorlesungsskripte, Arbeitsblätter (MathCAD, PSpice), Folien etc. Auf dem Streaming Server liegen Videos zu Energietechnik und HF Technik und zu experimenteller Elektrotechnik.

Basierend auf oben aufgeführten Techniken gibt es verschiedene Zugangsmöglichkeiten zu Informationen. Über die Lernumgebung LearnWeb werden die webbasierten Lernprogramme eingebunden. Die Benutzung der Datenbank erfolgt webseitig über ein extra Interface, das im Teilprojekt TaskWeb produziert wurde.

Benötigte Software

Zur Nutzung unserer Angebote genügt ein aktueller Internet-PC wie er dem Stand der Technik 2003/2004 entspricht.
Empfohlen wird die Benutzung des Microsoft Internet Explorers ab Version 5.5, des Netscape Navigators ab Version 6 oder kompatibler Browser JavaScript muss aktiviert sein. Für einige Funktionen werden folgende Plug-Ins benötigt: Java Plugin Version 1.3.1 oder höher und FlashPlayer Version 6 oder höher.


Entwicklung

Bei der Entwicklung wurde mit dem HTML-Design und Autorenwerkzeug Dreamweaver MX gearbeitet, welches auch zur Verwaltung der Webprojekte (HTML) und ebenfalls der JavaScript-Programmierung (JS) dient. Das Animationstool Flash MX wurde genutzt um interaktive Animationen (SWF) zu gestalten und zu erstellen. Mittels der Java -Programmierumgebung Eclipse entstanden interaktive Java Applets (Java). Schaltzeichnungen wurden mit dem Vektorgrafikprogramm Adobe Illustrator (AI und SWF) erstellt und Pixelgrafiken mit dem Grafikprogramm Adobe Photoshop (GIF und JPEG). MS Office Programme dienten zur allgemeinen Bereitstellung von Textdateien (DOC), Tabellen (XLS) und Präsentationen (PPT). Zur plattformübergreifenden Kommunikation wurden PDF-Dateien mittels Adobe Acrobat erstellt.

Streaming Videos entstanden mit dem RealProducer (RM). Die mathematischen Arbeitsblätter wurden mit MathCAD entworfen (MCD).

Kosten

25h monatlich wissenschaftlicher Mitarbeiter (Pflege und Korrektur der Inhalte), 80h monatlich studentische Hilfskräfte zur Weiterentwicklung der Lernmodule (Java-Applets, Flash -Animationen, HTML -Seiten u.a.)
Autorenleistungen der Hochschullehrer und wissenschaftlichen Mitarbeiter nicht quantifizierbar.

Zielgruppe

Ingenieurstudenten mit elektrotechnischer Grundlagenausbildung (Grundstudium) in nichtelektrotechnischen Studiengängen (Informatik, Ingenieurinformatik, Maschinenbau, Mechatronik, Wirtschaftswissenschaften u.a.) und elektrotechnischen Studiengängen. Weiterbildung für arbeitssuchende Ingenieure.

Rahmenbedingungen

Kostenloser Onlinezugang jederzeit und an jeden Ort möglich.

Ergebnisse

Einzelne Lernprogramme der Lernumgebung wurden im Rahmen des NMB-Projektes "mile" extern evaluiert. Die Evaluationsinstrumente umfassten einen Methodenmix (Fragebögen, Gruppengespräche, Einzelgespräche, Usertracking). Die Evaluation zielte ab auf eine Erfassung der Nutzungsweisen und Lernwirkungen der Lernumgebung, wobei als Kontext die jeweiligen Lehrveranstaltungen sowie das Studium allgemein mitbetrachtet wurden. Ein weiterer Schwerpunkt der externen Evaluation war die Analyse der Lernprogramme und Lernmodule mit den Schwerpunkten: steuerungsdidaktische Elemente, Hilfefunktionen, inhaltliche Kriterien, hinter dem Konzept stehende Lerntheorie u.a.

Weitere Hinweise zur Evaluation finden Sie im Bereich Didaktisches Design.

Zum Projekt

Website

http://getsoft.net

Institution

Technische Universität Ilmenau

Ansprechpartner/in

Dipl.-Ing Volker Neundorf
Technische Universität Ilmenau,
Fachgebiet Grundlagen der Elektrotechnik
Telefon: 03677 69 1128
Fax: 03677 691125
E-Mail: volker.neundorf@tu-ilmenau.de

Zeitraum

1996-2000 einzelne Lernprogramme auf CD,
seit 2001 Ausgestaltung der webbasierten Lernumgebung

Förderung

Mehrere Zuweisungen aus dem HSP III (später HWP) seit 1999.
BLK-Projekt: Module multimedialer Lernumgebungen für Weiterbildung und Fernstudium in den Ingenieurwissenschaften (1/1998-12/2000, anteilig ca. 200.000DM).
Im Rahmen des NMB-Projektes "mile" (Förderzeitraum 1/2001-3/2004) anteilig für obige Projektpartner ca. 550.000 EUR.

Partner im EU Projekt IDENTITY (EU Projekt im Rahmen des Sokrates/Minerva Förderprogrammes, 10/2006 - 09/2008), Title: Individualized Learning Enhanced By Virtual Reality, Agreement number: 229930-CP-1-2006-1-RO-MINERVA-M. Fördersumme: 40.000Eur.

Beteiligungen und Kooperationen

Partner im Rahmen des NMB-Projektes "mile" (Laufzeit 1/2001 bis 3/2004):

  • TU Dresden (Videoproduktion, Java Applets, Aufgaben)
  • Universität Magdeburg (Aufgaben, Flashanimationen, interaktive Lernmodule)
  • Universität Oldenburg (wissensbasiertes Lernsystem)
  • Institut für Medien- und Kommunikationswissenschaft (TUI) (Evaluation, Didaktik)

Kategorisierung

Lehrfunktion

  • Informationsvermittlung
  • Üben u. Anwenden
  • Wissenstransfer
  • Feedback u. Lernerfolgskontrolle

Medieneinsatz

  • Hypertext
  • PDF
  • Simulation
  • Animation
  • Videoübertragung/-aufzeichnung
  • E-Mail
  • CBT / WBT
  • Sonstigs

Fachbereich

  • Informatik
  • Ingenieurswissenschaften
  • Wirtschaftswissenschaften

Lehrszenarien

  • Vorlesung
  • Übung
  • Praktikum
  • Betreuung

Kategorie

  • Lernumgebung