GETsoft
Multimediale Lernumgebung "Grundlagen der Elektrotechnik"
23.09.2004

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.netAnsprechpartner/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
- Simulation
- Animation
- Videoübertragung/-aufzeichnung
- CBT / WBT
- Sonstigs
Fachbereich
- Informatik
- Ingenieurswissenschaften
- Wirtschaftswissenschaften
Lehrszenarien
- Vorlesung
- Übung
- Praktikum
- Betreuung
Kategorie
- Lernumgebung