Entwicklung einer intelligenten computergestützten Lernumgebung für die elektrotechnische Grundlagenausbildung

The theses presented in the following paper describe the concept and implementation of interactive and intelligent components for computer-based learning environment at the electrical engineering department GET. The achieved results carry forward the work of GET research group on computer-based learning environments. The main goals are the conceptual design and implementation of interactive components within the GETsoft learning environment, application of engineering tools (MathCAD) for computer-based education, and concept and prototype implementation of knowledge-based problem solving environment. Learning in the virtual learning environment involves the cognitive confrontation with the subject matter to be learned (learning object). Thus, the interactivity of the learning objects becomes the crucial criteria of the quality of learning within the computer-based learning environment. The web-based GETsoft offers many multimedia components that can be used by teachers to organize their own learning units. Students get access to typical subject topics and questions. The interactive components and tasks with self- control opportunities make possible the active treatment of the subject matter. Intelligent Problem Solving Environments (IPSEs), a special type of intelligent tutoring systems, are being developed by the research group of Prof. C. Möbus (OFFIS, Oldenburg). The ideas of IPSE have been adapted for the new (for the approach) domain of the basics of electrical engineering and for new kinds of tasks (symbolic analysis, circuit analysis, solution draft control). The concept of the knowledge-based problem solving environment mileET from the EE-education point of view and implementation of a part of its knowledge base are presented in these theses. MileET represents an innovative kind of learning support within the GET area. It is intended to be used by students for active, independent learning while solving tasks with and in the program. Students have the possibility to formulate different solution proposals and ask the program to check them. The implemented knowledge-based component, a special kind of expert system, contains necessary knowledge for tasks and methods of the network analysis and possesses the ability of symbolic task solving. Due to a flexible and dynamic solution production with consideration of the user's inputs, an adaptive feedback on the solution draft as well as an adaptive completion of an incomplete user's solution can take place. To the teachers, the program offers the possibility to provide different (new) tasks and to leave the routine correction work to the program. The key results, as well as some ideas concerning the future work on the intelligent learning environment GETsoft complete this paper.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden Ansätze vorgestellt, die zur Entwicklung einer computergestützten Lernumgebung für ein explorierendes Lernen am Fachgebiet Grundlagen der Elektrotechnik (GET) beitragen und sich als Weiterentwicklung der Forschungen des Fachgebietes in Richtungen multimedialer und intelligenter Lernumgebungen einordnen lassen. Konzeption und Implementierung interaktiver Lernmodule für die GET-Domäne, Einsatz von Ingenieurwerkzeugen in der GET-Lehre, sowie Konzeption und prototypische Implementierung einer wissensbasierten Problemlöseumgebung für GET sind die Aufgabenstellungen dieser Arbeit. Da in virtuellen (computerbasierten) Lernumgebungen für individualisiertes Lernen das Lernen in erster Linie die kognitive Auseinandersetzung des Lernenden mit dem zu lernendem Inhalt (dem Lernobjekt) bedeutet, wird Interaktivität der Lernobjekte zu einem der entscheidenden Qualitätskriterien des Lernens und der Lernumgebungen. Die webbasierte Lernumgebung GETsoft bietet den Lehrenden viele multimediale Komponenten für das Zusammenstellen ihrer Vorlesungen und Übungen. Interaktive Experimente und Aufgaben mit Möglichkeiten zur Selbstkontrolle ermöglichen den Studierenden eine aktive Verarbeitung des Lehrstoffes. Der in der Forschungsgruppe von Prof. C. Möbus (OFFIS, Oldenburg) entwickelte IPSE-Ansatz wurde auf der neuen für den Ansatz Domäne der Grundlagen der Elektrotechnik und für die neuen Aufgabenarten (Formelnanalyse, Lösungsentwurfskontrolle, Schaltungsanalyse) umgesetzt. Die Konzeption der Problemlöseumgebung mileET aus der GET-Sicht und einige Teile der implementierten wissensbasierten Komponente werden in der Arbeit betrachtet. MileET ist eine innovative Art der Lernerunterstützung auf dem GET Gebiet. Das Programm ermöglicht den Lernenden aktives, selbständiges Lernen durch Aufgabenlösen mit und in dem Programm. Studierende haben die Möglichkeit verschiedene Lösungsentwürfe zu verschiedenen Aufgaben zu den Themenfeldern Methoden der Netzwerkberechnung zusammen zu stellen und vom Programm testen zu lassen. Die implementierte wissensbasierte Komponente, eine spezielle Art des Expertensystems, besitzt die Fähigkeit die Aufgaben symbolisch zu lösen, so dass eine flexible und dynamische Lösungserzeugung unter Berücksichtigung der Benutzereingaben stattfindet und eine adaptive Rückmeldung über den Lösungsentwurf sowie eine adaptive Vervollständigung einer unvollständigen Benutzerlösung erfolgen. Den Lehrenden bietet das Programm die Möglichkeit verschiedene (neue) Aufgaben einfach zu erstellen und die Korrekturarbeit dem Programm zu überlassen. Die Überlegungen zur Weiterentwicklung der intelligenten Lernumgebung GETsoft sind schließen die Arbeit ab

Dresdner Universitätsjournal

"Dresdner Universitätsjournal" vom 31. Januar 201

Vision Forschung : Ethnographien in Medienlaboratorien

Die Tätigkeit des Forschens, denke ich, hat immer etwas mit Neugier auf die Welt zu tun; eine Welt, in der wir leben, und eine, in der wir leben könnten. Sie ist verknüpft mit dem Wunsch, Unbekanntes zu erfahren, erkennbar und vielleicht auch nutzbar zu machen. Wenn wir forschen, greifen wir nach Möglichkeiten und nach Zukünftigem, was wir gleichzeitig durch unsere Vorstellungen antizipieren und mit wissenschaftlichen Begriffen umrahmen. Die kulturanthropologische Forschung untersucht Fremdes gewöhnlich in einer anderen Gemeinschaft. Diese Gemeinschaft wird dann zumeist aufgesucht, um zu erfahren, welche Möglichkeiten und welche Probleme für Kulturanthropologen in solchen Kulturkontakten in Erscheinung treten. Die vorliegende Arbeit nun ist eine Forschung über die Forschung. Die Neugier, die mich dazu bewegt hat, sie zu schreiben, bestand in der Frage, wie Möglichkeiten menschlicher Kreativität von Leuten, die dafür Technologien entwickeln, fruchtbar gemacht werden. Die Technologiegestalter suchen eben diese Neugier zu befriedigen, indem sie menschliches Verhalten in künstlich hergestellten Kontexten erproben und Modelle entwerfen, die in die gesellschaftliche Welt einwandern und ausstrahlen sollen. ..

Digitale Vernetzung der Facharbeit: gewerblich-technische Berufsbildung in einer Arbeitswelt des Internets der Dinge

Der Sammelband umfasst Beiträge zur Digitalisierung der Arbeitswelt in Industrie und Handwerk. Die Autorinnen und Autoren diskutieren sowohl die gesellschaftspolitischen Herausforderungen als auch die Einflüsse digitaler Technologien auf Facharbeit und Berufsausbildung. Zentrale Themen sind die Planung und Anpassung beruflicher Kompetenzen, in denen auch die Mediennutzung eine immer größere Rolle spielt. Da Berufsausbildung in der Arbeitswelt 4.0 mehr Medienkompetenz verlangt, müssen Qualifikationsprofile angepasst werden. Entsprechend brauchen die Lehrenden in Schule und Betrieb mediale Querschnittskompetenzen und neue fachdidaktische Zugänge.The anthology comprises articles on the digitalisation of workplaces in industry and trade. The authors discuss both the sociopolitical challenges as well as the impacts of digital technologies on specialist work and vocational training. The key topics addressed in this paper are the coordination and adaptation of professional competencies such as media usage, which continues to rise in significance. In the age of industry 4.0, vocational training programmes demand higher levels of media literacy. For this reason, qualification profiles must be adapted. As a consequence, schools and companies are in need of lecturers with profound media expertise and subject-didactic approaches