Mechatronikausbildung in kollaborativen E-Learning-Umgebungen
Der Bedarf an vielseitig qualifizierten Ingenieuren und fachkundigen Technikern steigt akut an. Um diesen Bedarf decken zu können, müssen sich Bildungssysteme im zunehmenden Maße mit der Integration theoretischer Inhalte in praktische Lernsequenzen befassen. Das Internet ermöglicht es Lernenden, Zugang zu Fernlaboratorien anhand von Computersimulationen mit Tools zu experimentieren, die von der Branche zur Verfügung gestellt werden. Von großer Bedeutung ist dabei, dass Brückenbildung zwischen und Vermischung von Realität und Virtualität vollkommen neue Perspektiven nicht nur für Lernumgebungen, sondern auch für revolutionäre Systemgestaltung und Wartungsarbeiten schaffen. Der im Rahmen des LAB@FUTURE-Projekts erweiterte und angepasste DERIVE-Server bietet eine internetbasierte Umgebung, die einen interaktiven Lernprozess mit Hilfe von Simulationstools für Mechatronikkurse unterstützt. Der "Mechatronik-Modelliertisch" umfasst geometrische und funktionale Darstellungen von realen pneumatischen Elementen (Zylinder, Ventile, Röhren), die auf einer universellen Schnittstellentechnik basieren - den Hyper-Bonds. Die bidirektionale Kupplung von physikalischem Kraftaufwand und Strömungsphänomenen mit der Digitalinformation aus Computerdarstellungen ermöglicht den Aufbau eines hybriden Systems physikalischer Verfahren mit ihren virtuellen Gegenstücken. Die Lernenden werden durch den gesamten Entwicklungsprozess geführt - angefangen mit der Vermittlung von Grundwissen bis hin zur Realisierung in der Praxis. Dies wird durch eine vollkommen neue Form experimenteller Arbeit auf einem virtuellen Labortisch und bei fortschrittlichen Untersuchungen zu anwendungsorientierten realen Fertigungslinien ermöglicht. Außerdem erlaubt die Telekooperationsfunktion in dieser neuen E-Learning-Umgebung, das Lerngruppen von räumlich getrennten Standorten aus an derselben Ausbildung unter Anwendung derselben Ausstattung (entweder simuliert oder real) teilnehmen. Informelle Kommunikation zwischen den Nutzern mit Hilfe von dokumenten- oder videobasiertem Informationsaustausch macht sowohl selbst organisiertes als auch gemeinsames Lernen möglich. Der Internetservice kann anhand des Extensible Markup Language (XML) Austauschprotokolls von anderen potenziellen Anwendungen gesteuert werden und sticht somit durch seine Flexibilität und Offenheit heraus. Daher zieht die Arbeitsgruppe um das Projekt die Entwicklung weiterer E-Learning-Angebote in Erwägung. Zum einen besteht die Möglichkeit, schulische Laborexperimente ohne spezielle Ausstattung effizient durchführen zu können. Zum anderen ist vorstellbar, dass dieses System bei der Erschaffung von kulturellen und Infotainment-Services von großem Nutzen sein kann.