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Virtuelle Experimentierumgebung für Grundlagen der Elektrotechnik

Ausgangssituation:


Ausgehend von dem Medienprojekt "Entwicklung einer virtuellen Praktikumsvorbereitung für die elektrotechnische Grundlagenausbildung" soll eine modulbasierte virtuelle Experimentierumgebung für den Bereich Grundlagen der Eletrotechnik des ersten Semesters geschaffen werden. Speziell für die Autoren zukünftiger virtueller Versuche soll es einfache APIs geben die es ermöglichen weitere Versuche zu konzipieren und zu verwirklichen.


Aufgabenstellung:

Unter didaktischen Gesichtspunkten soll eine interaktive virtuelle Praktikumsumgebung umgesetzt werden. Aufgabe dieser Experimentierumgebung soll es sein, neue Praktikumsversuche auf einer virtuellen Plattform zu erstellen. Dabei soll auf real vorhandene Instrumente und Bauteile gänzlich verzichtet werden können. Alle verwendeten Teile erhalten also alle für den Versuch relevanten Funktionen, welche auch an den physisch vorhandenen möglich wären. Während der Arbeit mit der Applikation sollen dem Entwickler die Bauteile und Instrumente beliebig oft zur Verfügung stehen, um auch hier ein möglichst große Realitätsnähe zu gewährleisten.

Ein wünschenswertes Ziel läge in der Vereinfachung bei der Erstellung von virtuellen Versuchen und einer Zeitersparnis. Möglich wäre dies durch die Entwicklung der Praktikumsversuche am eigenen Schreibtisch der Autoren in der gewohnten Arbeitsumgebung. Die Ausarbeitung könnte somit auch unterbrochen werden und zu einem beliebigen anderen Zeitpunkt fortgesetzt werden. Genutzt werden soll die Applikation online. Auch für eine Integration in das bereits bestehende LabWeb ist das notwendig.

Die Umsetzung der Praktikumsumgebung soll mit Macromedia Flash erfolgen, da mit diesem Programm bereits in anderen Projekten Vorarbeit geleistet wurde und die Diplomarbeit daran anschließen soll. Außerdem eignet sich Flash besonders gut für diese Aufgabe, da mit ihm alle gestellten Anforderungen erfüllt werden können. Bei der Arbeit mit Flash erhält man als Ergebnis kleine Dateien. Da die Applikation online zur Verfügung stehen soll, spielt diese Tatsache ebenfalls eine wichtige Rolle.
Mit der verwendbaren Skriptsprache „Actionscript“ können den Objekten Eigenschaften und Funktionen zugeteilt werden. Mit der Maus lassen sich dann also beispielsweise Knöpfe eindrücken oder Schieberegler verstellen, die Instrumente können daher sehr realitätsnah genutzt werden.
Zudem ist es möglich eine ansprechende Benutzeroberfläche unter den Gesichtspunkten Didaktik und Usability zu gestalten. Mit einer ausgearbeiteten Gestaltung könnte Einarbeitungszeit für die Autoren eingespart werden. Der Flashplayer steht außerdem kostenlos als Plugin für jeden Browser und jede Plattform zur Verfügung und kann somit auf jedem Rechner genutzt werden.
Es sollen zunächst ca. 4-5 Baugruppen und Instrumente umgesetzt werden, mit welchen experimentiert werden kann. Um auch komplexere Schaltungen zu verwirklichen, wird eine Verknüpfung der Flashapplikation mit PSpice oder LabVIEW angestrebt. Ob und in welchem Ausmaß diese Einbeziehung möglich ist, muss zunächst noch geklärt werden.

Um eine spätere Weiterentwicklung der Anwendung zu vereinfachen soll parallel zur Entwicklung eine Richtlinie entstehen. Anhand dieser soll die spätere Arbeit an dem Projekt vereinfacht werden.


Diplomandin: Simone Kirwald (Medientechnologie)

Betreuender Professor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. H.-U. Seidel (Fak. EI)

Wissenschaftliche Betreuer: Dipl.-Ing. Volker Neundorf

Status: beendet

(Texte aus der jeweiligen Aufgabenstellung oder aus dem Expose bzw. der schriftlichen Arbeit der jeweiligen Studierenden)