Interaktives Übungsprogramm Thermodynamik

Transkript

1 Hochschule Zittau/Görlitz (FH) Fachgebiet Technische Thermodynamik H.-J. Kretzschmar I. Jähne D. Buttig Interaktives Übungsprogramm Thermodynamik Teilprojekt im Bildungsportal Sachsen Kolloquium an Hans-Joachim TU Dresden, Kretzschmar, Institut für Thermodynamik Ines Jähne, Daniel und Buttig TGA,

2 Projekt Bildungsportal Sachsen Gliederung Didaktisches Konzept Interaktives Übungsprogramm Thermodynamik Technische Lösung und Demonstration 2

3 Ziele - Bildungsportal Sachsen Internetportal für Angebote der sächsischen Hochschulen zur wissenschaftlichen Aus- und Weiterbildung BiPoSa!! Nutzung von modernen Informations- und Kommunikationstechnologien für selbständiges, zeitlich und örtlich flexibles Lernen und für die Präsenzlehre Förderung durch SMWK 3

4 Koordination - Bildungsportal Sachsen Projektrat Prof. Ihbe Prof. Schorb Prof. Stöckert Prof. Thiem (TU Dresden) (TU Leipzig) (TU Chemnitz) (HS Mittweida) BiPoSa Projekt Projektmanager, Projektmitarbeiter Plattformbetrieb - Saba Learning Enterprise Unterstützung der Content-Entwicklung Content-Entwicklung an den Hochschulen 46 Teilprojekte an 14 sächsischen Hochschulen 4

5 Content-Entwicklung an den Hochschulen BiPoSa Content 1. Projektphase Beteiligung: Technik- und Naturwissenschaften 61 % Geisteswissenschaften 20 % Wirtschaftswissenschaften 15 % 2. Projektphase Lernsystem: Interaktives Berechnen von Übungsaufgaben (beantragt) 5

6 Projekt an der Hochschule Zittau/Görlitz Interaktives Übungsprogramm Thermodynamik Instrumentarium zur Unterstützung der selbständigen Abarbeitung und Berechnung von Übungsaufgaben am PC durch Studierende Ergänzung zu Lehrveranstaltungen Technische Thermodynamik 6

7 Ausgangssituation PC mit Stoffwertprogrammen für Excel Vorlesungsmitschrift Stoffwertsammlungen Formelsammlung Aufgabensammlung Arbeitsblatt und Schreibgeräte Taschenrechner mit Stoffwertprogrammen Berechnung der Übungsaufgaben "von Hand" auf Arbeitsblatt 7

8 Grundidee Datentransfer über Internet PC mit Computer-Algebrasystem und Stoffwertprogramme Vorlesungsmitschrift Server - Aufgabensammlung - Formelsammlung - Stoffwertsammlung Bearbeitung und Berechnung der Übungsaufgaben mit Computer-Algebrasystem 8

9 Konzeption Auswahl, Anforderung und Transfer einer Aufgabe aus Aufgabensammlung Computer-Algebrasystem Arbeitsbildschirm Formeln aus Formelsammlung Stoffdaten aus Stoffwerttabellen Stoffdaten berechnet mit Stoffwertprogrammen Transfer der Ergebnisse zum Server! interner Vergleich mit Datenbank! Rückmeldung, Hinweise bei Fehlern Organisation der Schnittstellen durch 9

10 Kriterien für die Entscheidung für Mathcad " leistungsfähiges Computer-Algebrasystem " Notation weitestgehend wie handschriftlich! WYSIWYG + MathType ähnlich " Verwendung von Maßeinheiten " Ankopplungsmöglichkeiten für DLLs " weit verbreitetes und ausgereiftes System " gute eigene Erfahrungen mit diesem Produkt " günstigster Preis für die Studentenversion An Hochschule Zittau/Görlitz: 100 Pool-Lizenzen 50 Home-Use-Lizenzen 10

11 Technische Basis und Systemaufbau Windows-Client (Lernender) Server WWW-Browser (MS Internet Explorer ab 5.0) -PHP-Scripte - Datenbank - Aufgabensammlung -Formelsammlung -Stoffwertsammlung Computer- Algebra-System (Mathcad Professional ab Version 2001) Stoffwert- Unterprogramm- Bibliotheken (kostenfrei) Kommunikation über Internet Systemsoftware - WWW-Server IIS Datenbanksystem mysql PHP 4-Interpreter Thermopr@ctice Zentralserver des Bildungsportals mit Saba Learning Enterprise 11

12 Ablauf für den Lernenden START Als neuen Nutzer registrieren Nutzerlogin Lehrfach Kapitel Aufgabe Transfer der Aufgabe auf PC des Lernenden Lernender löst Aufgabe lokal mit Mathcad Transfer der Ergebnisse und Kommentare zum Server Rückmeldung des Servers an Lernenden ENDE 12

13 Auswählen einer Aufgabe 13

14 Downloadmenü für ausgewählte Aufgabe 14

15 Startseite im Mathcad-Informationszentrum Geladene Beispielaufgabe 15

16 Lösung der Aufgabe 16

17 Eingabe der Ergebniswerte im WWW-Browser und Auswertung 17

18 Erwartete Effekte für Studium Selbständiges Abarbeiten von Übungsaufgaben in individuellen Varianten und mit individuellen Werten! Aktives und selbständiges Lernen Bearbeitung von Aufgaben über Internet am PC entspricht dem Interesse der Studierenden! Erhöhung der der Attraktivität des des Lernens Bearbeitung zur gewünschten Zeit und am gewünschten Ort! Nutzung des des heimischen PCs für für Lernzwecke Kennenlernen von modernen Hilfsmitteln, wie Programme für thermodynamische Stoffdaten Kennenlernen eines Computer-Algebrasystems! Heranführung an an moderne Arbeitsweise des Ingenieurs 18

19 2. Projektphase: 2003 Weiterführung der Arbeiten Vision - Schaffung der Übertragbarkeit auf andere Lehrfächer - Realisierung für die Lehrfächer: Kältetechnik Thermodynamik II - Weitere Lehrfächer:! Technische Mechanik! Maschinenelemente! Strömungsmechanik! Investition und Finanzierung! Elektrotechnik! Mathematik! Physik 19