Ein Ausbildungsprogramm für Handwerker für mobiles, modellbasiertes Arbeiten. Prof. Dr. Raimar J. Scherer TU-Dresden

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1 Fakultät Bauingenieurwesen Institut für Bauinformatik, Prof. Dr.-Ing. Scherer Ein Ausbildungsprogramm für Handwerker für mobiles, modellbasiertes Arbeiten Prof. Dr. Raimar J. Scherer TU- 1

2 Ziele Das Bauhandwerk auf die Anforderungen des digitalen Zeitalters vorzubereiten Proaktives Vorbereiten: Umgang mit digitalen Plänen Umgang mit Informationen in einem digitalen Modell Umgang mit digitalen Arbeitsanweisungen Umgang mit digitalen Arbeitsabstimmungen Umgang mit digitaler Arbeitsfortschrittsmeldung Umgang mit digitaler Materialanforderung Umgang mit dem digitalen Bautagebuch Grenzen des PDA auf der Baustelle Neue Arbeitsformen des mobilen, modellbasierten Arbeitens (MMA) 2

3 Software-Ziele Erstellung einer E-Learning Umgebung als Web-Service-Plattform (SOA-Plattform) Erstellen von modularen Lerneinheiten, die beliebig zu Kursen zusammengefügt oder vom Lernenden selbst zusammengestellt werden können Repräsentation der Lerneinheiten als Webservices Aufbau einer Wissensdatenbank über Software-Werkzeuge Entwicklung von Werkzeugen zur Modellinformationsfilterung für den Handwerker 3

4 Anwendungsszenarien Die Lernmodule basieren alle auf Beispielen aus der Praxis Die Lernmodule bilden in Summe Arbeitsprozessketten aus der Baupraxis ab Es werden zwei reale Bauprojekte ausgewählt, so dass alle Lernmodule über eines der beiden Bauprojekte ausgewählt werden können. Die beiden Bauprojekte bilden das Navigationssystem für alle Lernmodule Als Bauprojekte werden ausgewählt: Ein Neubau als Großprojekt Eine Sanierung als Kleinprojekt mit besonderer Berücksichtigung des energieeffizienten Bauens 4

5 Didaktisches Methode Kognitive Meisterausbildung ( Cognitive Apprenticeship ) mit folgenden Teilschritten: Modelling: Der Meister zeigt eine Fertigkeit oder einen Lösungsweg vor, der Auszubildende ahmt nach (Beobachtungslernen i. S. der sozial-kognitiven Lerntheorie von Bandura (1979). Coaching: Der Meister übernimmt die Trainer- und Beraterrolle, gibt Trainingsaufgaben vor und berät den Auszubildenden bei der Bewältigung der Aufgabe. Insbesondere gibt er Hilfestellung bei der Überwindung von Lösungsbarrieren. Scaffolding: Das inhaltliche Grundgerüst der Aufgabenstellung sowie die Abfolge der zu bearbeitenden Teilaufgaben werden vom Meister gezeigt und erklärt. Die Lernenden sollen diese Teilaufgaben schrittweise lösen. Fading: Je mehr Kenntnisse und Fertigkeiten der Auszubildende erworben hat, desto weniger greift der Meister in die Aktivitäten des Lerners ein und überlässt ihm immer mehr die selbständige Lösung der Aufgabe. Articulation: Der Auszubildende beschreibt und erklärt genau sein Vorgehen dem Meister und den anderen Auszubildenden. Reflection: Die Vor- und Nachteile der erarbeiteten Lösung sowie die dabei aufgetretenen Fehler und Schwachstellen werden gemeinsam von Meister und Auszubildendem besprochen und bewertet. Exploration: Alternative Vorgehensweisen und Lösungsmöglichkeiten werden von den Auszubildenden vorgeschlagen, praktisch erprobt und gemeinsam mit dem Meister bewertend verglichen. 5

6 Arbeitsziele : Lernmodule Auswahl der beiden Beispielprojekte Beschreiben der Arbeitsprozessketten Auswahl der zu unterstützenden Arbeitsprozessketten und Detaillierung Zerlegen der Arbeitsprozessketten in Module Erstellen der Lernmodule Erstellen von Lehreinheiten und -kursen Testen der Lernmodule &Lehreinheiten mit Ausbildern der HWK Verbessern der Lernmodule und Lehreinheiten Verbessern der Navigation und der Lernhilfen Testen mit Handwerkern Übergabe an die Zentralstelle für Weiterbildung im Handwerk zur 6 zentralen Verwaltung und Nutzung

7 Arbeitsziele : Software Informationsflüsse dokumentieren BIM-Software und BIM-Schnittstellen beurteilen und auswählen BIM-Filterbedarf spezifizieren BIM-Filtersoftware entwickeln BIM-Schnittstellenlücken schließen BIM-Filter und BIM-Software in Lernmodule einbinden Wissensbasis für BIM-Filter und Softwarenutzung aufbauen 7

8 Software-Szenario der MMA bei Großprojekten 8

9 Software-Szenario der MMA bei Kleinprojekten 9

10 Übersicht alternativer Softwarekomponenten Lernplattformen / Lern-Management-Systeme: OLAT Handwerker-Server: Bautagebuch MOS'aik DynBaudaten 10 BIM EPLASS EPMtech Conject PM (Conject AG)

11 Lernplattform z.b. plattformunabhängiges Open-Source Learning Management System (LMS) 1 zur Erstellung/Verbreitung internetbasierter Lerninhalte: wird bereits in mehr als 200 Ländern eingesetzt 2 (Sprachanpassung über sogenannte language packs möglich) Grafische Benutzerschnittstelle leicht anpass- bzw. austauschbar (über sogenannte themes ) Zugriff der Nutzer auf Lerninhalte/Kurse erfolgt über Webbrowser Möglichkeit zur Einbindung verschiedener (a)synchroner Kommunikations-/Kollaborationswerkzeuge ( activity modules: Chat, Forum, Wiki, ) Rolle des Benutzers (Administrator, Student, Gast usw.) bestimmt was für Rechte dieser (nicht) hat z.b. Forenpost Filter zu entwerfen, zu implementieren und zu spezifizieren Anforderungen an (mobile) Endgeräte: Browser für Zugriff auf Lernplattform 11

12 Handwerker-Server/Mobile Endanwendung z.b. Bautagebuch Online-Anwendung welche die Organisation der Bauvorhaben und die Leistungserfassung auf der Baustelle unterstützt. Erfasst u.a.: Aufnahme erbrachter Leistungen (Aufmaße zu den einzelnen Leistungen) Informationen zum Wetter (Bewölkung, Niederschlag, Temperatur, Wind) Abruf der Leistungsbeschreibung des Bauvorhabens (GAEB) Zeiterfassung (elektr. Stundenzettel) 12

13 Mobiles Bautagebuch Witterung Meldung der erbrachten Leistung Behinderung 13

14 SEMPROC-Erfahrungs-/Wissensplattform Ziele: Erfassen und Bewerten von Software Erfassen der Randbedingungen Bewertung der Effektivität und Effizienz Bewertung des Datenaustauschs zwischen Softwareprodukten Verallgemeinerung zu Best Practices Einsatzbereich von Software eingrenzen erfolgreiche Planungsabläufe erkennen Verbesserungspotenzial von Software spezifizieren 14

15 Szenario: Innenausbau (z.b. Malerarbeiten, Fließen legen) Architekt/AG BIM-Server (evtl. PMS) Handwerksunternehmen 15 Handwerker B Handwerker A Baustelle Handwerker C

16 Szenario: Innenausbau (z.b. Malerarbeiten, Fließen legen) AG/ Architekt BIM-Server (evtl. PMS) 1) CAD-Software (z.b. Nemetschek) liefert Handwerksunternehmen 16 Handwerker B Handwerker A Baustelle Handwerker C

17 Szenario: Innenausbau (z.b. Malerarbeiten, Fließen legen) Architekt/AG BIM-Server (evtl. PMS) 1) CAD-Software (z.b. Nemetschek) liefert Handwerksunternehmen definiert Auftrag 2) AVA (z.b. itwo) liefert Übersicht der Positionen Handwerker-Server 17 Handwerker B Handwerker A Baustelle Handwerker C

18 Szenario: Innenausbau (z.b. Malerarbeiten, Fließen legen) Architekt/AG BIM-Server (evtl. PMS) 1) CAD-Software (z.b. Nemetschek) liefert Anfrage nach Detailinformationen Handwerksunternehmen bestimmt Informationsbedarf definiert Auftrag 2) AVA (z.b. itwo) Übersicht der Positionen Handwerker-Server 18 Handwerker B Handwerker A Baustelle Handwerker C

19 Szenario: Innenausbau (z.b. Malerarbeiten, Fließen legen) Architekt/AG BIM-Server (evtl. PMS) 1) CAD-Software (z.b. Nemetschek) liefert Anfrage nach Detailinformationen Handwerksunternehmen bestimmt Informationsbedarf definiert Auftrag 2) AVA (z.b. itwo) Detailinformationen erzeugen Übersicht der Positionen Handwerker-Server 19 Handwerker B Handwerker A Baustelle Handwerker C

20 Szenario: Innenausbau (z.b. Malerarbeiten, Fließen legen) Architekt/AG BIM-Server (evtl. PMS) 1) CAD-Software (z.b. Nemetschek) liefert Anfrage nach Detailinformationen Handwerksunternehmen bestimmt Informationsbedarf definiert Auftrag 2) AVA (z.b. itwo) auftragsspez. Teilmodell Flächenbezogene Mengeninformationen Übersicht der Positionen Handwerker-Server 20 Handwerker B Handwerker A Baustelle Handwerker C

21 Szenario: Innenausbau (z.b. Malerarbeiten, Fließen legen) Architekt/AG BIM-Server (evtl. PMS) 1) CAD-Software (z.b. Nemetschek) liefert Anfrage nach Detailinformationen Handwerksunternehmen bestimmt Informationsbedarf definiert Auftrag 2) AVA (z.b. itwo) auftragsspez. Teilmodell Struktur-/flächenbezogene Mengeninformationen unterstützende Auftrags-/Aufgabeninformationen Übersicht der Positionen Handwerker-Server 21 Handwerker B Handwerker A Baustelle Handwerker C

22 Szenario: Innenausbau (z.b. Malerarbeiten, Fließen legen) Architekt/AG BIM-Server (evtl. PMS) 1) CAD-Software (z.b. Nemetschek) liefert Anfrage nach Detailinformationen Handwerksunternehmen bestimmt Informationsbedarf definiert Auftrag 2) AVA (z.b. itwo) auftragsspez. Teilmodell Struktur-/flächenbezogene Mengeninformationen unterstützende Auftrags-/Aufgabeninformationen Übersicht der Positionen Handwerker-Server Auftragsinformationen: -Ansprechpartner -Aufgaben -Arbeitsorte etc. Arbeitskolonne 2 Arbeitskolonne 1 -Eingabe: Raum-Nr. (RFID) -Rückgabe: raum- u. flächenbezogene Arbeitsinformationen 22 Handwerker B Handwerker A Baustelle Handwerker C

23 Projektpartner Interessengemeinschaft des Heinz-Piest-Instituts an der Leibniz Hannover e.v. (Koordinator), Hannover TU Institut für Bauinformatik, TU Professur Psychologie des Lehrens u. Lernens, AEC3 Deutschland GmbH, München Dachdeckermeister Claus Dittrich GmbH & Co KG, Zentralstelle für die Weiterbildung im Handwerk, Düsseldorf Handwerkskammer Koblenz, Koblenz Handwerkskammer Münster, Münster Handwerkskammer, SEMPROC, Dr. Schiller & Partner GmbH, 23