Fachbereich Physik, Mathematik und Informatik JOHANNES GUTENBERG UNIVERSITÄT MAINZ Ein Autorensystem zur Entwicklung eines webbasierten virtuellen Labors Fachbereich Physik, Mathematik und Informatik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Dr. Harald Merkel
Beobachtung E-Learning wird in der Physik so gut wie NICHT eingesetzt! Warum? Einige Antworten aus einer Dozenten-Umfrage: Der Aufwand ist unverhältnismäßig groß. Z.B. Mathematischer Formelsatz! Der didaktische Nutzen ist gering. Bessere Methoden: z.b. Praktika Warum eine gute Lehre verändern? Das Bessere ist der Feind des Guten! oder Never change a winning team!? Die Studenten wollen das nicht! Nur Prozessoptimierung auf Seiten der Lehrenden? Ersatz der Präsenzlehre durch Online-Studium?
Aber: E-Learning wird immer wichtiger Einführung Bachelor/Master-Studiengang im Wintersemester 2008 Strukturiertes Studium Vorlesungen bauen stärker aufeinander auf Enge Festlegung der Lehrinhalte Akkreditierung läßt keinen Spielraum Die Lehrinhalte müssen dokumentiert werden Große Anzahl von Prüfungen Jedes Modul muss geprüft werden E-Klausuren reduzieren hier den Aufwand Umstellung der Prüfungssituation erfordert Überwachung der Prüfung
Ansatzpunkte Ideal-Ziel: Einführung von E-Learning-Modulen für alle Lehrveranstaltungen Womit überzeugt man die Dozenten? Der Aufwand muss vernachläßigbar gering bleiben! Der Inhalt definiert die Form! Flexibilität muss erhalten bleiben Womit überzeugt man die Studenten? Nur ein didaktischer Mehrwert rechtfertigt E-Learning Zusätzlich: optimierte und standardisierte Bereitstellung von Lernmaterial Womit überzeugt man den Rest der Universität? Reduktion des Verwaltungsaufwandes Strukturierung des Studiums Dokumentation und Evaluierbarkeit der Lehre...
Konzept des Fachbereichs Wo können neue Medien mit didaktischem Mehrwert eingesetzt werden? Virtuelle Visualisierungen von Phänomenen, die der Erfahrungswelt der Studenten ansonsten verschlossen bleiben Aufwand der Visualisierung muss dem didaktischen Wert entsprechen Ein Autorensystem statt nur Sammlung von Inhalten Einbettung in ein Gesamtkonzept des E-Learnings Skript und Tafelbild Gedruckte (druckbare) Materialien für Studenten Existierende E-Learning-Platform Dozenten müssen sich auf den Inhalt konzentrieren Ein Autorensystem für ein webbasiertes virtuelles Labor
Teilprojekte Generelle Darstellung von Funktionen Häufigste Anwendung: ca. 40-50 pro Vorlesung! Aufwand minimieren Quantenmechanische Prozesse in der virtuellen Wellenwanne Visualisieren von quantenmechanischen Phänomenen Größenbereich 0,000 000 000 001 m Relativistische Bewegungen Hohe Geschwindigkeiten: 300 000 km/s Kosmologie Eigenwertsysteme Resonanzfrequenzen von quantenmechanischen Systemen Obertonreihe Monte-Carlo-Simulationen Grundlegende numerische Methode für moderne Experimentalphysik
Beispiele Sie finden die präsentierten Beispiele unter folgenden Links: zu Teilprojekt 1: http://wwwa1.kph.uni-mainz.de/tagderlehre2008/index2.html zu Teilprojekt 2: http://wwwa1.kph.uni-mainz.de/tagderlehre2008/index.msie.html
Umsetzung und Zeitplan Sommersemester 08: Pilotvorlesung Kern- und Hadronphysik Technische Grundlagen Integration in E-Learning-Platform Wintersemester 08/09: Pilotvorlesung z. B. Astro-Teilchenphysik Abschluss der ersten 5 Teilprojekte Vollständige Umsetzung des Konzeptes für eine Vorlesung Sommersemester 09 - Wintersemester 09/10 Übertragung des Konzeptes auf fernere Vorlesungen Im Anschluss: fortgeschrittene Vorlesungen des Ba/Ma-Studienganges