Das Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn geht mit der Einrichtung einer dreidimensionalen Lernwelt innovative Wege im Bereich der Schülerbildung: Mit dem Cyber-Classroom, einer virtuellen 3D-Experimentierumgebung, werden komplexe und schwer erklärbare Sachverhalte aus technischen oder naturwissenschaftlichen Bereichen anschaulich und verständlich dreidimensional visualisiert.
„Der Cyber-Classroom eignet sich hervorragend dafür, Schülerinnen und Schüler ab dem Grundschulalter stärker für die MINT-Fächer Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik zu begeistern“, sagt Michael Grafe, Oberingenieur am Heinz Nixdorf Institut. „Gerade in diesen Bereichen stoßen traditionelle Lernmaterialien oft an ihre Grenzen, denn sie lassen sich zweidimensional nur schwer darstellen. Aufgrund der 3D-Technik im Cyber-Classroom können Schüler direkt mit dem Lernstoff interagieren und sich intensiv mit ihm auseinandersetzen. Deswegen haben wir uns dafür entschieden, die Technologie hier einzusetzen und erlebbar zu machen“, führt Grafe weiter aus. Als erstes C3-Lab (Certified Cyber-Classroom-Labor) in NRW wird das Heinz Nixdorf Institut den Cyber-Classroom im neuen Schülerlabor coolMint der Universität Paderborn und des Heinz Nixdorf MuseumsForums betreuen.
Spürbarer Motivationsschub bei Schülern
Die VISENSO GmbH, Visualisierungs- und Virtual Reality (VR)-Experte aus Stuttgart, hat den Cyber-Classroom auf Basis seiner industriellen Virtual Reality-Softwarelösung COVISE für den Bildungsbereich entwickelt. Die Komplettlösung für das virtuelle Klassenzimmer beinhaltet neben der Software einen Grafik-PC und ein spezielles Eingabegerät (VRiiD) auf Basis der Spielkonsole Wii. „Neben dem Verständnis für komplexe Sachverhalte trägt der Cyber-Classroom zur spürbaren Motivationssteigerung der Schüler bei – zumal ihnen die intuitive Bedienung der Technik aus dem Game-Bereich meist bereits bekannt ist. Der natürliche Drang, Neues auszuprobieren, fördert zudem das Interesse deutlich“, sagt Martin Zimmermann, Geschäftsführer der VISENSO GmbH. Das Heinz Nixdorf Institut zeigt die Technologie auf einer Powerwall (1:1 Immersionswand) und einem Stereo TV-Gerät.
An den bundesweit zertifizierten Certified Cyber-Classroom-Laboren (C3-Labs) können Module für das dreidimensionale Lernen selbst entwickelt werden. Deswegen werden sie als „Labore“ bezeichnet. Hierzu steht den C3-Labs ein Paket an Richtlinien zur Verfügung, das technische und praktische Hinweise für die Weiterentwicklung der Module gibt. C3-Labs bestehen bereits am Lifecycle Engineering Solutions Centre (LESC) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) an der Universität Karlsruhe, im Landesmedienzentrum Karlsruhe, im Virtual Dimension Center (VDC) Technologiezentrum St. Georgen, bei der Experimenta Heilbronn, in der Hochschule Furtwangen, in der Stuttgarter Hochschule für Technik und im Virtual Dimension Center Fellbach.
Beispiele für Module des Cyber-Classrooms:
- Biologie: menschliches Ohr, menschlicher Blutkreislauf, Aneurysma
- Physik: Magnetismus
- Mathematik: Geraden und Ebenen im Raum, Kegelschnitte im Raum
- Kunst: DAVlD/virtuelles Menschmodell, HAJEK/virtuelles Kunstmuseum
- Sport: Muskelkontraktion
- Chemie: Molekularbewegung
- Wissen wie / Industrie: Hochwasser, Windkanal
„In Deutschland gibt es zu wenig Nachwuchskräfte für Ingenieurberufe, Informatik und Naturwissenschaften“, sagt Zimmermann. „Deshalb ist es wichtig, junge Menschen so früh wie möglich für Technik und Naturwissenschaften zu begeistern.“
Weitere Informationen
… über das Schülerlabor „coolMINT“: http://www.coolmint-paderborn.de/
… über den Cyber-Classroom: http://www.cyber-classroom.de/
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Über das Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn:
Das Heinz Nixdorf Institut ist ein Forschungszentrum der Universität Paderborn. Es entstand 1987 aus der Initiative und mit Förderung von Heinz Nixdorf. Damit wollte er Ingenieurwissenschaften und Informatik zusammenführen, um wesentliche Impulse für neue Produkte und Dienstleistungen zu erzeugen. Dies schließt auch die Wechselwirkungen mit dem gesellschaftlichen Umfeld ein. Die Forschungsarbeit orientiert sich an dem Programm „Dynamik, Mobilität, Vernetzung: Eine neue Schule des Entwurfs der technischen Systeme von morgen“. In der Lehre engagiert sich das Heinz Nixdorf Institut in vielen Studiengängen der Universität. Hier ist das übergeordnete Ziel, den Studierenden die Kompetenzen zu vermitteln, auf die es in der Wirtschaft von morgen ankommt. Heute wirken am Heinz Nixdorf Institut sieben Professoren mit insgesamt 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Etwa ein Viertel der Forschungsprojekte der Universität Paderborn entfallen auf das Heinz Nixdorf Institut und pro Jahr promovieren hier etwa 30 Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler. http://www.hni.uni-paderborn.de/
Über VISENSO:
Die VISENSO GmbH, Stuttgart, ist einer der führenden Anbieter von Visualisierungs- und Virtual-Reality (VR)-Software und Komplettlösungen (Soft- und Hardware). Das 2004 von Dr. Andreas Wierse und Martin Zimmermann gegründete Unternehmen entwickelt Werkzeuge für den Aufbau interaktiver Erfahrungswelten wie zum Beispiel Aerodynamiksimulationen, Architekturvisualisierungen oder Crashsimulationen. Kernstück ist dabei die Visualisierungs- und VR-Software COVISE, die innerhalb von Sekunden aus komplexen dreidimensionalen Datenstrukturen und Verfahren anschauliche 3D-Modelle mit Interaktionsmöglichkeiten für den Betrachter generiert. Zu den Zielbranchen von VISENSO gehören unter anderem die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrtindustrie, der Maschinen-, Geräte- und Anlagebau, die Energie-, Öl- und Gaswirtschaft, Forschung & Lehre, Architektur und Bau sowie Marketing, Kunst und Events. Die Einsatzmöglichkeiten erstrecken sich hierbei von Design, Berechnung, Konstruktion und Prototypenbau über Fertigungsplanung und Werkzeugerstellung bis hin zu Marketing und Vertrieb. http://www.visenso.de/
