Projektbeschreibung

Webzugriff für das Cyber-Physical Mobility Labor (ETS445)

Kontakt

Name

Armin Mokhtarian

Lehrstuhl für Informatik 11 (Embedded Software)

Telephone

workPhone
+49 (0)241 80-+49 241 80 21198

E-Mail

Steckbrief

Eckdaten

Veranstaltungsform:
Praktika; Vorlesungen
Format:
virtuelle Labore und Experimente
Lernszenarien - Hauptkategorie:
Online Lernen
Lernszenarien - Weitere Kategorien:
Interaktion und Kollaboration
Offene Bildungspraxis
Personalisierung
Selbststudium
Spiel und Simulation
Studiengang:
Informatik, Automatisierungstechnik, Computational Engineering Science/Software-Projektpraktikum, Regelung und Wahrnehmung in vernetzten und autonomen Fahrzeugen
Fakultät:
1 - Mathematik - Informatik - Naturwissenschaften
Jahr:
2020
Medien:
https://cpm-remote.embedded.rwth-aachen.de/

Idee und Ziel

Das Cyber-Physical Mobility Labor (CPM Lab) stellt seit dem WiSe 19/20 die Plattform für zwei interdisziplinäre Lehrveranstaltungen im Kontext des vernetzten und autonomen Fahrens. Beide Veranstaltungen zeichnen sich unteranderem durch realitätsnahe und tagesaktuelle Themen aus. Leider ist aufgrund der Raumkapazität die Zahl der möglichen Teilnehmenden stark begrenzt. Daher soll in diesem Projekt ein webbasierter Fernzugriff eingerichtet werden um mehr Studierenden und Forschern – insbesondere in Zeiten der Corona-Pandemie – Zugang zum Labor zu ermöglichen. Das erarbeitete Konzept wird in diesem Projekt als Richtlinien zur Digitalisierung von Laborpraktika offengelegt.
Einhergehend mit dem Aufbau eines Webzugriffs ist die Entwicklung einer automatischen Aufbereitung der experimentellen Ergebnisse geplant. Diese Ergebnisse sollen dem Nutzer zusammen mit einer Kameraaufnahme des Experiments bereitgestellt werden. Ein zu erarbeitendes automatisches Bewertungssystem soll dem Nutzer passendes Feedback geben, wodurch der selbstgesteuerte Lernprozess gefördert wird. Die automatisierte und einheitliche Aufbereitung der Ergebnisse eines Experiments erleichtern des Weiteren eine Diskussion der Studierenden untereinander und mit dem Dozenten.
Zusammengefasst sind die Hauptziele dieses Projekts (i) die Erstellung und Offenlegung von Richtlinien zur Durchführung digitaler Laborpraktika, (ii) die Schaffung eines Blended Learning Formats, welches das autonome Lernen fördert und (iii) die deutliche Erhöhung von Teilnehmerzahlen in unseren Laborpraktika.

Projektverlauf

Zur Umsetzung dieses Projekts wurden zunächst die Anforderungen gemeinsam mit den Stakeholdern Betreuern und Studierenden erhoben. Es folgte ein iterativer Prozess, bei dem einzelne Komponenten des Webzugriffs implementiert und erprobt wurden. Zu den Kernkomponenten gehört ein Editor um Experimente online bearbeiten zu können, eine Simulationsumgebung um diese Experimente online zu erproben sowie eine Schnittstelle in das CPM Lab selbst um die Experimente ausführen zu können.
Die einzelnen Komponenten wurden sowohl während der Entwicklung, als auch am Ende als zusammengesetztes System erprobt. Die gesammelten Erfahrungen, ebenso wie das Konzept wurden über die gesamte Projektdauer ausführlich dokumentiert um daraus Richtlinien zur Digitalisierung von Laborpraktika herleiten zu können.

Ergebnis

Ein Kernergebnis des Webzugriffs auf das CPM Lab sind die offengelegten Richtlinien zur Digitalisierung von Laborpraktika.
Außerdem ist die erste Version des Fernzugriffs auf cpm-remote.de veröffentlicht. Nach einer kurzen Registrierung ist es jedermann möglich, binnen wenigen Minuten schon erste Experimente auszuführen. Das CPM-Remote Projekt wird aktuell im WiSe 21/22 im Software-Projektpraktikum erprobt und evaluiert.
Damit einhergehend, ist ein weiteres Ergebnis die Förderung des autonomen Lernens der Studierenden, das u. a. mithilfe des automatischen Bewertungssystems erreicht wird. Das automatische Bewertungssystem beinhaltet die Generierung von Hinweisen zu Lösungsansätzen und erlaubt somit, den autonomen Lernprozess anzuregen. Zudem bedeutet ein Webzugriff für die Studierenden ein zeit- und raumunabhängiges Lernen, was sie in ihrer Studiengestaltung flexibler macht. Das schafft zudem die Möglichkeit des Flipped Classrooms.