Schieben und Drehen ergänzen das Wischen

24.06.2016

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TABULA-Projekt: Anfassbare Objekte sollen das Lernen abstrakter Inhalte erleichtern.

  Zwei junge Mänder vor einem Display Urheberrecht: Andreas Schmitter Die studentischen Mitarbeiter des HCIC, Marco Grochowski und Sebastian Huebner, demonstrieren den Einsatz von sogenannten Tangibles auf Touchscreen-Displays.

Menschen, die ein Werkzeug in die Hand nehmen können, arbeiten präziser und schneller, als diejenigen, die mit einem Wisch auf einem Bildschirm das gleiche vollziehen. Spieler denken abstrakter, wenn sie ein Spiel anfassbar auf einem Brett spielen, als wenn sie die gleichen Spielfiguren virtuell bewegen. Diese Erkenntnisse bestärken Professor Jan Borchers und sein Team vom Lehrstuhl Informatik 10 (Medieninformatik und Mensch-Computer-Interaktion) am Human-Computer Interaction Center, HCIC, der RWTH in ihrem Bemühen, „wieder stärker das einzusetzen, was uns die Evolution mitgegeben hat: den ganzen Körper, nicht nur die Fingerspitze“. Im Projekt TABULA ist genau das die Grundlage, um abstraktes Lernen in buchstäblich begreifbares Lernen zu verwandeln. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF, fördert TABULA in den kommenden drei Jahren mit rund einer Million Euro.

Technischer Durchbruch vor drei Jahren

Die Grundlage für TABULA war ein technischer Durchbruch vor drei Jahren, als es dem Lehrstuhl als erstem Labor in der Welt gelang, Objekte zu konstruieren, die auch ohne die Berührung eines Menschen von kapazitiven Touch-Sensoren erkannt werden können. „Der Mensch musste also den Bildschirm berühren, damit der Computer reagierte“, erklärt Borchers. Die vom Lehrstuhl konstruierten Tangibles – anfassbare Objekte mit ganz unterschiedlichen Funktionen – signalisieren dem Rechner hingegen unabhängig vom Menschen ihren Standort. Das machen sich Borchers und seine Mitarbeiter zusammen mit zwei weiteren Lehrstühlen sowie zwei Partnern aus der Medienindustrie nun in TABULA zu Nutze, um Lernen wieder ganzheitlicher zu gestalten.

Bewegtes Lernen am Tisch

Abstrakte Abläufe, komplexe Interaktionen und Simulationen sind eine immense Herausforderung an das menschliche Gehirn. „Die Abbrecherquoten im Informatikstudium sind auch so hoch, weil die ersten Semester extrem theoretisch sind“, weiß Borchers noch aus eigener Erfahrung. Aber die Informatik ist hier nur ein Beispiel. TABULA soll genau solche Lerninhalte nun tatsächlich begreifbarer machen. Die Studierenden, Auszubildenden oder Schülerinnen und Schüler können gemeinsam an einem Besprechungstisch mit eingebautem Display und mit Hilfe der Tangibles Simulationen tatsächlich durchspielen, müssen Algorithmen nicht mehr nur abstrakt verstehen. „So können Lerner in einer Gruppe um den Tisch herum an konkreten Gegenständen Informatik-Konzepte gemeinsam erarbeiten, zum Beispiel den Algorithmus zum Einfügen von Objekten in einen binären Baum oder die flussbasierte Programmierung von Filtern zur Bildbearbeitung“, erläutert Borchers. Wie das sinnvoll funktioniert, soll in den kommenden drei Jahren erforscht werden.

Kooperation mit Didaktik der Informatik und Kommunikationswissenschaft

Dafür arbeitet Borchers eng mit Professor Ulrik Schroeders Team „Learning Technologies“ sowie mit Professorin Martina Ziefles Lehrstuhl Kommunikationswissenschaften am HCIC zusammen. Schroeder befasst sich mit den didaktischen Herausforderungen dieses neuen Ansatzes. Bei Ziefle werden Fragen der Nutzerakzeptanz von TABULA beantwortet. Entsprechend anwendungsorientiert ist die Auswahl der Zielgruppen für das Projekt: Lehramtsstudierende der Informatik, Auszubildende zum Mathematisch-technischen Software-Entwickler sowie die Besucher des Informatik-Schülerlabors InfoSphere der RWTH. Sie dienen der Wissenschaft, wenn sie demnächst bewegt und womöglich mit ganzem Körpereinsatz am TABULA-Tisch agieren.

Ein weiteres Ziel des Projektes ist die Entwicklung praktischer Verwertungen der Ergebnisse. Dafür hat Borchers als Projektkoordinator zwei Medienpartner mit ins Boot geholt: Erstens den Elektor-Verlag, dem führenden Zeitschriftenverlag für Elektronik-Basteleien und Entwickler für elektronische Bausätze. Er betreibt ein Labor in Aachen und soll auf Grundlage der Forschungsergebnisse von TABULA einen Tangibles-Bausatz für Schulen und Universitäten entwickeln. Zweitens die Aachener insight-Unternehmensgruppe, einen der marktführenden E-Learning-Anbieter Deutschlands. Sie entwickelt die Demo-Version einer Lernsoftware, die zusammen mit den Tangibles eingesetzt werden kann. Eben „Technik einfach benutzbar machen“ – das grundsätzliche Ziel von Borchers und seinem Team.

Text: Rauke Xenia Bornefeld

Redaktion: Presse und Kommunikation