Ganzheitliches Konzept der Robotik

Die Ingenieurausbildung kann sich heutzutage nicht mehr auf einer bestimmten Lehrmethode aufbauen, wie zum Beispiel klassische universitäre Vorlesungen und Übungen. Lernende sind heute nicht mehr mit zeitlich festgelegten Vorlesungen und Übungen zufrieden. Viele junge Leute, aber auch Erwachsene, leben ein Leben in einer modernen Informationsgesellschaft, in welchem Sie viel Zeit im Internet verbringen. Daher bestätigen die klassischen Lernmethoden die Lernenden und ihre Art zu Lernen heute nicht mehr. Aufgrund dessen müssen die Ingenieursausbildungen in eine Internetumgebung gebracht und dadurch attraktiver werden, ohne jedoch die Qualität und die praktische Erfahrung zu verlieren. The integrated concept of robotic and mechatronic study incorporates the standard teaching and studying aids and novel approaches, which are integrated into one methodical unit.

Das ganzheitliche Konzept der Robotik und Mechatronik beinhaltet sowohl standardisierte Lehrmethoden und Lernhilfen, als auch neue Ansätze, welche in einer systematischen Einheit untergebracht sind.

Das folgende Beispiel kann Schulen helfen Kurse zur Robotik zu starten oder einen Denkanstoß zu geben, wie man verschiedene Lernkonzepte in einer praktische Lerneinheit in diesem technologischen Feld anwendet.

Das Konzept beinhaltet die folgenden Lehr- und Lernhilfsmittel:

• Koventionelles Lehrbuch, z.B. „Integrated Systems & Design“ ISBN: 978-9985-59-850-4.
• Praktisches Übungsbuch
• Robotic HomeLab
• DistanceLab
• Das Kompetenznetzwerk der Robotik- und Mechatronikgemeinschaft http://www.roboticlab.eu.

Theoretische Lernhilfsmittel sind das konventionelle Lehrbuch und das Übungsbuch, welches zusätzlich zur Papierversion auf elektronisch erhältlich ist.

Der praktische Teil besteht aus dem Robotic HomeLab und dem DistanceLab, einer internetbasierten Programmierumgebung für Roboter. Das HomeLab bildet zusammen mit dem DistanceLab eine kompakte Lösung, was bedeutet, dass der Lernende auch einzelne Funtionen der Robotik (z.B. Sensormesswerte, Motorsteuerung, etc.) von zuhause aus ausprobieren und gleichzeitig sein erlerntes Wissen im Robotersystem anwenden kann. Das Robotersystem kann über das DistanceLab erreicht werden, welches aus realen Geräten besteht. Das System selbst ist aus denselben Komponenten zusammengestellt, wie sie auch im mobilen HomeLab-Koffer enthalten sind.

Der Ablauf von einem Lernprozess bzw. der Arbeit mit dem Lab ist auf dem nächsten Bild beschrieben.

Das Thema beginnt mit einer Einführung, welche eine klassische Vorlesung, eine Onlinevorlesung oder eine Videovorlesung sein kann. Die Videovorlesungen sind auch für die klassischen Vorlesungen wichtig, da sie die Möglichkeit bieten eine Vorlesung erneut zu sehen, sollte etwas unklar geblieben oder der Studierende nicht in der Lage gewesen sein, an der Vorlesung teil zu nehmen. Die Einführungsvorlesung gibt eine Übersicht über das jeweilige Problem und mit Hilfe eines Lehrers kann dann ein praktisches Beispiel durchgegangen werden. Der theoretische Teil wird durch das Lehrbuch und das praktische Übungsbuch unterstützt.

Nach der Einführungsvorlesung wird der praktische Arbeitsteil realisiert. Die Praktische Arbeit besteht anfangs darin, die Codebeispiele auszuführen und später darin, die Beispiele entsprechend der Übung zu verändern. Daraufhin folgen komplexere Übungen, welche durch einen Lehrer jeder Person oder jedem Team individuell aus dem Übungsbuch zugeteilt werden.

Die Ergebnisse der praktischen Arbeit werden in einem Bericht zusammengefasst und dem Betreuer zugeschickt. Falls die Entwicklungsumgebung eine automatische Berichterstattung unterstützt, so kann diese anstatt dem Senden einer Email genutzt werden. Zusätzlich zu den Textberichten wird außerdem die HEX-Datei für die Arbeitsmaschine eingebunden. Der Bericht umfasst typischerweise die Beschreibung der Arbeit und einen vollständig kommentierten Quellcode der Lösung.