Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zukunft des E-Learning: Virtuelle Labor-Experimente übers Web steuern

15.02.2008
Übers Internet von überall aus Computer gesteuerte Experimente durchführen - mit dieser Herausforderung hat sich ein zweitägiger Workshop des Hasso-Plattner-Instituts für Softwaresystemtechnik (HPI) beschäftigt.

Rund 30 Wissenschaftler aus acht europäischen Ländern waren dazu am HPI in Potsdam zusammen gekommen. Es war im Rahmen des Leonardo-da-Vinci-Programms der Europäischen Union der zweite internationale Workshop, der sich mit der Bedeutung virtueller und verteilter Versuchslabore fürs E-Learning beschäftigte. Das Programm baut in der Europäischen Union transnationale Netze für Fachwissen und Wissenstransfer auf. Dazu gehört auch die Entwicklung von Lernplattformen für Experimente.

"Im Vordergrund stand, wie mit Hilfe realer oder simulierter physikalischer Experimentieraufbauten erlerntes Wissen an konkreten Problemstellungen vertieft werden kann", berichteten die Workshop-Organisatoren Andreas Rasche und Bernhard Rabe vom HPI-Fachgebiet "Betriebssysteme und Middleware". Die eingesetzten Labore können aus der Ferne übers Internet gesteuert werden oder sind in spezielle Lernsoftware integriert.

Die Workshop-Teilnehmer bekamen Beispiele aus der Elektrotechnik vorgeführt, wo an elektronischen Schaltungen experimentiert werden kann, indem etwa Spannungs- oder andere Strom-Parameter übers Internet eingestellt und Ausgaben über ein Oszilloskop angezeigt werden. Ein anderes Beispiel war die Programmierung eingebetteter Rechnersysteme, die komplexe physikalische Prozesse steuern. Hier demonstrierten die HPI-Wissenschaftler ein Hau-den-Lukas-Experiment und das Modell einer industriellen Fertigungsstraße. Beide werden in der Studentenausbildung eingesetzt.

Ein Schwerpunkt des europäischen Informatiker-Workshops am HPI waren standardisierte Protokolle für die Kommunikation zwischen Internet-Plattformen, über die Experimente zur Verfügung gestellt werden. "Der Einsatz von Web-Services, also bestimmter Dienste aus dem Internet, macht es dabei einfach, Laborexperimente institutsübergreifend zu nutzen", betonte HPI-Professor Andreas Polze einen besonderen Nutzen dieser Technologie.

HPI und TU Darmstadt teilen sich virtuelle Labore

Zwischen dem HPI und der TU Darmstadt wird dies bereits getestet. Studenten des Hasso-Plattner-Instituts können dadurch auf die in Südhessen aufgebauten Experimente zugreifen und umgekehrt. "Das spart Kosten für Wartung und Aufbau der Experimente und erhöht die Auslastung der einzelnen Aufbauten", hob Polze hervor. Allerdings gibt es in diesem Bereich noch einige offene Forschungsfragen: Wie können die Experimente vor dem Zugriff Unbefugter und vor dem Einschmuggeln von Schaden stiftendem Programmcode geschützt werden, wie werden die Nutzerdaten verwaltet, wie wird abgerechnet, was sind effiziente Kommunikationsformen für interaktive Experimente?

"Experimente sind zwar für erfolgreiches Lernen, besonders im Schulunterricht, notwendig, erfordern jedoch oft sehr teuere und schwierig zu bedienende und zu wartende Gerätschaften", unterstrich HPI-Direktor Prof. Christoph Meinel. Mit Hilfe virtueller Labore, die über das Internet gestartet und beobachtet werden, könnten allerdings Hochschulen zum Beispiel ihre Geräte auch anderen Bildungseinrichtungen zur Verfügung stellen.

Training in IT-Sicherheitsfragen über ein "Tele-Lab"

Meinel demonstrierte das auf dem Workshop mit dem Prototyp eines "Tele-Lab IT-Sicherheit". Computernutzer sollen sich mit dem virtuellen Labor, das eine realistische und sichere Trainingsumgebung bietet, einmal jederzeit und überall in IT-Sicherheitsfragen trainieren lassen können. Interessenten sind damit in der Lage, sich sowohl theoretisches Wissen rund um die IT-Sicherheit anzueignen, als auch praktische Übungen auf vorkonfigurierten virtuellen Maschinen durchzuführen. Meinel wies auch auf die Vorreiterrolle hin, die das Hasso-Plattner-Institut mit seiner Tele-Teaching-Plattform www.tele-task.de für das E-Learning spiele.

Frieder Bechtel | idw
Weitere Informationen:
http://www.dcl.hpi.uni-potsdam.de
http://www.hpi.uni-potsdam.de/meinel/chair.html

Weitere Berichte zu: E-Learning IT-Sicherheitsfrage

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht KI, mein Freund und Helfer – Studie zu den Implikationen der Interaktion mit Künstlicher Intelligenz
12.11.2019 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

nachricht Blutzuckersensoren – moderne Wachhunde
12.11.2019 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: A new quantum data classification protocol brings us nearer to a future 'quantum internet'

The algorithm represents a first step in the automated learning of quantum information networks

Quantum-based communication and computation technologies promise unprecedented applications, such as unconditionally secure communications, ultra-precise...

Im Focus: REANIMA - für ein neues Paradigma der Herzregeneration

Endogene Mechanismen der Geweberegeneration sind ein innovativer Forschungsansatz, um Herzmuskelschäden zu begegnen. Ihnen widmet sich das internationale REANIMA-Projekt, an dem zwölf europäische Forschungszentren beteiligt sind. Das am CNIC (Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares) in Madrid koordinierte Projekt startet im Januar 2020 und wird von der Europäischen Kommission mit 8 Millionen Euro über fünf Jahre gefördert.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachen weltweit die meisten Todesfälle. Herzinsuffizienz ist geradezu eine Epidemie, die neben der persönlichen Belastung mit...

Im Focus: Göttinger Chemiker weisen kleinstmögliche Eiskristalle nach

Temperaturabhängig gefriert Wasser zu Eis und umgekehrt. Dieser Vorgang, in der Wissenschaft als Phasenübergang bezeichnet, ist im Alltag gut bekannt. Um aber ein stabiles Gitter für Eiskristalle zu erreichen, ist eine Mindestanzahl an Molekülen nötig, ansonsten ist das Konstrukt instabil. Bisher konnte dieser Wert nur grob geschätzt werden. Einem deutsch-amerikanischen Forschungsteam unter Leitung des Chemikers Prof. Dr. Thomas Zeuch vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Göttingen ist es nun gelungen, die Größe kleinstmöglicher Eiskristalle genau zu bestimmen. Die Forschungsergebnisse sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Science erschienen.

Knapp 100 Wassermoleküle sind nötig, um einen Eiskristall in seiner kleinstmöglichen Ausprägung zu formen. Nachweisen konnten die Wissenschaftler zudem, dass...

Im Focus: Verzerrte Atome

Mit zwei Experimenten am Freie-Elektronen-Laser FLASH in Hamburg gelang es einer Forschergruppe unter Führung von Physikern des Max-Planck-Instituts für Kernphysik (MPIK) in Heidelberg, starke nichtlineare Wechselwirkungen ultrakurzer extrem-ultravioletter (XUV) Laserpulse mit Atomen und Ionen hervorzurufen. Die heftige Anregung des Elektronenpaars in einem Heliumatom konkurriert so stark mit dem ultraschnellen Zerfall des angeregten Zustands, dass vorübergehend sogar Besetzungsinversion auftreten kann. Verschiebungen der Energie elektronischer Übergänge in zweifach geladenen Neonionen beobachteten die Wissenschaftler mittels transienter Absorptionsspektroskopie (XUV-XUV Pump-Probe).

Ein internationales Team unter Leitung von Physikern des MPIK veröffentlicht seine Ergebnisse zur stark getriebenen Zwei-Elektronen-Anregung in Helium durch...

Im Focus: Distorted Atoms

In two experiments performed at the free-electron laser FLASH in Hamburg a cooperation led by physicists from the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear physics (MPIK) demonstrated strongly-driven nonlinear interaction of ultrashort extreme-ultraviolet (XUV) laser pulses with atoms and ions. The powerful excitation of an electron pair in helium was found to compete with the ultrafast decay, which temporarily may even lead to population inversion. Resonant transitions in doubly charged neon ions were shifted in energy, and observed by XUV-XUV pump-probe transient absorption spectroscopy.

An international team led by physicists from the MPIK reports on new results for efficient two-electron excitations in helium driven by strong and ultrashort...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hochleistungsmaterialien mit neuen Eigenschaften im Fokus von Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft

11.11.2019 | Veranstaltungen

Weniger Lärm in Innenstädten durch neue Gebäudekonzepte

08.11.2019 | Veranstaltungen

Automatisiertes Fahren und Recht

06.11.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Effizienz-Weltrekord für organische Solarmodule aufgestellt

11.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

Antibiotika: Neuer Wirkstoff wirkt auch bei resistenten Bakterien

11.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Forschungsprojekt kombiniert Digitalisierung und Verfahrenstechnik

11.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics