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Cyber-Classroom : Im Hörsaal der Zukunft

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Dreidimensionales Erlebnis: Im Cyber-Classroom wird Mathematik anders veranschaulicht Bild: HFT Stuttgart

Im Cyber-Classroom der Stuttgarter Hochschule für Technik wird Mathematik zu einem dreidimensionalen Erlebnis. Er ist eine Neuheit an deutschen Hochschulen.

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          Was futuristisch klingt, sieht auch so aus: Raum 333 im Bau zwei der Stuttgarter Hochschule für Technik (HFT) wird mittels zweier Beamer, einem Wii-Interaktionsgerät sowie einer speziellen 3-D-tauglichen Leinwand und zwanzig Spezialbrillen für die Teilnehmer zum Unterrichtsraum der Zukunft. Studenten, egal, ob Anfänger oder Fortgeschrittene, sollen hier ins mathematische dreidimensionale Universum eintauchen. „Die beiden Projektoren erzeugen mit Hilfe von Weitwinkelobjektiven ein Stereobild, durch das ein realistischer, maßstabgetreuer, dreidimensionaler Raum erlebbar wird“, sagt Franz-Josef Schneider, Mathematikprofessor an der HFT.

          Seit sechs Jahren arbeitet er an der Umsetzung eines Cyber-Classrooms, jetzt ist sein Traum wahr geworden. Komplexe Lernstoffe wie Lineare Algebra, Differentialgeometrie, Kurven- und Flächenentwurf können nun im Hörsaal dreidimensional visualisiert werden. Die Studierenden sollen so bei der Kurvendiskussion Änderungen der Hoch- und Tiefpunkte, die Verschiebung der Schnittpunkte oder das Verhalten im Unendlichen dreidimensional verfolgen können. Die neue Technik ist für Schneider und seine Studenten ein Glücksfall. „Gerade Mathe erfordert ein ausgeprägtes räumliches Vorstellungsvermögen“, sagt er. Das werde damit geschult.

          „Erinnert ein bisschen an Wikipedia“

          Die Basis für das Lern- und Lehrmedium hat die Stuttgarter Firma Visenso geschaffen, welche die Grundausstattung der Software vor allem an Bildungseinrichtungen verkauft. In ganz Deutschland gibt es derzeit siebzehn C³-Labore in verschiedenen Einrichtungen. In der Biologie kann das Ohr, der Blutkreislauf oder die DNA mit dem Cyber-Classroom simuliert werden, für die Industrie werden Hochwasser, Airbags oder ein Windkanal zur dreidimensionalen Realität.

          Aktives Mitwirken bei der Entwicklung der Lernmodule ist vom Hersteller erwünscht. „Die Arbeit mit dem System ist interdisziplinär und erinnert ein bisschen an Wikipedia, weil jeder seinen Teil einspeist“, sagt Schneider. Das neue Vorlesungszimmer soll daher nicht nur Formeln plastisch machen und das Vorstellungsvermögen trainieren, sondern auch die Kreativität der Studierenden fördern und sie außerdem motivieren, ihre Programmierkenntnisse zu vertiefen. „Vor allem die höheren Semester sind eingeladen, sich am Programmieren zu beteiligen“, sagt Schneider.

          Virtuelle Realität zur Belohnung

          Sein Lieblingsbeispiel, das er dreidimensional präsentiert, ist die Kleinsche Flasche. Bei diesem geometrischen Objekt kann innen und außen nicht unterschieden werden, die Flasche scheint in sich verschlungen. Gerade für diese sogenannten nichtorientierbaren Flächen bringt die 3-D-Technik unzählige Aha-Erlebnisse. Und das geschieht auf ganz spielerische Weise - indem beispielsweise die Flasche virtuell gedreht, vergrößert oder verkleinert wird.

          An der Entwicklung der Lernmodule sind gemeinsam mit Schneider auch Studenten aus höheren Semestern beteiligt, zum Beispiel Agnes Cyran. Sie hat für ihren Bachelorabschluss an der Programmierung mitgearbeitet und ist begeistert: „Schade, dass ich dieses System nicht schon während des Abis hatte. Damals musste ich mir ein Koordinatensystem noch mit Stabilo-Stiften bauen“, sagt sie.

          Auch der Mathematikprofessor hätte sich für sein Studium einen Cyber-Classroom gewünscht. „Als Student hatte ich kein gutes 3-D-Vorstellungsvermögen, deshalb habe ich mir zu Hause Modelle gebastelt“, erzählt Schneider. Seinen Studenten will er den Weg nun erleichtern. Er mahnt aber, dass vor dem virtuellen Erleben das geistige Ackern stehe: „Die Studierenden sollen zunächst ordentlich Hirnschmalz in die Formeln stecken“, sagt er. Erst dann werden sie im Cyber-Classroom mit der virtuellen Realität belohnt.

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