Informatiker entwickeln elektronische Kreide: Multimedia-Tafel für den Präsenz- und Fernunterricht

Neue Software vereint klassische Kreidetafel mit multimedialen Möglichkeiten eines Teleteaching-Systems

Was ist „elektronische Kreide“?
Die elektronische Kreidetafel – kurz: E-Kreide – vereint die Vorteile der klassischen Kreidetafel mit den multimedialen Möglichkeiten eines Teleteaching-Systems. Neben der Benutzung als herkömmliche Tafel sind Bilder und interaktive Java-Programme während des Vortrags in das Tafelbild integrierbar. Diese können direkt aus dem Internet geladen werden. E-Kreide bietet Formelauswertung und Funktionsplot. Der Zuhörer kann den Vortrag im Hörsaal oder zu Hause mit verfolgen. Hierzu wird nur ein normaler Browser benötigt. E-Kreide überträgt gleichzeitig Tafelbild, Audio und Video. Live-Übertragungen werden so gespeichert, dass sie jederzeit aus dem Internet abspielbar sind.
Diese neuartige Software haben Informatiker der Freien Universität Berlin entwickelt. Auf der LEARNTEC in Karlsruhe (30.01. – 02.02.2001) und der CeBit in Hannover (22. – 28.03.2001) präsentieren sie ihre besonderen Leistungen auf den Gebieten E-Learning und Teleteaching / Distance Learning.

Die herkömmliche Kreidetafel ist im Mathematikunterricht und auch in anderen Fächern seit langer Zeit ein unübertroffenes Unterrichtsmedium. Durch die helle Kreide auf dunklem Untergrund liefert sie ein weit sichtbares und kontrastreiches Bild. Darüber hinaus gibt das Schreiben auf einer Tafel im Vergleich zu anderen Medien (Overhead-Projektoren oder Power-Point-Präsentationen) ein angemessenes Unterrichtstempo vor. Denn während der Dozent schreibt und laut nachdenkt, haben die Zuhörer genügend Zeit, eine Entwicklung nach zu vollziehen und Fragen rechtzeitig zu stellen. Didaktische Gesichtspunkte, die nicht zu unterschätzen sind.

Das Ziel des Projekts „E-Kreide“ war, alle pädagogischen Vorteile der klassischen Kreidetafel beizubehalten, sie jedoch auf den aktuellen Stand der Technik zu bringen. Es sollten die elektronischen Medien genutzt werden, ohne dabei langweilige und inhaltsleere Vorlesungen zu produzieren; gedacht wurde hierbei primär an die Studierenden im Hörsaal. Ihnen kann eine weitaus interessantere Vorlesung angeboten werden, wenn interaktive Software auf der Tafel lauffähig ist. Man kann z.B. das Binär-, Oktal- und Hexadezimalsystem erläutern und dann einen „Taschenrechner“ aufrufen, der solche Berechnungen durchführt. Gezeigt werden sollte aber nicht einfach nur ein Computerbildschirm mit einem Projektor – die Präsenz eines Dozenten an der Tafel hilft, die Aufmerksamkeit des Studenten auf die wichtigsten Aspekte zu lenken. Deshalb sollte auch auf das ausschließliche Verwenden von vorgefertigten Folien verzichtet werden. Viele Dozenten neigen nämlich dazu, Folien viel zu schnell zu zeigen, da sie selber das Thema gut kennen. Außerdem sind die besten Vorlesungen gerade solche, die spontan in der Unterrichtsstunde entstehen.

E-Kreide bringt die bewährte Kreidetafel auf den aktuellen Stand der Technik: Bei ihr handelt es sich um eine Multimedia-Tafel für den Präsenz- und Fernunterricht. Die multimediale elektronische Tafel besteht aus einem großformatigen, berührungsempfindlichen Plasmabildschirm, der an einen Computer angeschlossen ist, und aus in Java geschriebener Software, die das Gesamtsystem steuert. Dabei kann auf dem Bildschirm auf zwei verschiedene Arten geschrieben werden: Man führt einen Stift entweder direkt über das Display oder über ein Digitalisiertablett. Farbe und Breite der an der Tafel angezeigten Linienzüge können komfortabel geändert werden. Die elektronische Tafel ist jedoch weit mehr als ein Malprogramm: Bilder und Graphiken können in das Tafelbild eingebaut, mathematische Ausdrücke ausgewertet und interaktive Demonstrationsprogramme (Applets) aus dem Internet interaktiv genutzt werden. Es wird davon ausgegangen, dass in Zukunft solche Bildschirme mit einer Diagonalen von 2-3 Metern bei Konferenzen und im Unterricht eingesetzt werden.

Das Tafelbild wird aus dem Internet übertragen. Ein Netzteilnehmer kann in die Webseite des Kurses schauen und ohne zusätzliche Software in Echtzeit das Tafelbild erhalten. Die Java-Programme übertragen gleichzeitig Tafelbild, Audio und einen zusätzlichen Videostrom (das Gesicht des Dozenten oder eine Ansicht des Hörsaals). Die Kurse können archiviert und später bei Bedarf aufgerufen werden. Studenten haben also die Möglichkeit, live oder zeitversetzt an einem Kurs im Hörsaal, zu Hause oder unterwegs über einen Laptop (mit Mobilkommunikation) teilzunehmen. Der Benutzer benötigt für den Empfang keine spezielle Software, ein Internet-Browser genügt. Es ist sogar möglich, ein Java-fähiges Handy für den Empfang des Tonsignals zu verwenden. Zur Zeit benötigen die drei Datenströme ISDN mit Kanalbündelung (128 kbps). Das Videofenster kann geschlossen werden, wenn der Betrachter Bandbreite sparen will. Dann ist nur noch ein ISDN-Kanal (64 kbps) erforderlich. Wer nur das Audiosignal empfangen will, kommt sogar mit einem langsamen Modem (15 kbps) aus.

Die Java-Software für die elektronische Tafel ist seit einiger Zeit vorhanden. An der Freien Universität Berlin wurden damit bereits einige Vorlesungen gehalten. Zusätzlich wird zur Zeit eine Handschrifterkennung implementiert. Mit dieser kann der Dozent dann Formeln schreiben, die von einem Computer-Algebra-System, wie z.B. Mathematica, gelöst werden können. Auch Programme können per Hand codiert werden, die sofort lauffähig sind. In zukünftigen Versionen der E-Kreide-Software werden weitere Optionen eingebaut sein:
* frei gezeichnete Linienzüge werden automatisch geglättet; dadurch wird die Schrift lesbarer und das Ergebnis optisch besser;
* geometrische Objekte wie Quadrate, Kreise, Kugeln werden über ein Menü zur Verfügung gestellt, so dass der Dozent schneller exakte Skizzen anfertigen kann;
* mit Hilfe von besonderen Werkzeugen soll Studierenden die Möglichkeit gegeben werden, archivierte Vorlesungen nachbereiten zu können.

Die elektronische Tafel eröffnet bisher ungeahnte Möglichkeiten für den Fernunterricht. Das Besondere an E-Kreide ist nicht nur, dass der Präsenzunterricht dabei nicht zu kurz kommt, sondern vor allem, dass der Fernunterricht von der Dynamik, die eine live mit zu verfolgende Unterrichtsstunde automatisch mit sich bringt, profitieren kann. Studierende können den Dozenten sehen, ihn hören und Schritt für Schritt seinen Erläuterungen folgen, die er auf der Tafel präsentiert. Die persönliche Handschrift wird gewahrt – und damit auch die persönliche Vorstellung des Vortragenden. Einen Vorteil stellt E-Kreide insbesondere für erkrankte oder behinderte Studierende dar: sie können so die Vorlesung von zu Hause aus verfolgen. Im Zeitalter der Globalisierung ermöglicht die elektronische Tafel darüber hinaus auf einfache Weise eine Internationalisierung von Studiengängen, da sich weltweit Wissenschaftler in ein Seminar einklinken und aktiv dozieren können.

Mit E-Kreide ist es den FU-Informatikern gelungen, eine richtungsweisende Software für die Zukunft des Unterrichts in Schule und Universität zu entwickeln.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gerne:

Univ.-Prof. Dr. Raúl Rojas, Freie Universität Berlin, Fachbereich Mathematik und Informatik, Institut für Informatik, Takustr. 9, 14195 Berlin, Tel.: 030 / 838-75130, E-Mail:  rojas@inf.fu-berlin.deoder e-kreide@inf.fu-berlin.de

Erleben Sie eine virtuelle Einführung in die E-Kreide unter: http://www.e-kreide.de