NetProBau – Im Bauwesen praxisnah qualifizieren

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Das Projekt entwickelt und erprobt ein Qualifizierungskonzept für das Bauwesen auf der Basis von Web 2.0-Technologien. Im Mittelpunkt steht dabei die bildbasierte Kommunikation im Blended-Learning-Konzept.

„NetProBau“ erprobt kommunikative und kollaborative Lernprozesse innerhalb eines Blended-Learning-Konzeptes. Web 2.0-Technologien sollen es ermöglichen, in Einzel- oder Gruppenarbeit Aufgabenlösungen zu entwickeln, zu diskutieren und zu optimieren.

Bilderstellung als zentrale Herausforderung

Typische Web 2.0-Anwendungen im Lernkontext, wie Wikis, Blogs oder Foren sind textbasiert. Um technische Sachverhalte darzustellen, bedarf es technischer Zeichnungen oder nicht maßstabsgetreuer Skizzen. Ohne diese ist der Austausch über bautechnische Probleme nicht zu realisieren. Grundsätzlich lässt sich webbasierte Kommunikation mit Bildern unterstützen. Diese sind mit professionellen Programmen zu erstellen und per Upload in einen textlichen Beitrag zu integrieren. Dabei treten jedoch folgende Schwierigkeiten auf:

  • Die Bilderstellung muss in einem Programm außerhalb der Lernumgebung erfolgen. Zudem müssen alle Teilnehmenden das gleiche Programm verwenden und beherrschen.
  • Für Abbildungen im Baubereich bieten sich insbesondere CAD-Programme an. Diese sind relativ teuer und komplex und bedürfen einer umfassenden Schulung. Dadurch entstünde ein unverhältnismäßiger zeitlicher und finanzieller Aufwand.
  • Da Webbrowser die Dateiformate von CAD-Programmen nicht unterstützen, ist es erforderlich, die Zeichnungen in webfähige Formate (PNG, JPG oder GIF) zu exportieren. Zusätzlich müssen die entsprechenden CAD-Dateien verfügbar sein. Das Hochladen der Abbildungen ist somit ein mehrstufiger und aufwendiger Prozess, der bei mehreren Dateien eine gut strukturierte Datenverwaltung erfordert.

Browserfähiges Vektor-Zeichenprogramm

Die Wahl fiel auf das Zeichentool „SkizzenCAD“. Es ist ein Java-Applet und Vektor-Zeichenprogramm, das sich im Browser ausführen lässt. Das Programm ist von der Bedienung her ähnlich wie die Zeichentools einer Office Suite. Diese sind den meisten Teilnehmenden geläufig. Eine umfangreiche Einarbeitung entfällt somit.

Das Programm kann bautechnische Schraffuren und Linientypen darstellen. Das Erstellen und Sichern der Zeichnungen erfolgt im Browser. Dabei können die Teilnehmenden Dateien auf dem Server hinterlegen. „SkizzenCAD“ ermöglicht es, schnell und unkompliziert brauchbare Skizzen zu erstellen. Auf Maßgenauigkeit legt das Programm hingegen weniger Wert.

Im Gesamtkontext übernimmt „SkizzenCAD“ drei Funktionen:

  • Grafiken zum Einsatz in Lernmaterialien effizient und effektiv produzieren
  • Bildbasierte Kommunikation zwischen allen Beteiligten unterstützen
  • Kollaborative Lernprozesse ermöglichen und unterstützen

Anwendungsszenarien: Produktion von Bildmaterial

Lehrende nutzen „SkizzenCAD“, um Skripte und Lernmaterialien mit Grafiken zu ergänzen. Dabei entstehen drei zentrale Vorteile:

  • die Grafiken sind mit einem geringen Zeitaufwand erstellbar
  • die Lehrenden haben das Urheber- und Nutzungsrecht an den Grafiken
  • die Grafiken lassen sich mit geringem Aufwand modifizieren und aktualisieren
Screenshot: Es handelt sich um einen Bildausschnitt aus dem
Abb. 1: Ausschnitt aus einem „NetProBau“-Lerncontent zum Thema Dämmstoffe; Grafiken erstellt mit „SkizzenCAD“

Skizzen lassen sich in den Fließtext einbinden

Das Projektteam hat „SkizzenCAD“ in den Editor „TinyMCE“ integriert, der über Moodle in allen Kommunikationstools eingebunden ist. Skizzen lassen sich direkt in den Fließtext einbinden. Somit können andere Lernende diese anschließend öffnen, bearbeiten oder erneut abspeichern und kommunizieren.

Screenshot: Der Bildausschnitt zeigt einen Eintrag aus einem
Abb. 2: Ausschnitt aus einem „NetProBau“-Forum: Beispiel für eine bildbasierte Kommunikation

Zeichenprogramm ermöglicht Zusammenarbeit beim Lernprozess

„SkizzenCAD“ ist auf vielfältige Weise für kollaborative Lernprozesse einsetzbar. Lehrende können eine Zeichnung vorgeben, die nach bestimmten Kriterien zu ergänzen oder zu überarbeiten ist. Oder sie fordern die Teilnehmenden dazu auf, in Einzel- oder Gruppenarbeit selbstständig einen Lösungsvorschlag zu erstellen.

Im Fall der Gruppe lässt sich die Erarbeitung als iterativer Prozess gestalten, in dem die Mitglieder sich schrittweise einer gemeinsamen Lösung nähern. Nachdem alle Lernenden ihre Vorschläge abgegeben haben, können sie diese untereinander diskutieren und, falls erforderlich, korrigieren.

Screenshot: Der Bildausschnitt zeigt eine Aufgabenstellung mit
Abb. 3: Beispiel für eine Aufgabenstellung mit „SkizzenCAD“-Grafik
Screenshot: Der Bildausschnitt zeigt eine Grafik, die mit „SkizzenCAD“ erstellt wird. Zu sehen sind Bearbeitungsfläche sowie die Werkzeugleist
Abb. 4: Bearbeitung der Aufgabe in „SkizzenCAD“

Herausforderungen bei der Programmierung

„SkizzenCAD“ funktioniert ohne Installation von Software. Um das zu ermöglichen, hat das Team das Programm als Java-Applikation realisiert, die auf mehreren OpenSource-Projekten basiert (insbesondere Anywikidraw von Werner Randelshofer).

Um qualitativ hochwertige und professionell aussehende Skizzen zu gewährleisten, enthält das Programm Schraffuren, die bei einigen CAD-Software-Herstellern nur gegen Aufpreis erhältlich sind.

Zeichenwerkzeuge – ähnlich wie in der Office-Software – ermöglichen es, Elemente auszuschneiden, zu gruppieren, zu drehen sowie in den Vorder- oder Hintergrund zu legen. Um dem dadurch erzeugten Platzmangel im Browser entgegenzuwirken, implementierte das Projektteam Popup-Buttons.

 „SkizzenCAD“ lässt sich per Knopfdruck im Editor des Lernmanagement-Systems (LMS) starten. Hierzu hat das Projektteam ein Plug-In für den Editor „TinyMCE“ programmiert.

Screenshot: Der Bildausschnitt zeigt, die Werkzeugleiste von „TinyMCE“ inklusive integriertem „SkizzenCAD“
Abb. 5: „SkizzenCAD“ integriert in den „TinyMCE“

Jede Zeichnung speichert „SkizzenCAD“ in zwei Formaten ab: Als PNG-Datei und als vektorbasierte SVG-Grafik, die das Projektteam um bauspezifische Informationen erweitert hat. Die Wahl des Dateinamens übernimmt die Software im Hintergrund – für die Nutzenden erscheint die Zeichnung nur als Element des Fließtextes.