Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erhöhung der Lern- und Lehrproduktivität mit Fokus auf der Vermittlung von Montagefertigkeiten in produzierenden Unternehmen. Kürzere Produktinnovationszyklen, stärkere Produktvariantenbildung sowie höhere Mitarbeiterfluktuation erfordern, dass Mitarbeiter immer schneller neue Inhalte verstehen und sich neue Fertigkeiten aneignen müssen. Leicht verständliche und individualisierbare Lern- und Lehrunterlagen können sie hierbei unterstützen. In der Praxis stehen jedoch oft nur statische Anleitungen und technische Zeichnungen zur Verfügung. Bei ihrer Nutzung entsteht eine hohe kognitive Distanz sowohl durch Informationsinterpretation und -übertragung aus zweidimensionalen Lehrunterlagen auf dreidimensionale physische Montageobjekte als auch durch die Interpretation textueller Bestandteile. Dies bindet geistige Ressourcen, welche für den eigentlichen Lernprozess benötigt werden. Die Nachteile herkömmlicher Lehrmethoden wie Vortrag, Projektmethode oder Fallstudie liegen in der starken Lehrerzentrierung, einem erhöhten Zeitaufwand für die erforderlichen Recherchearbeiten sowie begrenzter Eignung zur Montagefertigkeitsvermittlung. In der vorliegenden Dissertation werden lernerzentrierte digitale Werkzeuge, sogenannte Lernzeuge, sowie eine didaktische Methode für ihre Anwendung in der psychomotorischen Trainingsunterstützung entwickelt und anschließend am Beispiel der Sondermaschinenmontage implementiert und validiert. Lernzeuge sind Objekte, die dem Benutzer ihre Funktionalität automatisch vermitteln. Durch sie können Nutzer mit unterschiedlichen Qualifikationsniveaus und Sprachkenntnissen intuitiv und selbstständig den Umgang mit neuartigen Anlagen und Prozessen erlernen. In der ersten Phase der entwickelten Methode werden Vorgehensweisen, Regeln sowie eine Morphologie zur Lernzeugentwicklung gerichtet auf die jeweilige Anwendung vorgestellt. Anschließend werden die Visualisierungstechnologien Augmented und Virtual Reality, Animation, Video und Printanleitung bezüglich ihrer Eignung im Lernzeugeinsatz bewertet. In der zweiten Phase wird ein Vorgehen zur Lernzeugnutzung während des Trainings dargestellt, welches die Vorteile bestehender didaktischer Methoden für die lernerzentrierte Vermittlung psychomotorischer Montagefertigkeiten kombiniert. In der dritten Phase werden die durch nicht direkt verfügbare physische Trainingsobjekte veränderten Anforderungen der Lernzeugnutzung nach einem Training adressiert. Drei digitale Lernzeuge werden exemplarisch für Montagetrainings im Sondermaschinenbau erstellt. Das erste Lernzeug nutzt Augmented und Virtual Reality, um anhand der Montage additiv gefertigter Komponenten eines Kompressormodells ein Grundverständnis der Montagevorgänge zu vermitteln. Das zweite Lernzeug verwendet Augmented Reality, um die Montage eines Getriebekompressors über eine Datenbrille zu trainieren sowie ein weiterführendes Verständnis der Bauteilfunktionen zu ermöglichen. Ein interaktives 3D-PDF bildet das dritte Lernzeug, welches primär zum selbständigen Wiederholen der Montagevorgänge ohne physische Montageobjekte nach dem Training genutzt werden kann. Die Lernzeuge werden nach ersten Tests mit Auszubildenden und Studierenden bei einem Sondermaschinenbauhersteller von Turbomaschinen implementiert, getestet und bewertet. Es wird eine Erhöhung der Lern- und Lehrproduktivität durch den Einsatz der entwickelten Lernzeuge erreicht. Diese wird durch den Vergleich mit anderen Lernunterlagen verifiziert.
Lernerzentrierte digitale Werkzeuge zur Montagetrainingsunterstützung am Beispiel des Sondermaschinenbaus
Learner-centered digital tools for assembly training support on the example of special machinery
2019
Sonstige
Elektronische Ressource
Deutsch
DDC: | 629 |
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