Als ,Höhepunkt‘ der Entwicklung unseres Multitouch Tisches konnten von Anfang an die Science Days in Rust betrachtet werden. Der vorhergehende Artikel hat in diesem Zusammenhang bereits die Software vorgestellt, welche eingesetzt wurde. An dieser Stelle soll nun ein kurzer Rückblick einen vorläufigen Endpunkt der Entwicklung darstellen. Dies bedeutet keineswegs, dass wir uns zukünftig nicht weiter mit der Thematik befassen werden, vielmehr sollen die hier reflektierten Erfahrungen die intensive Arbeit eines Semesters zusammenfassend darstellen.
Im Hinblick auf die Zielgruppe, welche sich an den Science Days als weit gefächert umschreiben lässt, können wir festhalten, dass eines unserer zentralen Anliegen enorm positiven Anklang fand. Nicht nur, dass der Tisch als solcher das Interesse erregte, auch dessen Bedienung erweis sich als durchweg intuitiv und problemlos. Die grundlegenden Gesten und Techniken der Handhabe mussten i.d.R. nicht erläutert werden. Zweifels ohne hat die zunehmende Verbreitung touch-basierter Hardware ihren Anteil dazu beigetragen. Sätze wie „Das kenne ich vom Nintendo DS!“ oder „Wie beim iPhone!“ waren keine Seltenheit. Doch auch über diesen Aspekt hinaus konnten präzise und selbsterklärende Interaktionen zwischen Akteur und Hardware beobachtet werden. Im Anbetracht der kompletten Eigenkreation ein erster Erfolg.
Sicherlich muss an dieser Stelle konstatiert werden, dass der direkte Lichteinfall durch mehrere Scheinwerfer der Softwarebedienung zusetzten. Des öfteren stürzte unsere Applikation aufgrund willkürlich auftretender Events ab (Lichtpunkte bedingten eine vielzahl an touch-evens, die das Programm nicht verarbeiten konnte). Nachdem der Fehler jedoch erkannt war, konnte er teilweise behoben werden. Komplett Fehlerfrei verlief unser erster Einsatz dadurch nicht, die grundlegende Bedienbarkeit war allerdings zu keinem Zeitpunkt in Gefahr.
Nimmt man erneut die fachlich-didaktische Perspektive ein, so fallen mindestens zwei Punkte im Besonderen auf. Einerseits kann festgehalten werden, dass die direkte Interaktion mit dem Tisch dessen Bedienkonzept in den Hintergrung rücken ließ. Der Inhalt stand und steht durch die moderne Technik im Mittelpunkt des Erkenntnisinteresses, nicht das Werkzeug. Anders gesagt, die Konzentration des Nutzers bzw. Lernenden fokussierte sich auf die Sache, den Gegenstand. Dadurch kann man konkrete lerntheoretische Rückschlüsse unternehmen. Gerade im Hinblick auf die Schule als Ort der Erziehung und Vermittlung von Wissen könnte die Multitouch-Technologie den zu erlernenden Gegenstand in den Mittelpunkt rücken, nicht die Zugänglichkeit zu eben diesem. Andererseits konnten vermehrt Gruppendynamische Prozesse beobachtet werden.
Oftmals unterstützen sich die zeitgleich agierenden Personen gegenseitig oder erprobten kollektive Problemlösestrategien. Ebenso kamen auf diese weise neue Probleme zustande, man wurde sozusagen gezwungen gemeinsam zu handeln. Eine ständige und konstruktive Kommunikation war damit notwenig, wollte man EnergyCity erfolgreich absolvieren.
Spräche man dem ersten Aspekt einen eher fachlichen Schwerpunkt zu, der vornehmlich das Schlagwort fachliche Kompetenz in den Blick nimmt, so müsste man letzterem eine soziale Komponente zusprechen. Man könnte folglich von sozialer Kompetenz sprechen. An dieser Stelle wird mehr als deutlich, dass eine Verbindung beider Teile durch den Multitouch-Tisch nicht nur gefördert, sondern auch gefordert wird. Bezieht man beide Kompetenzbegriffe zueinander dürfte es nicht schwerfallen, in Anlehnung an den Bildungsplan 2004 Baden-Württembergs, die personale Kompetenz als Produkt der beiden zuvor genannten zu interpretieren. Sicherlich müsste man, bezieht man sich auf besagtes Dokument, auch auf die sog. methodische Kompetenz beziehen. Allein die Bedienung des Tisches und die dadurch vermittelten Inhalte erlauben besagte vierte Kompetenz hier nicht in den Mittelpunkt der Betrachtung zu stellen. Die Zusammenhänge der drei zuerst genannten verdeutlichen den bildungstheoretischen Bedeutungsgehalt bzw. den lerntheoretischen Zugewinn zur genüge.
Zusammenfassend kann man durchweg positiv auf die Science Days 2010 zurückblicken. Zwar verlief der Einsatz, wie zuvor ausgeführt, nicht durchweg problemlos, aber das war auch von niemandem erwartet worden. Die aufgetretenen Schwierigkeiten ermöglichten eine intensive Auseinandersetzung und größtenteils wurden kreativ-konstrutive Lösungen gefunden. Im Hinblick auf unsere Forschungsperspektive können wir festhalten, dass unsere Erkenntnisse durch den praktischen Einsatz auf den Science Days umfassend erweitert wurden. Dies erlaubt eine spezifizierte und zielgerichtete Zukunftsperspektive. Wir freuen uns bereits auf interessante weitere Tests und Forschungen rund um die Thematik Multitouch Hard- und Software.
Um hier up-to-date zu bleiben empfiehlt sich ein Blick auf unsere aktualisierte und in Kürze inhaltlich rundum aufgefrischte Website http://www.cermat.org. Wir würden uns über einen Besuch und interessante Fragen bzw. Anregungen sehr freuen. An dieser Stelle auch vielen Dank für das Verfolgen unserer erlebnisreichen Entwicklung eines eigenen Multitouch-Tisches. 2010 stand im Zeichen des Tisches und der Science Days, wer weiß was 2011 bringen wird…
Bekanntlich kommt unser Multitouch Tisch an den Science Days zu einem ersten größeren Einsatz. Vom 14. – 16. wird er in Rust seinen Dienst leisten. Dabei werden ihn tausende Menschen aller Altersgruppen bedienen.
Hierzu wurde eigens ein Programm entwickelt, welches das Thema der diesjährigen Science Days aufgreift: Energie. Als Entwicklungsumgebung kam auch diesmal Cinderella 2.1 (TUIO Support) zum Einsatz. Das Programm mit dem Namen „EnergyCity“ ist mittlerweile fertig und soll im Folgenden vorgestellt werden.
EnergyCity 1.0 wurde innerhalb eines Seminars als Gemeinschaftsarbeit von Kathrin Kolb, Ina Neufeld (Art Design), Michael Mikula, Milena Schaufelberger (UI Design & didaktische Konzeption) und Manuela Herrmann, Fabian Mundt (Programmierung) entwickelt. Ziel der Lernsoftware ist es das soziale Lernen zu fördern und gemeinsam EnergyCity mit Strom zu versorgen.
Hierzu hat man die Wahl zwischen fünf verschiedenen Kraftwerken, welche an verschiedenen Einrastpunkten platziert werden können. Ja nach Position und Typ wird eine unterschiedlich große Menge Strom erzeugt. Leider geht eine immense Umweltverschmutzung damit einher, so dass EnergyCity zwar ‚leuchtet‘, aber gleichzeitig völlig verschmutzt.
Nachdem genügend Strom erzeugt wurde, zoomt die Anwendung in die Stadt hinein, bis man sich direkt in einem Haus befindet. Hier ist nun die Aufgabe, in Anbetracht der hohen Verschmutzung, Energie zu sparen.
Nur wenn alle drei Nutzer gemeinsam handeln gelingt es genügend Strom zu sparen, um die Stadt mit Energie ohne übermäßigen Dreck zu versorgen. Dadurch wird erneut die soziale Komponente der Software betont. Stets sind die Eingaben über direktes bewegen oder berühren umgesetzt.
An dieser Stelle wird spätestens nach den Science Days ein erster Erfahrungsbericht über den allgemeinen Einsatz des Tisches und den Speziellen mit der soeben vorgestellten Software erscheinen. An dieser Stelle sei bereits auf die Science Days Webseite der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe verwiesen, welche ab dem 14.10.2010 online erreichbar sein wird.
In diesem Sinne sind wir alle sehr gespannt auf den Praxistext und freuen uns auf die damit verbundenen Erfahrungen.
Treffen am Dienstag den 17. August (nachmittags) bzw. am 8./9. September als Ausweichtermin
Noch zu erledigen:
– USB Hub nach außen legen
– Lackieren der Außenwände
– Boxen verbauen
– dünne Plexiglasscheibe (1mm Stärke) kaufen und anbringen
– Lüftungsgitter anbringen
– Kameras und IR-LED Lichter ausrichten und einbauen
– Maus (vllt. als Trackball Version) und Tastatur kaufen (am Besten als Bluetooth)
– (vllt. Grafiktablet)
– usw.
Hier ist die drei-perspektivische Zeichnung des Multi-Touch Tisches zu finden.
Multi-Touch Tisch ohne Beameranbau
Allerdings fehlt noch als Ergänzung die Zeichnung des kleinen rollbaren Anbaus, der den Beamer aufnimmt.
Folgedessen wird dieser dann noch nachgeliefert.
Auf der Suche nach guten Ideen zur Lösung unseres Problems fand ich diese Hompage: http://multitouch.phillippkoerner.de/category/software/ .
Die Lösung könnte im diesem Video stecken: ( 
http://dewy.fem.tu-ilmenau.de/CCC/23C3/video/23C3-1512-de-homegrown_interactive_tables.m4v ) . (Gegen Ende des Vortrages wird erklärt wie diese Gruppe eine Lösung fand.)
Projekttitel: Touch2Learn (Domain touch2learn.de noch nicht vergeben!)
– Konzept eines interaktiven Multi-Touch-Tisches für den Einsatz im Mathematikunterricht am Beispiel dynamischer Geometrieanwendungen, basierend auf Stift- und Multi-Touch-Eingaben und der Verwendung tangibler, geometrischer Objekte.
Mutitouch Tisch
In den 80iger Jahren des letzten Jahrhunderts begann der Siegeszug des PC.
Mittlerweile bedienen Millionen von Menschen täglich ihren PC mit Tastatur
und Maus. Doch was passiert wenn die eindimensionale Barriere der Tastatur
und Maus Eingabe durchbrochen wird? Das versucht das Multitouch-Tisch-
Projekt zu erfahren. Wir möchten einen Computer in Form eines Tisches
bauen, den man mit mehreren Fingern, per Handbewegung und per Stift
steuern kann. Dieser Tisch besteht aus einem fahrbaren und damit mobilen
Gestell in dem eine spezielle Acrylglasplatte eingebaut ist. Die
Glasplatte ist von einem LED-Band eingerahmt, das jene mit Infrarot-Licht
durchleuchtet. Bei Berührung wird das Licht so gestreut, dass dies von
einer Infrarotkamera registriert werden kann die mit einem Laptop
korrespondiert. Der Rechner verarbeitet diese Eingabe mit Hilfe einer
speziell entwickelten Software. Für die Projektion auf die Tischplatte
ist ein Kurzdistanzbeamer zuständig. Dieser projiziert das vom Rechner
ausgegebene Bild auf die Acrylglasplatte, die dadurch zu einem
Computerbildschirm wird, den man mit Fingern steuern kann. Eine weitere
Bedienmöglichkeit soll der sogenannte Hove-Effekt sein. Hier wird vom
System eine Bewegung kurz oberhalb der Tischplatte erkannt. Mit diesem von
uns entwickelten Multitouch-System möchten wir in die Schule gehen und
den Schülern ermöglichen Mathematik zu erfahren. Die Frage die uns dabei
Antreibt ist: Welche Möglichkeiten hat der Einsatz eines solchen
neuartigem Computersystem im Bezug auf das mathematische Lernen und
Verstehen.
Bei der Bündelung einer Menge wird jeweils eine bestimmte Anzahl von Elementen zu einer Teilmenge, einem Bündel, zusammengefasst, bis die Menge in Gleichmächtige Bündel und eine Restmenge zerlegt ist. Die Restmenge muss weniger Elemente enthalten als ein Bündel und kann insbesondere auch leer sein.
Im traditionellen Unterricht werden Bündelungen durch Zusammenlegen oder Verpacken von Dingen in z.B. Zehnerpäckchen durchgeführt. Bleistifte oder Streichhölzer werden zu je 10, Perlen in Beutel mit jeweils 10 usw. verpackt. Das Bündeln geschieht beispielsweise auch dadurch, dass sich Kinder selbst bündeln, durch Einkreisen (siehe Abbildung1) oder durch Verbinden.
Abbildung1: www.saarland.de/dokumente/thema_bildung/MathePDF.pdf
Ein Vorteil der traditionellen Bündelung ist, dass die Schülerinnen und Schüler Arbeitsblätter bekommen die sie mit nach Hause nehmen können. Durch die Bündelung von Dingen haben die Schüler auch die Möglichkeit die einzelnen Gegenstände in die Hand zu nehmen. Dadurch wird die Bündelung für die Schüler greifbar und damit leichter nachvollziehbar. Bei solchen Bündelungsaufgaben ist jedoch der Arbeitsaufwand für den Lehrer vergleichbar hoch, da er für jeden Schüler die Materialien besorgen muss. Dennoch sind bei der traditionellen Bündelung viele verschiedene Sozialformen wie Einzelarbeit, Gruppenarbeit, Partnerarbeit oder im Klassenverbund einsetzbar.
Update vom 09.06.2010
Wir machen echte Fortschritte!
Zuerst möchte ich kurz auf die anstehenden Aufgaben eingehen, die uns Tischler in dieser Woche beschäftigen. Zum einen wäre da die Aufhängung des Beamers, der mit Hilfe des abgebildeten Aluminiumprofils an die offene Seite des Tisches montiert werden wird. Leider liegen dazu noch keine Zeichnung vor, die den geplanten Aufbau verdeutlichen. Kurz angerissen: Das umschließende Profil wird an den Tisch montiert und das darin greifende an den Kasten, der den Beamer aufnimmt. So kann auch ein sicherer Transport gewährleistet werden. Das abgebildete Netzteil ist doppelt vorhanden. Eines liefert den Strom für die LEDs, die die Acrylglasplatte umfassen und das andere wird für diffuses Licht benötigt, welches von der Bodenplatte in Richtung der Oberfläche geworfen wird (LEDs im kurzen Aluminiumprofil). Zusätzlich werden eine Steckdosenleiste, ein Satz Lausprecher, das Macbook und noch weitere kleine Bauteile in den Tisch intergriert. Dies bildet die abschließenden Arbeiten für die Tischler. Zum Schluß wird der Tisch noch lackiert, um ihn besser vor Feuchtigkeit zu schützen.
Auf den weiteren Bildern wird deutlich, dass die Gruppen auch miteinander arbeiten. So halfen wir Tischler den Elektrotechniker beim Einbau der Einfassung der Acrylglasplatte. In die Einfassung wurde das LED-Band verbaut. Um die Platte und die LEDs zu schützen wurde Moosgummi als Abstandshalter aufgeklebt. Darüber wurde auch schon berichtet. Das Bild auf dem das Macbook zu sehen ist, zeigt den ersten erfolgreichen Test mit der neuen Konstruktion. Schon jetzt kann die PS3 Kamera gut erkennen an welcher Stelle Finger aufliegen und weißt diesem erfolgreich Namen ( Nummer) zu.
Wie verkünden hiermit einen Meilenstein in unserem Projekt! In der letzten Sitzung haben wir es geschafft den Alu-Rahmen an die Acryplatte anzubringen. Hierbar war viel Fingerspitzengefühl gefragt.
Zunächst wurden die gekauften Aluprofile auf 45°-Gehrung gesägt und auf jeweils 2 mal (65cm/66cm) sowie (87cm/88cm) gekürzt. Danach wurde zur Abstansregulierung von LED’s und Acrylplatte Moosgummi auf das LED Band zwischen den LED eingeklebt. Diese Aufgabe erledigt, konnte mit Alleskleber noch Moosgummi in Streifen an die Seitenwände angebracht werden. Nun war der Rahmen fertig und wurde inkl. Platte in den Tisch eingelassen. Da das Aluprofil jedoch 2mm größer als die Dicke der Platte war, mussten noch Striefen aus Hartplastik in das Profil zur Fixierung der Platte eingeschoben werden.
Nach diesen Arbeitschritten wurde nun der Tisch mit der Acrylplatte eines Funktionstestes unterzogen und…. Es funktioniert!
Ein Meilenstein ist geschafft!
CERMAT Multitouch Project 
