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„Konzeption einer Lernsituation mit dem Einsatz von Simulationswerkzeugen“

Ansprechpartner: Dr.-Ing. M. Sc. Thomas Jambor

Der Einsatz von Simulationswerkzeugen bei dem Entwurf neuer Systeme und der Analyse bestehender Schaltungen ist heute selbstverständlich, da die Systeme und Schaltungen eine hohe Komplexität aufweisen und aus Zeit- sowie Kostengründen nicht sofort als ein Prototyp aufgebaut werden können. Neben den weit entwickelten Werkzeugen begünstigt die verfügbare Rechenleistung, welche durch die modernen PCs zur Verfügung gestellt wird, den breiten Einsatz der Simulation. Auch wenn die meisten Simulationswerkzeuge sehr hohe Lizenzkosten verursachen, ist der Einsatz im Bereich der Lehre und im privaten Bereich kostenlos oder lediglich mit niedrigen Kosten verbunden.

Die Flexibilität und die schnelle Einsetzbarkeit sowie die Verfügbarkeit von kostenlosen bzw. kostengünstigen Simulationswerkzeugen begünstigt die Verwendung solcher Werkzeuge im Unterricht. Hier können einzelnen Schülerinnen und Schüler elektronische Schaltungen virtuell aufbauen und analysieren. Die Veränderung der Parameter von einzelnen Bauteilen fördert das Verständnis und lädt zum spielerischen Entdecken ein. Zudem ist auch eine Veränderung von kritischen Bauteilen ohne weiteres möglich, da die Zerstörung von Bauteilen ausgeschlossen ist.

Im Rahmen der Arbeit soll eine Lernsituation entwickelt werden, welche innerhalb der Ausbildung zur informationstechnischen Assistentin / zum informationstechnischen Assistenten erprobt werden soll. Nach einer Analyse von verfügbaren Simulationswerkzeugen und der Untersuchung von deren Eignung für den Unterricht, soll eine Lernsituation entwickelt werden, um ausgewählte elektrotechnische Aspekte den Schülerinnen und Schülern zu vermitteln. Eine Einführung in das Thema Simulation sowie eine kurze Einführung in das gewählte Simulationswerkzeug sollen ebenfalls innerhalb der Lernsituation erfolgen. Bei den mit der Simulation untersuchten Schaltungen sollen analoge Schaltungen oder Mix-Signal-Schaltungen betrachtet werden. 

Die Arbeit kann als eine Bachelorarbeit im Studiengang „Technical Education“ sowie als eine Masterarbeit im Studiengang „Lehramt an berufsbildenden Schulen“ mit der beruflichen Fachrichtung Elektrotechnik vergeben werden. Erfahrungen mit dem Thema Simulation sowie mit einzelnen Simulationswerkzeugen sind hilfreich, jedoch nicht unbedingt erforderlich. Der Umfang der Arbeit wird an eine Bachelor- bzw. Masterarbeit angepasst.