Die Extraktion von Restriktionen aus Aufgabenbeschreibungen für die statische, konzeptbasierte Diagnose von Lösungs- bzw. Schaltungsentwürfen (aus der Pneumatik)

Computerbasierte Lehr- und Lernsysteme sollen Wissen effizient vermitteln und den Umgang mit Problemen in Prüfungssituationen oder im Alltag vereinfachen. Damit das Gelernte in aktives, anwendbares Wissen (prozedurales Wissen) beim Teilnehmer umgewandelt wird, reicht die bloße Vermittlung von Fakten und Regeln (deklaratives Wissen) nicht aus. Die Anwendung des Wissens selbst muß in „realen“Problemsituationen trainiert werden, um prozedurales Wissen zu erwerben. Dafür wurden in unserer Arbeitsgruppe sogenannte Intelligente Problemlöseumgebungen (IPSE) entwickelt, in denen der Lernende freies, exploratives Problemlösen durch den uneingeschränkten Entwurf von Lösungen trainieren kann. Die Diagnosekomponenten dieser Systeme müssen mächtig genug sein, um sämtliche Entwurfsmöglichkeiten beurteilen zu können. In diesem Beitrag werden verschiedene Ansätze vorgestellt, die freies Problemlösen ermöglichen. Wenn der Lernende jedoch die Aufgabenstellung selbst nicht versteht, so können diese Systeme keine Hilfestellung geben. In der IPSE PULSE wurde daher eine konzeptbasierte Spezifikationsanalyse integriert, die den Lernenden bereits beim Verstehen der Aufgabenstellung unterstützt und hilft, Anfangsschwierigkeiten zu überwinden. Ein weiterer Vorteil der Spezifikationsanalyse ist die Einsetzbarkeit in einem Dozentenmodus, der die einfache Integration neuer Aufgaben durch einen Dozenten ermöglicht. Eine solche explizite Analyse von Restriktionen aus der Aufgabenbeschreibung wurde bisher in keinem anderen Lehr-und Lernsystem verwirklicht.