Learning and Cognitive Systems

TAT (= Try And Test) - Entdeckendes Lernen auf dem Gebiet der Kunststoffsynthese -

 

 

Wissensbasiertes Computer Based Training zur Kunststoffherstellung

  • Möchten Sie das über Polymerisation Gelernte schnell umsetzen und erproben?
  • Wünschen Sie sich kompetente Hilfe bei Prüfungsvorbereitungen?

Um Aufbau, Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten von Kunststoffen verstehen zu können, ist Wissen über die Grundlagen der Polymerisation erforderlich. Das wissensbasierte Trainingssystem TAT (Try and Test) soll Ihnen beim Erwerb und bei der Beherrschung dieser Grundlagen helfen. Mit TAT können Sie am Rechner chemische Strukturformeln und Reaktionsgleichungen aufstellen und von TAT auf Richtigkeit untersuchen lassen. TAT bietet Ihnen somit ein ideales Werkzeug zum Training und zur Festigung Ihres Wissens, z. B. für Prüfungsvorbereitungen.

Konzeption
TAT ermöglicht entdeckendes Lernen und unterstützt Ihren Forscherdrang . Sie bearbeiten die Aufgaben und können dabei Hilfe vom System anfordern. Dazu formulieren Sie Hypothesen über die Korrektheit Ihrer Entwürfe. Das System untersucht die Hypothesen mit einer wissensbasierten Diagnosekomponente, gibt eine Rückmeldung und auf Anforderung Ergänzungs- und Korrekturvorschläge.

Aufgabensequenz
TAT enthält eine Sequenz von Aufgaben zu folgenden Polymerisationsarten:

  • Radikalische Polymerisation
  • Anionische Polymerisation
  • Kationische Polymerisation
  • Stereospezifische Polymerisation
  • Ionische Polymerisation von Heterocyclen
  • Additionspolymerisation als Stufenreaktion
  • Kondensationspolymerisation

Zu jeder Polymerisationsform gibt es Aufgaben, deren Bearbeitung das Wissen über die grundlegenden Prinzipien der jeweiligen Reaktionsform vermittelt. Z. B. sind Aufgaben zu den Start-, Wachstums- und Abbruchreaktionen vorhanden.

Wissensbasierte Diagnosekomponente
Das Grundlagenwissen über chemische Strukturen und Reaktionen wurde in die Diagnosekomponente integriert (u. a. Teile der Orbitaltheorie und Partialladungsregeln).

Arbeitsumgebung
Über ein Menü wählen Sie die zu bearbeitende Aufgabe aus. Der Aufgabentext erscheint in einem Fenster. Zur Konstruktion der Entwürfe dient ein graphischer Editor. Die "Lösungsbausteine", wie Atome, Bindungen und Symbole für Ladungsverteilungen stehen in Toolbars zur Verfügung. Die Nomenklatur wurde dem Buch "Franck: Kunststoff-Kompendium" (Vogel-Verlag) entnommen.

Möchten Sie Ihren Lösungsentwurf (z.B. zur Aufgabe "Konstruktion der Strukturformel des Monomers Acrylnitril mit den auftretenden Partialladungsverteilungen") prüfen lassen, so rufen Sie die Diagnose von TAT auf (Abb. 1). Falls Ihr Entwurf nicht ganz richtig ist, erhalten Sie zuerst eine Fehlermeldung (Abb. 2). Auf Anforderung werden die Fehlerkorrektur und die Ergänzungsvorschläge graphisch zurückgemeldet (Abb. 3). Auf wiederholte Anfrage können Sie weitere Vervollständigungen erhalten (an den verbleibenden Quadraten in Abb. 3). PDF

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Abb. 1: Exemplarische Hypothese

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Abb. 2: Fehlermeldung (Dreifachbindung fehlerhaft)

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Abb. 3: Fehlerkorrektur und Ergänzungsvorschläge

 

 

Literatur:

THOLE, H.-J., MÖBUS, C., SCHRÖDER, O., Domain Knowledge Structure, Knowledge Representation and Hypotheses Testing, in: B. Boulay, R. Mizoguchi (eds.): Artificial Intelligence in Education, Amsterdam: IOS Press, 1997 PDF

 

Contact:

Prof. Dr. Claus Möbus

Department of Computing Science 
Learning and Computing Systems 
University

D-26129 Oldenburg