Innehåll Slutrapport Innovativt utbildnings- och forskningsmaterial användning av 3D visualisering och animering för att bemöta pedagogiska utmaningar Emin Halilovic, projektledare 1 Basfakta... 3 1.1 Projektet... 3 1.2 Bakgrund... 3 1.3 Sammanfattning... 3 2 Måluppfyllelse... 3 2.1 Projektmål3 2.2 Efterkalkyl... 3 3 Projektförlopp... 3 4 Projektets och kundens upplevda kvalitet... 4 4.1 Styrgruppens kommentarer 4.2 Projektledningens kommentarer 4.3 Rekommendation till fortsatt arbete 5 Referenser... 4 6 Bilagor... 4
Utgåvehistorik för dokumentet Utgåva Datum Kommentar 1 150131 Slutrapport Projektet Uppdragsgivare och uppdragstagare Beställare/Projektägare: Johan Heier Klaus Lorenz, Markku Jääskeläinen, Henrik Carlsson Ing-Marie Andersson Karl Gummesson Projektledare: Emin Halilovic Bakgrund Visualisering och animering är tekniker som hjälper oss människor att se saker som är komplexa, svåra att se och svåra att föreställa sig. Visualisering betyder att åskådliggöra något med hjälp av datorgenererade bilder. Animering syftar på en process där man skapar rörliga bilder (en sekvens av tvådimensionella eller tredimensionella bilder i en snabb följd). Användningen av dessa tekniker finns överallt i samhället och går tvärs över vetenskaperna. Projektets övergripande syfte är att utveckla och sprida utbildnings-/forskningsmaterial där visualisering och animering används (vidare animationer). Sammanfattning Projektets omfattning Projektet har genomförts under 2014. Utgångspunkter för utveckling av animeringar har varit behov som fanns bland lärare och forskare vid Högskolan Dalarna. Inledningsvis har fem möten genomförts. Det var lärare och forskare från Solenergi, Fysik och Kemi, Arbetsvetenskap samt Ljud- och musikproduktion som har intervjuats. Genom dessa intervjuer har: Behov av ny utbildnings- och forskningsmaterial identifierats. Grundläggande egenskaper hos varje animation definierats. Därefter har djupgående samtal genomförts där ett ömsesidigt kunskapsutbyte gjordes. Lärarna fick en introduktion till teknikens möjligheter, medan utvecklaren fick djupare förståelse för fenomenet som skulle visualiseras.
Projektet avgränsades till. Under sommaren och i början av hösten 2014 har dessa animationer utvecklats. Utvecklingsarbete har varit både av en iterativ och en inkrementell karaktär. Detta innebär att körbara animationer har snabbt utvecklats för att sedan ersättas med förbättrade versioner (så kallade iterationer). Per varje animation har ett antal olika iterationer genomförts tills dessa har fungerat såsom lärarna önskade. Detta har möjliggjort att anpassningar till ändrade krav kunde lättare genomföras. Åtta animationer har praktiskt använts under juni och december 2014. En animation är inte färdig på grund av fenomenets komplexitet. Denna animation kommer att slutföras under våren 2015. Sammanfattning erfarenheter Den viktigaste erfarenheten av projektet är användbarhet av visualiseringar och animationer i undervisningen. Fenomen som är svåra att förstå förklaras på ett pedagogiskt bra sätt. En annan viktig erfarenhet är önskemål om flerantal nya animationer. Måluppfyllelse Resultat Ämne: Solenergi Lärarna från "Solenergi" hade ett behov att visualisera uppvärmning av en ackumulator- tank på olika tekniska sätt. Jag gjorde följande animeringar: 1. Uppvärmning av ackumulatortank via intern vvx 2. Uppvärmning av ackumulatortank via extern vvx 3. Uppvärmning av ackumulatortank efter 1, 2, 4 och 6 timmar sol 4. Solvärmesystem: Svensk kombisystem med interna värmeväxlare (låg flöde) (svensk och engelsk version) En svårighet i arbetet var att visualisera vattentemperaturen i tanken på ett pedagogist sätt. Lösningen blev att använda en RGB-färgskala där olika färger representerar olika temperaturer. Ämne: Fysik/Kemi Läraren från "Fysik" hade ett behov att visualisera rörförluster och vattentryck i olika typer av metallrör. Jag gjorde följande animeringar: 1. Rörförluster i olika typer av metallrör (en förberedelse för labb) 2. Rörförluster i krokade metallrör. Vattentrycket presenterades på ett animerat, digitalt mätinstrument Ämne: Ljud och musikproduktio 1. Hur fungerar en dynamisk mikrofon?
I denna animation visualiserades hur ljudet omvandlas till el signaler och hur en mikrofon fungerar. Ämne: Arbetsvetenskap Fyra animationer, ej färdigställda,( "under konstruktion") Animationerna kommer att visa hur förorenade partiklar i vår arbetsmiljö påverkar människan samt metoder för att rena arbetsmiljöerna från dessa partiklar. Sammanfattning resultat Utveckling av dessa projekt (animationer) har skett mellan maj och oktober 2014. Arbetet med utveckling visade sig bli mer omfattande än beräknat, framförallt beroende på de olika fenomens komplexitet. Gemensamt för alla olika projekt var att lärarna ej ville ha ljud till animationerna så att de själva kunde undervisa sina elever efter animationens gång. Efterkalkyl Kalkylpost Timmar Kalkylerad kostnad Projektledning och 400 genomförande Utfall Summa 400 Projektförlopp Projektet inleddes under första delen av vårterminen 2014 med planering av projektet och praktiska förberedelser genom att: Identifiera och avgränsa områden där det finns behov av animerade visualiseringar i undervisnings-/forskningsmaterial. Studera och testa möjliga tekniska lösningar. Utveckla visualiseringar och animeringar för undervisnings-/forskningssyfte. Tillämpning och användning av visualiseringar och animeringar i lärande- och forskningsmiljöer. Utvärdera lärarnas erfarenheter av den nya undervisnings-/forskningsmaterial. Inspiration för metodiskt genomförande har hämtats från Agil systemutveckling (Agile Software development), en metod för systemutveckling som betonar på snabbhet, informell samarbete, täta kundkontakter och möjlighet att ändra under arbetets gång
(http://agilemanifesto.org/iso/sv/). Arbetet har bedrivits inkrementellt och iterativt vilket innebär att regelbundna mindre leveranser har gjorts, dessa leveranser har löpande utvärderats och ändrats för att möta nya krav och önskemål. En enkel utvärdering via mail gjordes med inblandade lärare. I utvärderingen lades fokus på lärarnas upplevelse av nytta.
Styrgruppens kommentarer 1. Reflektioner på projektet och slutprodukten - Vad var bra? Vad kunde göras annorlunda? - "De animeringar du gjorde blev bra, de är användbar i undervisningen och förklarar på ett pedagogiskt bra sätt. Det hade varit önskvärd att utöka antalet exempel." - "Slutprodukten blev bra och blev som jag hade förväntat mig. Under projektets gång krävdes mer tid av mig än jag hade förväntat mig men jag vet inte om det går att göra annorlunda. En sak som jag reflekterade över var dock att verktygen som användes för animeringen delvis kunde förbättrats Emin fick mycket onödigt arbete som borde kunnat undvikas speciellt vid inmatning av data." -"Jag är överlag mycket nöjd med projektet och slutprodukten. Jag har inga synpunkter på vad som kunde göras annorlunda." - Emin har varit mycket lyhörd och effektiv i sitt arbete. Om animeringar skall användas mer systematiskt och återkommande, så bör det finnas en högre grad av framförhållning och utrymme dvs klocktimmar behöver avsättas även för lärarna så att inte belastningen ökar. 2. Animationer som kursmaterial - Vad tycker studenterna? Vad tycker du? - "Jag har inte explicit frågat men upplever att studenterna tycker om dessa animeringar. För mig är det ett bra pedagogisk hjälpmedel." - "Det blev ett bra tillskott till kursmomentet och jag är av uppfattningen att studenterna fick en tydligare bild av förloppet." - De gånger jag använt animationer i undervisningen så följer studenterna fokuserat. Problemet är att kunna ha de animationer man vill. - "Jag gjorde ingen specifik förfrågan till studenterna om vad de tyckte om materialet. Jag tyckte att det var bra att ha materialet som stöd till min föreläsning." 3. Har du behov av flera sådana animerade visualiseringar? - "Ja, definitivt. Det känns att vi i så fall måste vara tydligare från början hur vi bäst lägger upp det så att din och min tid effektiviseras." - "Ja, det finns fortfarande saker som vi skulle kunna ha bra nytta av om de visualiserades." - Jag har under ett deceniums tid använt mig av animationerna i min forskning, både för analyser i eget syfte och för att sprida resultaten. Det finns alltid ett utrymme för dem och om de är välgjorda så kommunicerar de delar av det väsentliga innehållet mycket effektivt. - "Ja, definitivt. Jag skulle gärna vilja ha animationer för många delar i Audioteknologi och Ljudteori. Fysikaliska fenomen och elektriska apparater vill mycket enklare att förklara med en tydlig animation som visar hur det faktiskt fungerar."
Projektledningens kommentarer Ett mycket spännande arbete att få jobba med. För mig personligen var detta arbete mycket givande i erfarenhet då nya problem behövde nya lösningar. Jag skulle gärna vilja fortsätta med liknande projekt. Det finns efterfrågan och behov av flera animeringar. Rekommendation till fortsatt arbete För rekommendationer till fortsatt arbete, kontakta mig och referensgruppen nedan: Ref. Namn Mail 1 Johan Heier jhe@du.se 2 Klaus Lorenz klo@du.se 3 Markku Jääskeläinen mjk@du.se 4 Henrik Carlsson hka@du.se