
Methoden (K-R)
In dieser Rubrik werden beispielhaft Methoden wissenschaftlichen Arbeitens vorgestellt und zugleich werden Hilfestellungen gegeben wie sie am geschicktesten zu bearbeiten sind.
Vorgestellt werden Projektmethode,
Animation,
Simulation,
Erkundung,
Lerninsel,
TRIZ,
ARIZ,
Record Cards Methode.
Projektmethode
Das Wort »Projekt« kommt vom Lateinischen »projicere« und bedeutet vorauswerfen, entwerfen, planen, sich vornehmen.
Bei der Projektmethode bezieht sich die zu bewältigende Aufgabe auf die Lebenswelt, es gibt einen gesellschaftlichen Bezug.
Projekte sind durch Interdisziplinarität gekennzeichnet. An der Entwicklung des Projekts sind alle Teilnehmer und Teilnehmerinnen beteiligt.
Am Projektende steht ein vorzeigbares Produkt.
Lernen wird bei der Projektmethode mit dem realen Leben verbunden, der Lernprozess wird durch den sich aus dem Arbeitsprozess ergebenden Anforderungen bestimmt.
Über die Lösung eines konkreten, komplexen Problems zielt die Methode auf Wissen, Haltungen und Fertigkeiten, sie ist handlungsintensiv und vermittelt praktische Erfahrungen.
Die Projektteilnehmenden können sich übergreifende Strategien aneignen: Ziele setzen, Informationen suchen, planen, Mittel wählen, Erfolge kontrollieren.
Damit ist die Projektmethode in idealer Weise geeignet, Schlüsselqualifikationen zu erwerben.
Der Vorteil der Projektmethode liegt im Bezug zu aktuellen Gegebenheiten, die Aufgabenstellung hat somit eine gesellschaftliche Praxisrelevanz.
Es ist möglich sich an den Interessen, Erfahrungen, Intentionen der Projektteilnehmer-/innen zu orientieren.
Bei der Bewältigung der Aufgabe werden viele Sinne mit einbezogen, sowohl kognitive, motorische und affektive Bereiche werden angesprochen.
Zugleich findet Soziales Lernen statt, da das Projekt den sozialen Umgang der Mitglieder innerhalb der Projektgruppe fördert.
Projektlernen fördert die Selbstorganisation und Selbstverantwortung.
Nachteilig ist, dass Projekte einen hohen Zeitaufwand erfordern und daher auch ein hohes Engagement bei den Lernenden und den Lernenden notwendig ist.
Konflikte mit anderen Verbindlichkeiten können zu organisatorische Probleme führen. Es gibt keine Garantie dass das jeweilige Projekt erfolgreich bewältigt wird.
Die Realisierung eines Projekts erfordert einen umfangreichen Planungsaufwand, wodurch den Teilnehmenden gute Mitwirkungs- und Mitgestaltungsmöglichkeiten ermöglicht werden.
Es gibt aber keine festen Regeln und keine feste Form wie ein Projekts verlaufen sollte. Das hängt ab von den Beteiligten und dem jeweiligen Vorhaben.
Allerdings gibt es Gemeinsamkeiten:
- Entscheidung über Termin, Dauer und Themenstellung,
- Planung durch eine Vorbereitungsgruppe: Sammeln von Vorschlägen, Zuordnung zu den einzelnen Arbeitsgruppen,
- Vergabe von Teilaufgaben, Organisation der Räume, Öffentlichkeitsarbeit, Präsentation, Schlussfeier,
- Durchführung des Projekts: Arbeit der einzelnen Gruppen - Abstimmung mit der Gesamtleitung,
- Auswertung: Präsentation/Vorführung, Ausstellung, Besichtigung, Beiträge zu einem Abschlussfest,
- Dokumentation und Kommentierung/Bericht der Projektleitung: Verlauf -Schwierigkeiten – Gesamtbewertung
Der Ablauf eines Projektes umfasst die folgenden Stufen:
- Zielsetzung:
Am Anfang eines jeden Projekts steht eine Idee, Anregung, Aufgabe. Sie kann von den Lernenden selbst, aber auch von den Lehrenden oder Außenstehenden ausgehen. Zu dieser Idee entwickelt die Lerngruppe eine konkrete Zielsetzung, stimmt Interessen, Wünsche miteinander ab und trifft Vereinbarungen über die Form der Zusammenarbeit. - Planung:
Auf der Grundlage dieser Vorarbeiten wird ein konkreter Projektplan ausgearbeitet, der die notwendigen Arbeitsschritte, Rollenverteilungen usw. beschreibt. - Durchführung:
Es folgt die Umsetzung des Vorhabens, wobei weitere Planungsphasen stattfinden. Eine lückenlose Vorausplanung ist weder möglich noch sinnvoll. Gerade durch die Korrektur unrealistischer Planung und weitere Umsetzungsversuche findet Lernen statt. - Auswertung:
Wenn das Produkt hergestellt ist oder die Aktion stattgefunden hat, gilt es das Arbeitsergebnis mit dem ursprünglichen Plan zu vergleichen und die gemeinsame Arbeit auszuwerten.
Einsatzmöglichkeiten der Methode:
- als selbstständige Veranstaltung (z.B. Bau eines Sonnenkollektors als Wochenendseminar)
- als Höhepunkt einer längeren Lernphase (z.B. ein Lehrgang zum Thema »Video« wird mit einem kleinen Filmprojekt abgeschlossen, in dem das Gelernte zur Anwendung kommt).
Linkempfehlung :

Animation
Wenn einzelne Bilder bewegt werden und damit ein filmähnlicher Eindruck entsteht, wird von Animation gesprochen.
Die Einzelbilder können aus Fotografien, Grafiken oder Malereien bestehen oder durch Berechnung im Computer entstehen.
Die Animation hilft, einen Gegenstand oder ein Objekt aus unterschiedlicher Perspektive zu betrachten, und eröffnet damit mehrdimensionale Zugänge bzw. Betrachtungsweisen.
Bekannt sind Animationen aus den Genres »Unterhaltung«, »Videoclip« und »Werbung«.
Aber auch in den Bereichen Naturwissenschaft, Architektur, Design oder in der Lehre allgemein können sie vielfältig eingesetzt werden.
Im weitesten Sinne ist die Animation ein Verfahren der Wissensvermittlung, bei dem Inhalte multimedial aufbereitet und Lernenden in einem zeitlichen Ablauf präsentiert werden.
Rechnergestützte Animation gewinnt in der Lehre immer mehr an Bedeutung, da sich Dynamik mit unbewegten Bildern nur eingeschränkt darstellen lässt.
Java Applets erlauben es, dynamische Abläufe innerhalb eines Protokolls als Animation darzustellen, und können interaktiv gesteuert werden.
Dadurch ist es möglich, Lehrvorgänge wirkungsvoller darzustellen, da die Lernenden aktiv und gestaltend daran mitwirken können.
Lernende, die ihr Potenzial im P-E-Bereich entwickeln wollen, finden hier geeignete Lernfelder.
Linkempfehlungen :

Simulation
Bei der Simulation werden wie beim Modell-Lernen
Experimente durchgeführt, die helfen sollen, Erkenntnisse über reale Systeme zu gewinnen.
Es handelt sich um ein »Als ob-Spiel«, das mit und ohne Computer umgesetzt werden kann.
Notwendigerweise müssen immer einige Faktoren vereinfacht werden. Den Erkenntnissen von Simulationen sind daher immer auch Grenzen gesetzt.
Gleichwohl können Simulationen helfen, Zusammenhänge zu erkennen. Die Simulation ist ein Verfahren, das hilft systemische Zusammenhänge besser zu verstehen.
Simulationen werden in der Regel eingesetzt, wenn folgende Faktoren eine Rolle spielen:
- Ethische Dimension
Ein Auto-Crashtest hat z.B. die Aufgabe, eine reale Verkehrssituation zu simulieren. Anstelle von Menschen werden allerdings so genannte Dummys eingesetzt. Bei einem Simulationsmodell können somit nicht alle Aspekte wie bei einem realen Unfall experimentell nachgewiesen werden. Der Einsatz von lebenden oder auch toten Menschen ist ethisch nicht vertretbar. - Dimension der Gefahr
Mit Hilfe eines Flugsimulators ist es möglich, vergleichbare Erfahrungen zu sammeln, wie als Flugzeugpilot. Mögliches Fehlverhalten führt jedoch nicht zu einem Flugzeug-, sondern nur zu einem Systemabsturz. - Dimension des Aufwands
Der Ablauf in einer Fertigungsanlage lässt sich z.B. im Computer simulieren. Dadurch wird der Aufwand in erheblicher Weise verringert. - Dimension der Vereinfachung
Mit Hilfe von Simulationen können Architekten Stadt- und Hausplanung veranschaulichen. - Dimension der Virtualität
Bei Windkanalsimulationen können Fahreigenschaften eines Autos bei natürlichen Wetterbedingungen getestet werden, obwohl das Auto noch nicht gebaut ist. Reale Ursache-Wirkungszusammenhänge können virtuell überprüft werden. - Dimension der Visualisierung
Astrophysikalische Prozesse können simuliert und damit visualisiert werden, obwohl sie der natürlichen Wahrnehmung nicht zugänglich sind. Das gilt u.a. auch für die Simulation molekularer Prozesse. - Dimension der Entschleunigung
Prozesse, die zu schnell ablaufen, können verlangsamt werden (z.B. Schaltkreise). - Dimension der Beschleunigung
Simulationen können auch helfen, in der Realität ganz langsam ablaufende Prozesse (ökologische Systeme) zu beschleunigen und damit Folgewirksamkeiten erkennbar zu machen. - Systemische Dimension
Multiperspektivische und systemische Zusammenhänge, wie z.B. bei sozioökonomischen Themen, können mit Hilfe von Simulationen nachvollziehbar werden.
Es findet eine moderate Eigensteuerung durch ein aktives Individuum statt. Selbstbeobachtung, Selbstbewertung und Selbstreaktion sollen ausgelöst werden.
Lernende, die ihr Potenzial im pragmatisch-experimentellen Bereich entwickeln wollen, finden hier geeignete Lernfelder.
Linkempfehlungen :

Erkundung
Die Erkundung ist eine Methode zur Beschaffung, zur Bestätigung oder zur Klärung von Informationen, bei der die Teilnehmenden sich dem Lerngegenstand unmittelbar in seiner natürlichen Umgebung zuwenden.
Eine Erkundung kann ein Besuch in Unternehmen, Behörden, Gerichten oder an anderen Orten sein.
Die Erkundung bietet den Teilnehmenden die Möglichkeit, eine Fragestellung unmittelbar an der Wirklichkeit zu bearbeiten.
Sie verlässt den bisherigen Lernort und verlagert das Lernen an den Ort, der unmittelbar mit dem Thema zusammenhängt oder selbst das Thema darstellt.
Lernort und Lerngegenstand fallen zusammen.
Dadurch können sinnliche Wahrnehmungen in den Lernprozess mit einbezogen werden. Allen Sinneskanälen - Sehen, Riechen, Hören, Ertasten –
werden angesprochen, so dass ein ganzheitliches Lernen stattfindet. Die Teilnehmenden sind selbst aktiv, sie suchen, fragen, forschen,
diskutieren und sammeln Informationen usw. - im Gegensatz zur Exkursion, bei der die Teilnehmenden passiv sind.
Die Themen für Erkundungen können sowohl vom Lehrenden wie auch von Lernenden vorgeschlagen werden.
Des Weiteren liegt der Schwerpunkt auf der Selbsttätigkeit der Lernenden. Sie sollen eigenständig Lernziele formulieren, Arbeitsschritte festlegen,
organisatorische Aufgaben verteilen und Verantwortung für ihr Lernen übernehmen. Der Lehrende nimmt hierbei eher die Rolle eines Lernberaters (Navigator) ein,
der die Erkundungsschritte der Lernenden begleitet und bei Problemen als Ansprechpartner zur Verfügung steht.
Folgender idealtypischer Ablauf dient zur Orientierung:
- Vorbereitung
Zuerst muss ein Thema gefunden werden, das von allen Lernenden mitgetragen wird. Nach einem Austausch von Ideen, Wünschen, Motivationen und Erwartungen zwischen Lehrenden und Lernenden kann gemeinsam ein Lernziel formuliert werden. Danach wird ein Erkundungsauftrag entworfen und die zur Erkundung nötigen Aufgaben werden festgelegt und verteilt. Dann verständigen sich die Beteiligten über organisatorische und technische Bedingungen. - Planung
Nach Abschluss der Vorbereitungsphase widmet sich die Lerngruppe der konkreten Planung der Erkundung. Selbst gewählte Arbeitsgruppen bearbeiten selbstständig verschiedene Arbeitsaufträge:- Genaue Festlegung des Erkundungsauftrags und besonderer Bedingungen vor Ort
- Organisation (Was ist noch zu tun?)
- Sicherstellung einer Dokumentation, Auswahl der passenden Methode für die Präsentation der Arbeiten.
- Durchführung
Die Gruppen sollten sich weitestgehend an ihren inhaltlichen und organisatorischen Ablaufplan halten, jedoch gibt es immer nicht planbare Umstände, auf die der Lehrende sensibel eingehen muss. Der Lehrende verhält auch während der Durchführung als Lernberater, d.h. er soll nicht lenkend in das Geschehen eingreifen, sondern situativ betreuen. Direkt nach der Erkundung sollte möglichst ein Abschlussgespräch z.B. in Form eines Blitzlichts stattfinden, in dem alle Beteiligten im freien Austausch ihre Eindrücke sammeln und ihre Ergebnisse kurz sichern. - Auswertung / Präsentation
Jede Gruppe wertet ihre Informationen/Ergebnisse aus, dokumentiert diese und bereitet eine Präsentation vor. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Lehrende für alle Gruppen ebenfalls als Berater ansprechbar sein. Für die Präsentation der Erkundungsergebnisse können viele Methoden genutzt werden, z.B. Ausstellungen, Clustering, Internet-Präsentation, Erstellen von Lernkarteien, Dokumentation in Form von Tagebucheinträgen (bei längerer Erkundung), Wandzeitung, Fotoausstellung, Dia-Show. - Feedback
Nach der Präsentation sollten alle Teilnehmer, einschließlich Lernberater, die Möglichkeit zu einem gemeinsamen Feedback haben, um kritisch den Erkundungsgang innerhalb der gesamten Gruppe reflektieren zu können.
Die Methode ist für alle Altersstufen geeignet und bietet verschiedene Einsatzmöglichkeiten:
- zum Einstieg in einen Lernprozess, um in ein neues Themengebiet einzuführen,
- um einen unmittelbaren Eindruck von einer Sache zu bekommen,
- um bereits behandelte Themen zu vertiefen und zu veranschaulichen,
- zur methodischen Abwechslung/Ergänzung von Vorträgen, Gruppenarbeiten etc.,
- um einen Themenkomplex abzuschließen,
- als eigenständige Veranstaltungsform (z.B. als Betriebserkundung).
Linkempfehlung :

Lerninsel
Die Lerninsel beschreibt eine Qualifizierungs- und Lernform während der beruflichen Arbeit.
Es werden Arbeitsaufgaben, die auch im normalen Arbeitsprozess behandelt werden, in Gruppenarbeit bearbeitet.
Im Gegensatz zum regulären Arbeitsprozess steht hier mehr Zeit für die Bewältigung der Aufgaben zu Verfügung.
Außerdem wird die Gruppe von einer Fachkraft der jeweiligen Betriebsabteilung betreut.
Lerninseln entstanden vor allem in den 1990er Jahren im Zuge betrieblicher Reorganisationen und Umstrukturierungsmaßnahmen,
und sind bisher vorrangig in handwerklich-mechanischen Produktionsbetrieben zum Einsatz gekommen.
Bei der Lerninsel werden Erfahrungslernen und intentionales Lernen, d.h. zielgerichtetes Lernen integriert.
Lernen wird als eine aktiv-konstruktive Tätigkeit verstanden, der das Arbeitshandeln begleitet.
»
- Lerninseln sind mit Lernausstattungen angereicherte Arbeitsplätze, in denen reale Arbeitsaufgaben bearbeitet werden und eine Qualifizierung stattfindet;
- Die Arbeitsaufgaben genügen den Kriterien ganzheitlicher Arbeit, sie bieten durch Komplexität, Problemhaltigkeit und Variantenreichtum gute Möglichkeiten zum Lernen;
- In der Lerninsel wird in der Gruppe gearbeitet, wobei diese Organisationsform nach den Prinzipien teilautonomer Gruppenarbeit strukturiert ist;
- Lerninseln werden von einer Fachkraft der jeweiligen Betriebsabteilung betreut, der vorrangig die Rolle eines Prozeß- und Entwicklungsbegleiters zukommt und die arbeits- und berufspädagogisch qualifiziert ist;
- Lerninseln sollen auch als Innovationsstätten im Arbeitsprozeß fungieren, vor allem für Innovationen in arbeitsorganisatorischen, sozialen und methodischen Bereichen
Die Einrichtung von Lerninseln verläuft in fünf Phasen:
- Arbeitsprozessanalysen – Herausfinden der Qualifikationsanforderungen und die technisch-organisatorischen Bedingungen zur Bearbeitung von Arbeitsaufgaben,
- Auswahl des Lernorts Lerninsel – zur Sicherstellung der Qualität der Qualifizierung,
- Auswahl von Maschinen und Anlagen sowie Auswahl und Qualifizierung der Lerninselbegleiter,
- Festlegung von Lernzielen auf der Grundlage der Eingangsvoraussetzungen der Lernenden,
- Planung der Gruppenarbeit - Festlegung des Rotationsmodells, Durchführung der Qualitätssicherung und Evaluation der Prozesse sowie der Arbeitsergebnisse (vgl. Dehnbostel, 1994, S.4).
- Der große Vorteil der Lerninsel ist die berufliche Qualifizierung bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit. Besonders die hohe Praxisorientierung und die daraus resultierende Verwendbarkeit des Gelernten kommen sowohl dem Arbeitgeber als auch dem Arbeitnehmer zu Gute. Die Lerninsel gibt genug Zeit, Lerngegenstände zu vertiefen. Der Druck des Tagesgeschäfts fällt weg und ein effektives und verstehendes Lernen ist möglich. Lerninseln sollen deshalb als Innovationsstätten im Arbeitsprozess fungieren. Hier vor allem in arbeitsorganisatorischen, sozialen und methodischen Bereichen.
Linkempfehlungen :
Literatur :
- Dehnbostel, Peter.: Die zunehmende Bedeutung des Lernens im Prozeß der Arbeit. In: berufsbildung 48 (1994) 25, S. 3-7.

TRIZ
TRIZ ist die russische Abkürzung für »Theorie des erfinderischen Problemlösens« oder »Theorie zur Lösung erfinderischer Probleme«.
Diese Methode hilft Erfindern, ihre Tätigkeit und ihr Vorgehen zur Problemlösung zu systematisieren, um so schneller und effizienter zu Lösungen ihrer Probleme zu kommen.
Entdeckt und systematisiert wurde die Methode um 1960 von Genrich Saulowitsch ALTSCHULLER,
nachdem er eine große Zahl erfolgreich scheinender Patentanmeldungen ausgewertet hatte. Er stellte drei objektive Gesetze für die Entwicklung technischer Systeme auf:
- Einer großen Anzahl von Erfindungen liegt eine vergleichsweise kleine Anzahl von allgemeinen Lösungsprinzipien zugrunde. Lösungsprinzipien in der Chemie oder Physik sind Lösungen (Lösungsmittel und mindestens ein darin gelöster, fester, flüssiger oder gasförmiger Stoff), in der Mathematik das Lösen von Gleichungen, in der Informatik eine Anwendungssoftware oder eine Kombination aus Software und Hardware.
- Erst das Überwinden von Widersprüchen macht innovative Entwicklungen möglich. Hauptmerkmal der Problemlösung mit TRIZ ist das Identifizieren, Verstärken und Eliminieren technischer und physikalischer Widersprüche in technischen Systemen. Ein »Technischer Widerspruch« - eine der Schlüsselrollen - stellt zwei Eigenschaften eines technischen Systems dar, die sich kontrovers verhalten: bei der Verbesserung eines Teils bzw. einer Eigenschaft einer Maschine (z.B. Leistung des Motors) verschlechtert sich eine andere Eigenschaft (z.B. Gewicht oder Treibstoffverbrauch). Ein Problem ist nach TRIZ erst dann gelöst, wenn ein technischer Widerspruch erkannt und beseitigt ist.
- Die Evolution technischer Systeme folgt bestimmten Mustern und Gesetzen.
Im Gegensatz zu den gebräuchlicheren Kreativitätstechniken wie Brainstorming
oder Synektik
berücksichtigt TRIZ diese objektiven Entwicklungsgesetze
und ermöglicht daher eine gezielte Suche nach den Problemlösungen. Die Methode TRIZ enthält folgende Bausteine bzw. Werkzeuge:
- 40 Wege vom Trivialen zum Genialen: Einsetzbar für leichte bis mittelschwere Aufgaben
- System von abstrahierten Standardlösungen der Erfindungsaufgaben: 76 Standard- Lösungen (der Stoff-Feld-Analyse), einsetzbar für leichte bis mittelschwere Aufgaben
- ARIZ - Algorithmus bzw. Schrittverfahren zur Lösung besonders schwieriger Erfindungsaufgaben
- Methode der Stoff-Feld-Strukturanalyse technischer Systeme: abstrahierte Analyse technischer Systeme, Arbeitsmittel für die Werkzeuge »System von abstrahierten Standardlösungen der Erfindungsaufgaben« und ARIZ
- Methoden zum Überwinden physikalischer Widersprüche. Werkzeug von ARIZ.
- Methoden zur Analyse von Systemressourcen. Arbeitsmittel für die Werkzeuge‚ System von abstrahierten Standardlösungen der Erfindungsaufgaben und ARIZ
- Datenbank physikalischer, chemischer, geometrischer und anderer Effekte und ihrer Anwendungen
- Techniken zur Steigerung des innovativen Denkens und Reduzierung der Denkträgheit
- Antizipierende bzw. vorausschauende Fehlererkennung (AFE) in (technischen) Systemen. Spezielle Methode zur Analyse und Vorhersage möglicher Fehlerszenarien.
- Entwicklungsgesetze der (technischen) Systeme; Evaluationsprognose.
Das Werkzeug 40 Prinzipien oder 40 Regeln der Innovation oder »40 Wege vom Trivialen zum Genialen« beinhalten Empfehlungen für die Veränderung technischer Systeme:
sie helfen, nützliche Eigenschaften zu verstärken und unerwünschte Eigenschaften zu beseitigen. Diese abstrakten Regeln sind
hier nachzulesen. Manche dieser Regeln sind zwar recht spezifisch,
aber als Ansatzpunkt für viele Probleme sehr interessant.
Linkempfehlungen :
Literatur :
- Dehnbostel, Peter: Lernen im Prozess der Arbeit. Waxman-Verlag, Münster 2007.
- Peter Dehnbostel, Heinz Holz, Hermann Novak, Dorothea Schemme: »Mitten im Arbeitsprozess: Lerninseln: Hintergründe, Konzeption, Praxis, Handlungsanleitung«.
Hg.: Bundesinstitut für Berufsbildung. Bertelsmann Verlag, Bielefeld, 2001.
Kommentar: Dieses Buch beinhaltet eine sehr ausführliche Darstellung der Lerninsel-Methode. Dehnbostel bietet Informationen über die Hintergründe, die Konzeption, viele Praxisbeispiele und eine sehr genaue Handlungsanleitung.

ARIZ
ARIZ ist ein russisches Akronym, ein Kunstwort, das aus den Anfangsbuchstaben mehrerer russischer Wörter zusammengesetzt ist:
.
Sinngemäß übersetzt heißt ARIZ Algorithmus bzw. Schrittverfahren zur Lösung von Erfindungsproblemen.

ARIZ wurde von Genrich Saulowitsch ALTSCHULER
entwickelt, auf den ebenfalls das bekannte Ideenfindungsverfahren TRIZ zurückgeht.
Es handelt sich um ein detailliertes Schema, bei dem schrittweise vorgegangen wird, um neue Aufgabenstellungen systematisch anzugehen.
Mittlerweile gibt es verschiedene Varianten von ARIZ, die jeweils mit dem Entstehungsjahr versehen sind (z. B. ARIZ -61, ARIZ-95).
ARIZ dient dazu, sehr komplexe Probleme bei der Ideenfindung zu lösen, wo andere Methoden nicht anwendbar sind und auch die 40 Innovationsprinzipien
oder Standards aus TRIZ kein befriedigendes Ergebnis liefern. Mit ARIZ gelingt es erfahrenen wie auch weniger erfahrenen Anwendern ein Problem zu analysieren,
den technischen Widerspruch zu erkennen, das Ziel der Lösungssuche (das ideale Endresultat) zu formulieren und die entstehenden Lösungsansätze auszuwerten.
Methodik:
Ein kompletter ARIZ beinhaltet 9 Teile mit ca. 85 Arbeitsschritten. Verbreitet ist die im Folgenden beschriebene Kurzfassung, die in der langen Version in 85 Schritte detailliert zerlegt wird. Die Methode lässt sich in drei Phasen, die Analytische, die Operative, die Synthetische, aufteilen.
Ein kompletter ARIZ beinhaltet 9 Teile mit ca. 85 Arbeitsschritten. Verbreitet ist die im Folgenden beschriebene Kurzfassung, die in der langen Version in 85 Schritte detailliert zerlegt wird. Die Methode lässt sich in drei Phasen, die Analytische, die Operative, die Synthetische, aufteilen.
- Analytische Phase
- Definiere das Problem.
- Beschreibe das ideale Endresultat (IER).
- Definiere Widersprüche, die der Realisierung des IER entgegenstehen.
- Analysiere Herkunft und Ursachen der Widersprüche.
- Definiere Bedingungen zur Überwindung der Widersprüche.
- Operative Phase
- Prüfe alle möglichen Veränderungen der Parameter und technischen Charakteristik.
- Prüfe die Möglichkeit der Aufteilung in unabhängige Teilsysteme:
a. Isoliere ein »schwaches« und/oder ein »notwendiges und hinreichendes« Teilsystem.
b. Teile das Objekt in gleichartige und/oder nach Funktion differenzierte Teilsysteme. - Prüfe mögliche Veränderungen in dem jeweiligen Umfeld des Objektes und seiner Parameter:
a. Gliedere das Objektumfeld in Teile mit unterschiedlichen Eigenschaften.
b. Nutze die Externalitäten zur Ausführung erwünschter Funktionen. - Prüfe mögliche Veränderungen von Verfahren im Zusammenspiel mit der gegebenen Technik:
a. Untersuche die Verknüpfung von zuvor unabhängigen technischen Systemen zu einem funktionierenden Gesamtsystem.
b. Entferne ein Verfahren und übertrage seine Funktionen auf ein anderes.
c. Steigere die Zahl simultan ablaufender Verfahrensschritte (z.B. bei einer Fläche durch Ausnutzung der freien Rückseite dieser Fläche). - Untersuche Beispiele aus anderen Zweigen von Wissenschaft, Technik und Wirtschaft, wie der vorliegende Zielkonflikt in anderen Disziplinen gelöst wurde.
- Kehre zur Ausgangsfragestellung zurück und formuliere die Bedingungen allgemeiner oder wechsle zu einer vertrauteren Aufgabenstellung, wenn die vorangegangenen Schritte ergebnislos blieben.
- Synthetische Phase
- Verändere die Gestalt des betrachteten (technischen) Systems.
- Verändere die anderen Verfahren, die mit dem betrachteten System zusammenhängen.
- Verändere das Verfahren beim Einsatz der betrachteten Technik.
- Prüfe den Einsatz eines gefundenen Prinzips zur Lösung eines anderen (technischen) Problems.
Linkempfehlungen :

Bionik
Bionik ist eine Kombination der Begriffe Biologie und Technik. Das »Lernen von der Natur« ist Inhalt und Ziel.
Die Natur erreicht ihre Ziele mit einem minimalen Einsatz an Energie und führt ihre Abfälle in den natürlichen Kreislauf zurück.
Diese Verfahrensweisen der gelebten Natur will die Bionik für den Menschen nutzbar machen.
Biomimetik bzw. Bionik, die im Englischen unter den Begriffen biomimicry oder biomimetics bekannt ist und sich vom Griechischen
bios = Leben + mimesis (Nachahmung) ableitet, beschäftigt sich mit der Entschlüsselung von den »Erfindungen der belebten Natur«
(Lernen von der Natur) und deren innovative Umsetzung in der Technik. Gezielt wird nach Strukturen in der Natur gesucht,
die als Vorbilder von Bedeutung sein können. Für technische Anwendungen werden somit Prinzipien aus der Biologie abgeleitet
(z.B. Haihaut, als Vorbild für Schwimmeranzüge, die Kletten als Vorbildung für den Klettverschluss).
Die Bionik ist ein interdisziplinärer Bereich, in dem z. B. Biologen, Ingenieure, Techniker und Designer zusammenarbeiten.
In der Analogie-Bionik werden biologische Strukturen und Organisation direkt als Vorlage verwendet.
In der Abstraktions-Bionik wird das biologische Vorbild abstrahiert und als Ideenvorlage oder Inspiration für technische Problemlösungen genutzt.
Natürliche Prinzipien/Systeme werden so in technische Anwendungen übertragen und in jedem geeigneten Bereich eingesetzt.
So wurde die Erkenntnis über die Unbenetzbarkeit und Selbstreinigung bestimmter pflanzlicher Oberflächen in der Entwicklung der unterschiedlichsten
industriellen Produkte wie Fassadenfarbe, Dachziegel und Markisen mit dem so genannten Lotus-Effekt umgesetzt.
Der Lotuseffekt beschreibt die Tatsache, dass von einem Blatt der Lotuspflanze praktisch alle wasserlöslichen Substanzen abperlen.
Diese Erkenntnis führte zu neuen Patenten und Produkten für extrem schlecht benetzbare und selbstreinigende Oberflächen.
Auf diese Art werden zahlreiche, im Evolutionsprozess erprobte, ökonomische Problemlösungen der Natur auf unsere Technik übertragen:
robuste Materialverbünde, raffinierte Mobilitätsmechanismen, funktionale Bau- und Wohnweisen, perfektionierte Informations- und
Kommunikationssysteme bis hin zu hochempfindlichen Wahrnehmungssensoren.
Folgende Formen werden unterschieden:
- Analogie-Bionik
- Problem definieren
- in der Natur Analogien suchen
- Vorbilder aus der Natur analysieren
- mit Erkenntnissen aus der Natur Ideen für das zu lösende Problem suchen
Beispiele:
Problem: Hoher Treibstoffverbrauch durch große Wirbel an den Flügelspitzen von Flugzeugen.
Analogie: Untersuchung von Flügeln gleitender Vögel (als Flugzeug) Beschreibung der Handschwingen von bestimmten Vogelarten (z. B. Bussard, Kondor und Adler), die statt eines großen Wirbels mehrere kleinere verursachen und damit insgesamt weniger Energie verbrauchen.
Ergebnis: Herstellung künstlicher Flügel mit mehreren Wirbelablösestrukturen (Winglets). - Abstraktions-Bionik
- biologische Grundlagenforschung: Biomechanik und Funktionsaufbau und -form von biologischen Systemen
- Erkennen und Beschreiben eines zu Grunde liegenden Prinzips
- Abstrahieren dieses Prinzips (Loslösen vom biologischen Vorbild und Übersetzen in nicht-fachspezifische Sprache)
- mögliche technische Anwendungen suchen
- in Kooperation mit Ingenieuren, Technikern, Designern, etc. eine technische Anwendung entwickeln.
Beispiel:
Die Luftfahrpioniere Otto Lilienthal und die Gebrüder Wright beobachteten den Flug großer Vögel, bevor sie ihre Prototypen im 19. und 20. Jahrhundert bauten.
Linkempfehlungen :

Morphologischer Kasten
Die morphologische Analyse ist eine Kreativitätstechnik, die von dem Schweizer Astrophysiker Fritz Zwicky (1898-1974) konzipiert wurde. Mit ihrer Hilfe wird systematisch nach alternativen Lösungen gesucht und eine
Vielzahl von Ideen und Alternativlösungen zu einem gegebenen Problem gefunden.
Kernstück dieser morphologischen Analyse bildet eine mehrdimensionale Matrix, in die Problemmerkmale und deren Ausprägungen eingetragen werden.
Aus der Anzahl aller möglichen Kombinationen kann so systematisch die optimale Lösung/Kombination der Merkmalsausprägungen ausgewählt werden.
Die morphologische Matrix dient so der umfassenden systematischen Ideensuche und Bildung von Lösungsalternativen.
Durch die klare, übersichtliche Struktur der Matrix, lassen sich die Ideen und Alternativen weiterhin nach eindeutigen Kriterien ordnen.
Daher hat die Kreativitätstechnik auch ihren Namen: Der Begriff Morphologie kommt aus dem Griechischen und meint »Die Lehre vom geordneten Denken«.
Als Morphologie wird jede nach einem bestimmten Verfahren erzeugte Ordnung bezeichnet, hier in Form einer Matrix.
Mit einer Dauer von 30-120 Minuten kann die Methode bei einer Teilnehmeranzahl von 1-7 Personen angewendet werden.
Obwohl die Methode gut geeignet ist, von einer Person angewendet zu werden, empfiehlt es sich, sie in einer Gruppe einzusetzen.
Eine Gruppe kann dem Anspruch der Methode, eine nahezu vollständige Analyse von Problemlösungen zu liefern, mehr entsprechen.
Die Morphologische Matrix wird auf folgende Weise erstellt:
- Definition und Analyse des Problems
Das Problemfeld bestimmen, zerlegen und abgrenzen.
Beispiel: ein neuer Tisch soll entworfen werden. - Bestimmen der Merkmale
Für die Fragestellung werden die bestimmenden Merkmale festgelegt und untereinander geschrieben. Es ist darauf zu achten, dass die Merkmale unabhängig voneinander, d.h. vollständig voneinander abgrenzbar, und problemrelevant sind und dass sie im Hinblick auf die Aufgabenstellung auch umsetzbar (= operationalisierbar) sind.
Merkmale sind: Material, Höhe, Funktion, Ausmaße, Anzahl der Beine, Farbe - Bestimmen der möglichen Ausprägungen
Dann werden alle möglichen Ausprägungen des jeweiligen Merkmals rechts daneben geschrieben. So entsteht eine Matrix, in der jede Kombination von Ausprägungen aller Merkmale eine theoretisch mögliche Lösung ist. Da dies der wichtige Schritt für die Vollständigkeit der Matrix ist, bietet es sich an, hierzu andere Kreativitätstechniken wie Brainstorming oder Mind Mapping zu nutzen. Oder es wird dazu eine andere Gruppe eingesetzt, welche die ursprüngliche Aufgabenstellung noch nicht kennt. Dies kann Denkbarrieren vermeiden und originelle Lösungen hervorbringen.
Ausprägungen zum Merkmal Material sind: Holz, Glas, Metall, Keramik, Pappe - Festlegen der Kombinationen
Jetzt wird zu jedem Merkmal eine Ausprägung gewählt, wodurch eine Kombination von Ausprägungen entsteht. Dies kann so erfolgen, dass beim Betrachten der Matrix intuitiv aus jeder Zeile eine Ausprägung ausgewählt und durch Linien miteinander verbunden wird. Mit den so entstehenden Kombinationen von Ausprägungen werden Ideen entwickelt. - Bewerten der Alternativen und Auswählen der Lösung
Jede Kombination aus Schritt 4 stellt eine Lösungsvariante dar. Erst im letzten Schritt werden die vielversprechendsten Varianten einer Bewertung unterzogen und auf ihre Tauglichkeit und Machbarkeit hin überprüft.
Mögliche Kombination: Glastisch mit einer Höhe von 1 m für Küchentätigkeiten, rechteckig mit vier Beinen auf Rollen, ... .
Um die Zahl an Lösungskombinationen nicht zu hoch werden zu lassen, erscheint es sinnvoll, nur 5 - 10 Merkmale und Ausprägungen für die Matrix zu wählen. Auch bei einer Begrenzung auf je 5 Begriffe ergeben sich schon 3125 Lösungsmöglichkeiten. Gegebenenfalls muss die Anzahl der Merkmale durch Erhöhen ihres Komplexitätsgrades vermindert (z.B. durch übergeordnete Begriffe) werden.
Linkempfehlungen :

Record Cards Methode
Bei der Record Cards-Methode handelt es sich um ein Karteikartenlernprogramm im Internet.
Lernen wird begünstigt, wenn Faktoren des Lernens hinzukommen, die als experimentell bezeichnet werden können, wenn z.B. selbst herausgesucht werden muss,
welche Vorgehensweise den besten Erfolg erbringt.
Die Entwicklung von Record Cards beruht auch auf Selbstexperimenten mit verschiedenen Lernmaterialien und Lernmethoden.
Wenn dies im Selbstexperiment des Lernenden geschieht, ist dies von Vorteil.
Bei der Record Cards-Methode handelt sich um ein Lernsystem mit zeitgesteuerten Hypertext-Karteikarten.
In einer Tabellendatenbank sind die Lerneinheiten / Wissensbausteine als Hypertext gespeichert.
Beim Lernen und Üben sind diese Daten auf Bildschirmkarteikarten zu sehen.
Auf der Vorderseite steht eine Frage oder wird eine Übung angezeigt.
Auf der Rückseite steht die Antwort bzw. die Lösung. Sie können dann angeben, ob Sie Lösung gewusst haben oder eben nicht.
In Abhängigkeit von Ihrer Antwort wird vom System die nächste Karteikarte vorgelegt.
Bei den Karten handelt es sich um keine unverbundenen Informationsstücke.
Sie lassen sich zu einem komplexen Hypertext zusammenfügen.
Die Record Cards-Lernkurve zeigt die Entwicklung der gelernten Karten (=rote Kurve) in Abhängigkeit von der Lernaktivität (=gelbe Kurve).
Gezeigt wird der gesamt Wissensstand und darüber hinaus auch die gesamte Entwicklung des Wissens in der Zeit.
Linkempfehlung :

Virtuelle Welt modellieren
Ziel der Methode »eine virtuelle Welt zu modellieren« ist die Konzeption und Realisierung einer Lehr-/Lernumgebung,
in der Lernende ein methodisches Vorgehen beim Erstellen von Entwicklungsmodellen unter realitätsnahen Arbeitsbedingungen erlernen können.
Meist ist es möglich, die Modellerstellung exemplarisch im Rahmen einer Software zu betrachten.
Hierzu wird eine Modellierungsumgebung zur Verfügung gestellt, die das Erlernen eines methodischen Vorgehens unterstützt.
Der Einsatz von multimedialen Objekten zur Beschreibung der Anforderungen in Beispielaufgabenstellungen erlaubt eine realitätsgetreue Wiedergabe.
Der Freiheitsgrad der möglichen Modellierungsalternativen während des Modellierungsvorgangs unterscheidet sich.
Mit Hilfe von hypermedialen Verweistechniken können Beziehungen zwischen den multimedial verdeutlichten Anforderungen und dem daraus abgeleiteten
Modell dargestellt und so die Verständlichkeit des Modells sowohl für den Lernenden als auch für den ihn begleitenden Lehrenden verbessert werden.
Mit Hilfe von hypermedialen Verweistechniken können Beziehungen zwischen den multimedial verdeutlichten Anforderungen und dem daraus abgeleiteten Modell dargestellt werden.
So wird die Verständlichkeit des Modells sowohl für den Lernenden als auch für den ihn begleitenden Lehrenden verbessert
Die Universität Dortmund bietet dem Lernenden die Szenarien »Aktiver Beobachter« und »Verantwortlicher Entwickler« als Erfahrungsraum an.
Linkempfehlung :

Hinweise :
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