Geografi e virtuell lernen: neue didaktische Wege, Geografi e mit einem selbst gebauten Flugsimulator zu erforschen

ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Regionalwettbewerb Jugend forscht

LANDAU

Jugend forscht 2014

Joshua BauerTim MünsterEduardo Toca Nóble

Schule:

Berufsbildende Schule Neustadt

Käthe-Kollwitz-Gymnasium, Neustadt

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Jugend forscht Projekt Nr. #124710 / 2014

Fachgebiet: Geo- und Raumwissenschaften | Alterssparte: Jugend forscht Bundesland: Rheinland-Pfalz

Geografie virtuell lernen: Neue didaktische Wege Geografie mit einem selbstgebauten Flugsimulator zu erforschen.

Joschua Bauer, Technisches Gymnasium an der Berufsbildende Schule, Neustadt Wstr.

Tim Münster, Käthe Kollwitz Gymnasium, Neustadt Wstr.

Nóble Eduardo Toca, Technisches Gymnasium an der Berufsbildende Schule, Neustadt Wstr.

Projekt Betreuung Nachrichten Ingenieur (RUS) Sergej Buragin

Berufsbildende Schule Neustadt/Weinstraße, Robert-Stolz-Str. 30, 67433 Neustadt

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort ................................................................................................................................... 3 Modernes Lernen .......................................................................................................................3

1.  Die Suche nach Software mit realistischem Kartographischen Material und die Ausarbeitung von geografischen Aufgabestellungen ............................................................. 4

a) Google Earth - sinnvolles Arbeitsmittel für den Geografie Unterricht .......................... 4 Anwendung im Schulalltag: ................................................................................................ 5 Qualifikation des Projektes: ................................................................................................ 6 b) Beispielübung im Flugsimulator mit Hilfe der Google Earth Software ......................... 6 c)  DCS World Software, Flug zu den Olympischen Winterspiele 2014 nach Sochi/Russland .................................................................................................................... 9 d)  Beispielübung im Flugsimulator mit Hilfe der DCS World Software .......... Fehler! Textmarke nicht definiert. e) Microsoft Flight Simulator X - Flaggschiff der virtuellen Navigation ................ Fehler! Textmarke nicht definiert.

2. Beschreibung des Flugsimulators für navigatorische Übungen ....................................... 12

a) Die Gesamtkonstruktion .............................................................................................. 12 b) Sichtsystem und vorderes Instrumentenpanel .............................................................. 13 c) Steuerung des Flugsimulators ....................................................................................... 13 d) Bewegungssystem des Simulators ................................................................................ 15

Literatur und Linkverzeichnis ........................................ Fehler! Textmarke nicht definiert. 

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Vorwort

ModernesLernen Wissen ändert sich. Wissen wird durch Internet immer zugänglicher. Wissen wird vernetzt, Wissen wird lebendig. Wissen soll spielerisch ins Alttagsverständliche übersetzt werden. Lernen muss auf die aktuelle Veränderungen reagieren. Modernes Lernen besteht aus digitalem, sozialem und sinnlichem Lernen. Jeder lernt, was er will, wo er will und wann er will, auch während er spielt. Daraus entsteht eine wirkungsvolle Symbiose aus Gaming und Edukation. Lernen ist Anknüpfen an persönliche Leidenschaften und Talente. Welches Kind träumt nicht einmal Pilot zu werden? Wir wollen den Schülern die Möglichkeiten geben spielerisch als virtuelle Flieger die Welt zu erkunden. [1] Wir haben mehrere Lernpsychologische Aspekte in unserem Projekt bedacht. Die neusten Erkenntnisse zum Thema Gamefication haben unsere Idee des Geo Flugsimulators geprägt. Als Gamification bezeichnet man die Anwendung spieltypischer Elemente und Prozesse in einem spielfremden Kontext. Gamification vermittelt uns: Wettbewerbe beim Lernen schaffen Gemeinschaften, Story gibt Sinn und macht Spaß, sofortige Feedbacks erschaffen Stimulation. Gamifizierte Anwendungen nutzen die Tendenz von Menschen aus, sich an Spielen zu beteiligen und auf diese Weise Tätigkeiten zu verrichten, die normalerweise als langweilig betrachtet werden. [3] Bild 1.

Bild 1.

Während dem Geografieunterricht in der Schule ist uns aufgefallen, dass man geografische Übungen nicht nur mit dem Lineal und Bleistift lösen kann. Als begeisterte Fans von Flugsimulation am PC, sind wir mit Navigation und Kartografie gut vertraut. Wir haben einen Flugsimulator gebaut und ein passendes geografisches Lernprogramm in verschiedenen Schwierigkeitsstufen zusammengestellt.

Bild 2.

Macht Lernen mit einem multimedialen Gerät (Computer,Video- Konsole, Smartphone etc. ) Spaß? 68% der befragten Schüler geben an, dass Lernen mit einem multimedialen Gerät Spaß macht. [4] Bild 2.

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1. DieSuchenachSoftwaremitrealistischemKartographischenMaterialunddieAusarbeitungvongeografischenAufgabestellungen

a)GoogleEarth‐sinnvollesArbeitsmittelfürdenGeografieUnterricht

Google Earth ist eine in der Grundform unentgeltliche Software der Google Inc. und stellt einen virtuellen Globus dar. Sie ist unter den Betriebssystemen MS Windows (XP, Vista, 7, 8), Mac OS X (ab 10.3.9) und Linux verfügbar und mittels Linux-Emulation auch unter BSD-Derivaten lauffähig. Sie kann Satelliten- und Luftbilder unterschiedlicher Auflösung mit Geodaten überlagern und auf einem digitalen Höhenmodell der Erde zeigen. [2]

Für uns ist besonders interessant die, in Google Earth integrierte, Flugsimulator Funktion. Diese können wir direkt in unserem Simulator verwenden. Im Head-Up-Display (HUD) des Google Earth Simulators werden die folgende Daten angezeigt (Bild 3): 1. Geschwindigkeit (Knoten= 1,85 km/h); 2. Richtung; 3. Querneigungswinkel; 4. Vertikalgeschwindigkeit (Fuß = 0,3048 m pro Minute); 5. Flugsimulator beenden; 6. Schub; 7. Seitenruder; 8. Querruder; 9. Höhenruder; 10. Anzeige für Klappen und Fahrwerk; 11. Steigungswinkel (Grad); 12. Höhe (Fuß = 0,3048 m über dem Meeresspiegel).

Über den Einsatz des virtuellen Google Earth Globus im Unterricht wurde viel diskutiert. Die Visualisierungen und die Möglichkeiten die Google Earth bietet sind auf jeden Fall beeindruckend.

Mit der 3D-Funktionalität können für viele Regionen der Erde befriedigende räumliche Darstellungen von Landschaften erzeugt werden. Entscheidend für einen Mehrwert ist die geographische Fragestellung, welche im Unterricht beantwortet werden soll. Und immer da, wo Anschaulichkeit gebraucht wird, kann Google Earth ein sinnvolles Arbeitsmittel sein. Atlas, Lehrbuch und Tafel bleiben weiterhin relevant, aber mit Google Earth ergeben sich neue Möglichkeiten. Die Schüler beginnen ein neue Art des Denkens, die:

Bild 3 Bild 4

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- motivierend und faszinierend ist (Geographie macht Spaß!) - selbstständiges und entdeckendes Lernen fördert - zu einem hohen Erkenntnisgewinn beiträgt - die Anschaulichkeit erhöht - geographisches Denken (Zeitebenen) entwickelt - das Raumverständnis fördert - den Unterricht effektiver macht - Lernende häufig zum Weitermachen am heimischen Rechner inspiriert

Daher lässt sich die Ausgangsfrage in die Aussage umformen: Mit Google Earth lässt sich "spielerisch" Mehrwert gegenüber herkömmlichen Medien erzeugen. [5]

AnwendungimSchulalltag: Unser Simulator ist im Verhältnis zu den in der Industrie und Wirtschaft eingestetzen Flugsimulatoren extrem günstig und mobil. Der Geo-Flusimulator ist vorallem für Schulen, welche nicht den passenden Bildungsschwerpunkt besitzen erschwinglich genug. Deswegen haben wir, für unseren Flugsimulator, ein passendes Lernprogramm zum Thema Navigation in verschiedenen Schwierigkeitsstufen zusammengestellt. So kann man beispielsweise in Form einer Exkursion oder Projektwoche, den Unterricht anreichern und effektiver gestalten. Somit können relevante geografische Kernkompetenzen vermittelt werden welche auch im Alltag sehr von Bedeutung sein können. Zum Beispiel: Um sich anhand von Kompass und Fixpunkten innerhalb einer Landschaft zurechtzufinden. Der Simulator erhöht, in Kombination mit unserem Lernprogramm, das Realitätsgefühl beim Erlernen und Erforschen verschiedener Landschaften. Vorallem gestützt mit passender Software, kann man viele geographische Daten abrufen und auf ihnen aufbauend, selbstständiges Lernen und Raumverständnis fördern. Jedoch enden die Einsatzmöglichkeiten unseres Simulators und dem Lernprogramm, welches wir immer weiter für verschiedene Bereiche entwickeln nicht. Durch die vielfältige Einsatzmöglichkeiten die unser Simulator bietet, können die Schülerinnen und Schüler so schrittweise an Geographische Darstellungen und Themen herangeführt werden und diese virtuell erlernen. Auch am heimischen Rechner können die Lernenden mithilfe des kostenfreien Programms weitere Landschaften "erforschen". Für wen eignet sich der Geo Simulator ?

Welche technischen und organisatorischen Voraussetzungen benötigt der Geo Simulator ?

Unser Geo Simulator eignet sich für jedermann in fast allen Altersklassen. Er eignet sich aber vorallem für den Einsatz in den verschiedenen Bildungsgängen, in denen geografische Kompetenzen vermittelt werden sollen.

Man sollte vorher abklären ob man den Simulator selbständig baut (in Form eines langfristigen Projekts z.B.: von Elektro-, und Metaltechniker Klassen), eine Exkursion zu dem nächsten Standort eines Geo Simulators macht oder den Simulator bei sich beispielsweise im Rahmen einer Projektwoche aufstellt.

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QualifikationdesProjektes: Wir haben uns ebenfalls Gedanken darüber gemacht, ob das Projekt auch bei Schülern einsetzbar ist, die mit der Fliegerei nicht so vertraut sind, weil die Steuerung einer Eingewöhnungsphase bedarf.Daher kann bei einer Überforderung der Person der Lerneffekt ausbleiben. Dazu haben wir 10 Jugendliche gebeten, sich mit der Steuerung von Google Earth 5-10 Minuten lang vertraut zu machen, um daraufhin den Probeflug über die Weinstraße zu absolvieren. Das Ergebnis dieses Versuches war, dass 8 von 10 Personen angaben einen Lerneffekt durch die dreidimensionale Darstellung erzielt zu haben. Da sie berichteten, die Konturen des Gebirges und der Weinstraße auf eine neue, zuvor unbekannte Art, entdeckt bzw. visualisiert zu haben. Die zwei anderen getesteten Jugendlichen gaben an durch die Begeisterung des Fliegens von der eigentlichen Aufgabe abgelenkt gewesen zu sein. Als Fazit ist zu sagen, dass diese Variante des Lernens geographische Themenberreiche, einen Lerneffekt mit sich bringt und dadurch im Bildungssystem einzubringen ist.

b)BeispielübungimFlugsimulatormitHilfederGoogleEarthSoftware "Schnitzeljagd auf der Deutschen Weinstraße" Ubungschwerpunkt: Tourismusgeographie Hintergrundinformation: Die Tourismusgeographie, ist ein Teilbereich der Wirtschaftsgeographie. Sie beschäftigt sich geographisch mit Phänomenen des Tourismus und fokussiert demnach dessen räumliche Aspekte. [6] Aufgabe: Erkundung der Deutschen Weinstraße, finden und "fotografieren" der im "Flugplan" eingetragenen Sehenswürdigkeiten. Alle gesuchten Sehenswürdigkeiten sind im Google Earth als 3D Modelle gut sichtbar. Die Deutsche Weinstraße ist eine der ältesten touristischen Straßen in Deutschland und verläuft auf bzw. parallel zu den Bundesstraßen 38 und 271 durch das Weinbaugebiet der Pfalz, welches das zweitgrößte Weinbaugebiet Deutschlands ist. Die Straße ist etwa 85 Kilometer lang liegt am Rande des Pfälzer Waldes und annähernd von Süd nach Nord gerichtet. [2] (Bild 4) Die Steuerung des "Fluges" erfolgt dabei mit vereinfachter Steuerung per Tastatur. Gas: Bild hoch (maximale Geschwindigkeit 185 Knoten= 342 km/h) Bremse: Bild runter Rechtsdrehung: Umschalt + Pfeil rechts Linksdrehung: Umschalt + Pfeil links

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Nach rechts kippen: Pfeil rechts Nach links kippen: Pfeil links Steigen: Pfeil runter Sinken: Pfeil hoch Fahrwerk ein-/ausfahren: G Klappen stufenweise ausziehen: F Landeklappen stufenweise einziehen: Umschalt + F Die Steuerung im Google Earth lässt sich leider nicht beliebig ändern. Wir benutzen in unserem Flugsimulator mehrere Schnittstellen und diese werden im Google Earth falsch erkannt. Deshalb benutzen wir den JoyToKey Tastatur Emulator [7] um die Steuerung besser an Google Earth anzupassen. Die Aufnahmen während des Fluges und die Auswertung der Aufgaben erfolgt mit Hilfe der Realtime Photo/Video Capture Software FRAP [8]. Wir starten mit unserem Flug in Bockenheim am Weintor, mit den geographischen Koordinaten (geographische Breite und geographische Länge) 49°36´33.34" N, 8°10´59.14" O. Dabei verwendet Google Earth das globale Koordinatensystem UTM (Universal Transverse Mercator). "Flugplan" Schnitzeljagd auf der Deutschen Weinstraße Ort auf der Flugroute

Steuer- Kurs zum nächsten Ort (°)

Distanz zum nächsten Ort (km)

Objekte zum finden und "fotografieren"

Bockenheim 180 7,9 - Kirchheim 183 5,3 - Kallstadt 193 3,6 Barockkirche

St. Salvator (Bild 5)

Bad Dürkheim 170 2,7 Riesenfass (Bild 6)

Wachenheim 190 10,8 Wachtenburg (Bild 7)

Neustadt – Hambach

203 11,4 Hambacher Schloss (Bild 8)

Frankweiler 203 6,8 - Eschbach 180 9,7 - Bad Bergzabern

210 6,5 -

Schweigen - - - Deutsches

Bild 5

Bild 6

Bild 7

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Rechtenbach Weintor (9) Tipp: Die Deutsche Weinstraße verläuft zum größten Teil entlang des Pfälzer Waldes. Die Haardt ist ein etwa 30 km langes, 2 bis 5 km breites und bis 673 m ü. NHN hohes Ort am Ostrand des Pfälzer Waldes. Unsere Route liegt so, dass die Haardt auf unserer rechten Seite liegt. Das erleichtert die Navigation. . " Die ökologische Katastrophe des Aralsees " Übungschwerpunkt: Umweltdegradation Hintergrundinformation: Der Aralsee ist ein abflussloser, mittlerweile wegen Austrocknung in mehrere Teile zerfallener Salzsee in Zentralasien. Die seit etwa 1960 zunehmende Austrocknung des Sees stellt weltweit eine der größten vom Menschen verursachten Umweltkatastrophen dar. Mit ursprünglich rund 68.000 Quadratkilometern Ausdehnung war der Aralsee früher der viertgrößte Binnensee der Welt. Bei Google Earth können Sie auch ältere Bilder von Orten abrufen und einen Blick in die Vergangenheit werfen, um zu sehen, wie sich Orte im Laufe der Zeit veränderten. Die Hauptzuflüsse sind die Flüsse Amudarja und Syrdarja. Ihnen werden seit 1929 große Wassermengen für die künstliche Bewässerung riesiger Anbauflächen für Baumwolle in Kasachstan und Usbekistan entnommen. Durch den geringeren Zufluss sank seitdem der Wasserspiegel des Aralsees kontinuierlich ab. Seit den 1960er Jahren bis 1997 sank der Wasserspiegel um 18 Meter und die Fläche des Sees ging um 44,3 Prozent zurück (aktuell 28.687 Quadratkilometer). Das Wasservolumen hat sich um 90 Prozent reduziert, gleichzeitig hat sich der Salzgehalt vervierfacht. Damals ist der Aralsee in zwei Hauptteile zerfallen, den südlichen Großen Aralsee und den nördlichen Kleinen Aralsee. [10] Zwischen November 2001 und Juni 2002 ist die Wosroschdenije Insel zur Halbinsel geworden. Sie war noch im 19. Jahrhundert die drittgrößte, gegen 1960 die zweitgrößte Insel des Aralsees.

Bild 8 Hambacher Schloss

Bild 9 Deutsches Weintor

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Aufgabe: Finden Sie und fliegen Sie über die Wosroschdenije Insel. Machen Sie entsprechende "Fotoaufnahmen" aus dem Jahr 1973 und 2011, aus der Luft mit Hilfe der Google Earth "Zeitachse - Funktion" und interpretieren Sie diese. Erläutern Sie dabei die Umweltdegradation des Aralsees.

c) DCSWorldSoftware,FlugzumElbrus DCS World ist ein kostenlose Software von der Firma Eagle Dynamics. Zuerst muss man sich bei DCS World von der militärische Seite dieser weltführenden Flugsimulations Software distanzieren! Was dabei übrig bleibt: eine fotorealistische grafische Oberfläche, geografisch korrektes 3D Terrain, einstellbare Wetterbedingungen, dynamisches Wetter, realsistisches Magnetfeld der Erde und einiges mehr. Summa summarum ist DCS World eine absolut realitätsnahe und sehr umfangreiche Flugsimulation in einem vergleichsweise kleinem Fluggebiet (Süd-Russland, Georgien, Kaukausus). DCS World ist aber nur für fortgeschrittene Fluginteressierte zu empfehlen. Anfangs sollte auf Google Earth zurückgegriffen werden. "Flug zum Elbrus" Schwierigkeitsstufe: Fortgeschrittene Übungschwerpunkte: Geodäsie, Navigation, Plattentektonik(Kontinentaldrift). Hintergrundinformation: Der Elbrus (Bild 12) ist mit 5642 m Höhe der höchste Berg des Kaukasus und Russlands. Ob er oder der Mont Blanc der höchste Berg Europas ist, hängt von der Definition der innereurasischen Grenze ab. Der Berg mit Doppelgipfel (Westgipfel 5642 m; Ostgipfel 5621 m) ist ein gegenwärtig inaktiver, stark vergletscherter Vulkan. Der Westgipfel besitzt einen gut erhaltenen Krater von etwa 250 Meter Durchmesser, auf dessen südlichem Rand sich der höchste Punkt befindet.

Bild 10

Bild 11

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Der Elbrus (Bild 12) ist mit 5642 m Höhe der höchste Berg des Kaukasus und Russlands. Der Berg mit Doppelgipfel (Westgipfel 5642 m; Ostgipfel 5626 m) ist ein inaktiver, stark vergletscherter Vulkan. Der Westgipfel besitzt einen gut erhaltenen Krater von etwa 250 Meter Durchmesser, auf dessen südlichem Rand sich der höchste Punkt befindet. Der Elbrus liegt im Süden Russlands, etwa elf Kilometer nördlich der georgischen Grenze, etwa 270 km Luftlinie nordwestlich der georgischen Hauptstadt Tiflis und 100 km westlich der kabardino-balkarischen Hauptstadt Naltschik. Die Grenze zwischen den russischen Kaukasusrepubliken Kabardino-Balkarien und Tscherkessien verläuft über den Westgipfel des Elbrus, wobei der größte Teil des Bergmassivs in Kabardino-Balkarien liegt. (Bild 13) Der Elbrus ist ein Schichtvulkan. Heute zeigt der Elbrus nur sehr schwache Anzeichen vulkanischer Aktivität, was sich in Solfataren in Gipfelnähe und in Thermalquellen äußert. Das Gefahrenpotential des Elbrus für seine Umgebung besteht im raschen Abschmelzen der massiven Eiskappe. Die Frage seiner Zurechnung zu Asien oder Europa ist umstritten. Es gibt die Ansicht, dass der Hauptkamm des Großen Kaukasus die innereurasische Grenze bildet, womit der etwas nördlich des Kammes liegende Elbrus zu Europa gehören würde. Die andere Ansicht, die vor allem im deutschen Sprachraum verbreitet ist, legt die Grenze zu Asien nach Philip Johan von Strahlenberg (1676–1747) fest. Strahlenberg wurde vom Zarenhaus mit der Landvermessung beauftragt und versetzte die vorher geltende Grenze Europas vom Fluss Don in südöstlicher Richtung, nördlich des Kaukasus. Nach dieser Auffassung wäre der Elbrus asiatisch. Der heutige Name Elbrus leitet sich vermutlich vom georgischen Wort für „kegelförmiger Berg“. Auch die Varianten Elboros, Elborus und Elburus wurden bis ins angehende 20. Jahrhundert verwendet. Einer Sage zufolge soll die Arche Noah vor ihrer Landung am Ararat hier kurzzeitig gestrandet sein. Ihre Aufgaben: - Machen Sie sich mit den Flugzeuganzeigen vertraulich (Bild 15). Angaben sind in metrischer System. - Starten Sie vom Flugplatz Naltschik, benutzen Sie dafür Startbahn Richtung 49 Grad. - Fliegen Sie den Kurs 253 Grad. Finden Sie im Sichtflug den Elbrus. (Bild 14)

Bild 12

Bild 13

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- Finden Sie die beiden Berggipfeln, denVulkankrater, Gletscher und machen Sie "Fotoaufnahmen" davon. - Berechnen Sie den Gegenkurs, finden Sie zurück nach Naltschik und landen auf dem Flugplatz. (Bild 16 a,b) - Erläutern Sie auf Grund der gemachten Bildaufnamen und entstandenen Eindrücke die Entstehung des Kaukasus Gebirgen anhand der Platentektonik. - Diskutieren Sie, wie sich das Kaukasus Gebirgen zukünftig auf Grund der Plattentektonik verändern wird. Tipp zum Gegenkurs Berechnung: von 0-179: Kurs + 200 - 20 Bsp. 179 + 200 = 379 - 20 = 359 von 180-359: Kurs - 200 + 20 Bsp. 359 - 200 = 159 + 20 = 179

Bild 14

Bild 15 Vermerk. IAS: Indicated Air Speed, angezeigte Fluggeschwindigkeit am Fahrtmesser eines Flugzeugs.

Bild 16 a,b

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2.BeschreibungdesGeoFlugsimulators In dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf die Möglichkeiten des Flugsimulators im Bereich Geografie. Der Bau des Flugsimulators wird hier nur kurz beschrieben.

a)DieGesamtkonstruktion Für die Gesamtkonstruktion des Simulators für Geografische Übungen haben wir einen Rock´n´Ride Chair Bausatz verwendet. [11] (Bild 17) Dieser Bausatz besteht aus einem Plastikstuhl und einer Metallkarosserie um den Stuhl zu befestigen. Dieser Stuhl kann in 2 DOF (degrees of freedom ) von Druckluft Zylindern bewegt werden. Wir haben einen Rock´n´Ride Chair Bausatz vollständig überarbeitet (Bild 18). Zuerst haben wir statt dem unbequemen Plastiksitz einen hochwertigen Schalensitz genommen. Danach wurde die Flugsimulator Karosserie nach vorne verlängert und verstärkt. So schaffen wir den Platz für die Seitenruder Pedale der Firma CH. Über den Flugsimulator Piloten wurde eine leichte halbrunde Plastikhaube befestigt. Sie schützt den Piloten von optischen und akustischen Einflüssen außerhalb des Simulators. So kann man sich besser auf den "Flug" im Simulator konzentrieren. Außerdem kann man auf den inneren Wänden der Haube Navigationskarten aufhängen. Auf dem Bild 19 sieht man über dem Kopf des Flugsimulator "Piloten" drei kleinen Infrarot- Spiegel. Sie geben Signale an ein Track IR Gerät. Mit dem TrackIR System rückt die virtuelle Freiheit ein bedeutendes Stück näher. Vorbei sind die Zeiten mühsamer Blickfeldsteuerung mit Maus oder Joystick, dank TrackIR reicht nun schon eine kleine Kopfbewegung. Der Track IR Infrarotempfänger wurde im oberen Instrumentenpanel (in der Haube) installiert. (Bild 20)

Bild 17 Bild 18

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b)SichtsystemundvorderesInstrumentenpanel Bei den Simulator üblichen Sichtsystemen (Monitor, Beamer, Fernseher) haben wir uns für einen 37 Zoll Panasonic Smart TV entschieden. Fernseher liefern im Simulator ein großes Bild mit gutem Kontrast, leider lässt die Schärfe des Bildes im Vergleich zum PC Monitor zu wünschen übrig. Im Vorderen Instrumententafel ist ein zusätzlicher Touch Screen Monitor eingebaut. (Bild 21) Dort kann man z.B. die Navigationskarte projizieren und via Touch Funktion einfach blättern. Eine Webcam kann das Bild aus dem Cockpit via Internet weltweit präsentieren. Das Instrumentenpanel ist an eine BU0836-LC USB Schnittstelle angeschlossen. Sie ermöglicht die Übertragung von Signalen in 12 Bit Resolution (4096 steps) von bis zu 32 Schalter/Tastern und bis zu 7 Potentiometer in die Flugsimulator Software. Der wichtigste Teil des "GH4" Flugsimulators ist der Bordcomputer. Der leistungsfähige Computer besteht aus folgenden Komponenten:

- Prozessor: AMD FX Series FX-8350 8x4.00 GHz - Grafikkarte: 2048MB Saphire Radeon HD7870 - Arbeitsspeicher: 8GB (2x 4096MB) Corsair Venegeance - Netzteil: 850 Watt Thermaltake

Alle PC Teile und für das Bewegungssystem notwendigen Kompressor Sparmax AC-500

c)SteuerungdesFlugsimulators wurden in einer Transportbox sicher eingebaut. (Bilder 22, 23) Auf der Vorderseite der Box sind die Tasten und LEDs der Computersteuerung angebracht, zusätzlich wurde noch ein Notausschalter eingebaut. Auf der oberen Decke sind zwei grüne Lüfter, hinten sind die Öffnungen für Lufteingang und eine 220V/10A Überspannung Sicherung. Der Computer

Bild 19

Bild 20

Bild 21

Bild 22

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verbindet sich mit dem Simulator nur über einen robusten 13-poligen Stecker mit Schraubenschluss und Kabeleinführung für Kabel bis 15 mm ø. Das erleichtert erheblich den Aufbau und Abbau des Simulators. Die Steuerung des "GH4" Simulators erfolgt mit Hilfe flugzeugtypischer Geräte. Die Querruder und Höhenruder des Simulators werden mit Hilfe des Thrustmaster Hotas Warthog Joysticks [12] gesteuert. Das ist einer der teuersten, aber auch besten PC Hardware für die Flugsimulation. Thrustmaster Hotas Warthog Joystick Features:

- Replik Joystick-Pack bestehend aus Joystik und Schubhebel - Innovative und neue H.E.A.R.T HallEffect AccuRate Technology - Superstabile, gewichtete Basis (über 3 kg), neuer abnehmbarer Griff, komplett aus

Metall gefertigt - Schubhebel mit 14-bit Auflösung (16384 Werte)

Leider bietet der Rock´n´Ride Bausatz nicht viel Platz. Deshalb mussten wir den Schubhebel außerhalb der Kapsel befestigen. (Bild 24) Auch aus diesem Grund entschieden wir uns für eine Mini Funktastatur zum Steuern des Computers. Wie schon oben erwähnt wurde, haben uns für die kompakte, aber stabile Seitenruder Pedale der Firma CH Products aus USA entschieden. [13] (Bild 23, Mitte) Das gesamte System und die Verbindungen zwischen "GH4" Simulator Komponenten sieht man auf dem Bild 25.

d)BewegungssystemdesSimulators Es gibt verschiedene Möglichkeiten den Simulator in Bewegung zu bringen und damit die auf den Pilot wirkenden g - Kräfte zu Simulieren. g-Kräfte werden Belastungen genannt, die aufgrund starker Änderung von Größe und/oder Richtung der Geschwindigkeit auf den menschlichen Körper und einem Flugzeug/Fahrzeug einwirken. Für unsere navigatorischen Übungen ist das Bewegungssystem nicht unbedingt relevant. Allerdings geben die Simulation von g - Kräften mehr Realismus in die Flugsimulation. Das "Rock´n´Ride Chair" Bewegungssystem hat folgende Vorteile (+) und Nachteile (-):

Bild 23

Bild 24

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1. Vorteile a) günstiger Druckluft Antrieb durch Festo Pneumatik Zylinder b) Standardschnittstelle kompatibel zur free X-Sim Software c) Kann leicht mit industriellen Druckluftgeräten, verbessert werden, um mehr

Bewegungspräzision zu erreichen. 2. Nachteile

a) Nur 2 DOF (degrees of freedom) b) analoge Steuerung der Druckluftventile c) Maximales Tragegewicht von ca. 110 kg d) 7 Positionen pro Achse mit einer Standard-Schnittstelle [10] e) Sehr ungenaue Bewegungen, ausreichen für Arcade Spiele, weniger geeignet für

professionelle Simulations Software Wir haben das "Rock´n´Ride Chair" Bewegungsystem mit einer zusätzliche Drehplattform ergänzt (Bild 18, unten). Die Plattform wird mit Hilfe eines 20N starken Rolladenmotors bewegt. Die Drehsteuerung ist zweistufig direkt an die Ruderpedale des Simulators angeschlossen. Ein automatisches Railes-System bringt die Plattform in die Anfangsposition (nach vorne ausgerichtet).

Bild 25

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LiteraturundLinkverzeichnis [1] Jeanette Huber, Vortrag "Schule morgen - shift happens!" Ludwigshafen 10.04.2014 [2] "Wikipedia, Die freie Enzyklopädie“ Wikimedia Foundation Inc., San Francisco, CA 94105 United States of America. URL http://de.wikipedia.org [3] Sebastian Deterding et. al.: Gamification: Toward a Definition (PDF; 136 kB). In: Mindtrek 2011 Proceedings, ACM Press, Tampere. [4] RMG Wiki, Regiomontanus-Gymnasiums Haßfurt. 2008 [5] Google Earth - Spielerei oder Mehrwert für den Unterricht? Jens Joachim 11.04.2008 URL http://www.lehrer-online.de/ [6] Tourismusgeographie, Definition im Gabler Wirtschaftslexikon. Springer Fachmedien Wiesbaden. Haas, H.-D. & S.-M. Neumair. [7] URL http://joytokey.net/ [8] URL http://www.fraps.com/ [10] Umweltzerstörungen in Trockengebieten Zentralasiens (West- und Ost-Turkestan). Ursachen, Auswirkungen, Maßnahmen. Ernst Giese, Gundula Bahro, Dirk Betke. Stuttgart 1998. [11] Rock´n´Ride personal motion simuator. Cyberspace GmbH, Berlin, Germany, 1999. [12] Thrustmaster Webseite URL http://www.thrustmaster.com/ [13] CH PRODUCTS, industrial and professional joysticks URL http://www.chproducts.com/