Interaktive 3D-Modelle für die ingenieurwissenschaftliche Lehre

Hochschulen setzen zunehmend auf die Verwendung von interaktiven 3D-Modellen. Die dreidimensionalen Visualisierungen vermitteln Kenntnisse aus verschiedenen Wissensbereichen, sind vielseitig einsetzbar und können einer Vielzahl an Lernenden zur Verfügung gestellt werden. Die Dreidimensionalität unterliegt in diesem Kontext keiner einheitlichen Definition und wird in verschiedenen gestalterischen Variationen verstanden. Zahlreiche Modellierungs- und Animationsprogramme bieten dazu vielfältige Möglichkeiten 3D-Modelle zu erstellen und interaktiv zu gestalten. Der Erstellungsprozess erfolgt jedoch meist unsystematisiert und die 3D-Modelle stehen in verschiedenen Detaillierungs- und Interaktionsgraden zur Verfügung. Weiterhin unterliegt dabei die didaktische Aufbereitung keiner einheitlichen Systematik. Die Aufgabe dieser Arbeit ist es daher, den sinnvollen Einsatz von interaktiven 3D-Modellen in der ingenieurwissenschaftlichen Lehre zu untersuchen sowie einen systematischen und nutzerzentrierten Weg für die 3D-Modellerstellung zu erarbeiten. Das Ergebnis ist die Bereitstellung eines Vorgehensmodells, das eine effektive und effiziente Entwicklung von 3D-Modellen beschreibt. Die in diesem Rahmen entwickelten 3D-Patterns bieten dabei Musterlösungen für die nutzerzentrierte Aufbereitung der interaktiven 3D-Modelle. Eine Entscheidungshilfe wurde zur Bestimmung einer sinnhaften 3D-Modellerstellung für die ingenieurwissenschaftliche Lehre entwickelt. Erst durch das Zusammenspiel der Disziplinen Content, Didaktik, Technik und Usability bei den Studien und Entwicklungen wird ein systematisches und nutzerzentriertes Vorgehensmodell realisierbar.Universities increasingly rely on the use of interactive 3D models. Three-dimensional visualizations convey knowledge from various fields of knowledge, are versatile and can be made available to many learners. In this context, three-dimensionality is not subject to a uniform definition and is understood in different creative variations. Numerous modelling and animation programs offer various possibilities to create and interactively design 3D models. However, the creation process is usually unsystematized and the 3D models are available in various levels of detail and interaction. The didactic preparation is still not subject to a uniform system. The main objective of this thesis is to investigate the meaningful use of interactive 3D models for education in the field of engineering and to develop a systematic and user-centered way for 3D model creation. The result is the provision of a process model describing an effective and efficient approach. The 3D patterns developed in this context offer sample solutions for the user-centered preparation of interactive 3D models. A decision support was developed to determine a meaningful 3D model generation for education in the field of engineering. A systematic and user-centered process model can only be realized by the interaction of the disciplines content, didactics, technology and usability in studies and development