KOMINA

Kompetenzentwicklung mit Eingebetteten Mikro- und Nanosystemen

Beschreibung

Eingebettete Systeme gewinnen innerhalb der Technischen Informatik immer mehr an Bedeutung. Im Studiengang Informatik wird die Vermittlung der Kompetenz zur Entwicklung von Eingebetteten Mikro- und Nanosystemen (EMNS) daher immer wichtiger.

Die Hochschulausbildung in Technischer Informatik folgt heute meist einem Top-Down-Entwicklungsansatz, der digital motiviert ist. Dabei werden physikalisch-technische, kontinuierliche Aspekte kaum berücksichtigt. Erste Forschungsergebnisse zeigen, dass dieser Ansatz bei EMNS nicht haltbar ist.

Ziel des von der DFG geförderten KOMINA-Projektes ist ein Beitrag zur Technischen Informatik und ihrer Didaktik, der die zwei kennzeichnenden neuen Aspekte von EMNS thematisiert:

• Eine Bottom-Up-Entwicklungsmethodik für nanostrukturierte Systeme, die sich Phänomene der Selbstorganisation zu Nutze macht
• Die Berücksichtigung von technisch-physikalischen Constraints in allen Phasen der Systementwicklung.

Die Schwerpunkte liegen dabei auf

• der Erstellung eines theoretisch fundierten Beitrags zur systemorientierten Didaktik der Technischen Informatik einschließlich lernförderlicher Experimente
• der Einführung eines Kompetenzmodells (Dimensionen, Niveaustufen) zur Unterstützung des Entwurfs von EMNS mit gemischt digital-analogen Funktionsprinzipien
• dem Paradigmenwechsel hin zu Bottom-Up-Techniken und Redundanz beim Entwurf von EMNS

Nanosysteme sind eine vielversprechende Technologie zur Lösung vieler der heutigen Engpässe bei der Hardware. Sie werden daher in der Zukunft sehr wahrscheinlich eine Schlüsselrolle in der Industrie der eingebetteten Systeme spielen.

Wir entwickeln ein Online-Praktikum "Nano-Arch online", das die Basis-Kompetenzen vermittelt um aus den nur eingeschränkt zuverlässigen Nanostrukturen zuverlässig arbeitende Nanosysteme zu bauen.

Projektpartner:

• Prof. Dr. Sigrid Schubert, Lehrstuhl Didatik der Informatik und E-Learning, Universität Siegen
• Prof. Dr. Rainer Brück, Institut für Mikrosystemtechnik - Lehrstuhl Mikrosystementwurf, Universität Siegen

Förderung:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Kontakt:

• Bruno Kleinert
• Harald Schmidt

Bisherige Publikationen:

• Jaschke, S.; Schubert, S.; Schäfer, A.; Brück, R.; Kleinert, B.; Schmidt, H.; Fey, D.: Competence Research: Teaching Embedded Micro/Nano Systems. In: Proceedings of the 2011 Workshop on Embedded Systems Education - WESE 2011, ACM, Teipeh, 2011, ACM: 978-1-4503-1046-8
• Schäfer, A.; Brück, R.; Jaschke, S.; Schubert, S.; Fey, D.; Kleinert, B.; Schmidt, H.: A normative competence structure model for embedded micro- and nanosystems development. In: Proceedings of the 16th Annual SIGCSE Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education - ITiCSE 2011, ACM, Darmstadt, p. 375, 2011, DOI: 10.1145/1999747.1999888