Das traditionsreiche Lehrgebiet "Technische Mechanik" hat unter Studenten den Ruf "sehr schwierig" zu sein. Das beruht einerseits auf der vielfältigen Nutzung des Faches Mathematik und andererseits auf den hohen Anforderungen an die Abstraktionsfähigkeiten des Studenten, z.B. im Zusammenhang mit den Begriffen Koordinatensysteme, Kräfte und Drehmoment, Spannungen und Dehnungen oder kinetische und potenzielle Energie.
Beide Problemkreise legen die Nutzung Neuer Medien nahe: für die Mathematik den Computer, zur Darstellung abstrakter Sachverhalte die Multimediatechnik, zur Wissensverbreitung das Internet.
Der wesentliche Schwerpunkt bei der Erarbeitung der Software lag in der Vermittlung der notwendigen (und immer wieder schwierigen) Lehrinhalte im Zusammenhang mit der Modellbildung. Während bei der Modellberechnung mit dem Computer ein effizientes Werkzeug existiert, sind für die Erstellung praxisrelevanter Modelle die Erfahrungen des Ingenieurs unentbehrlich. Die Hauptforderung an ein mathematisches Modell ist die Forderung nach Adäquatheit zum beschriebenen System. Darin enthalten ist sowohl eine richtige qualitative als auch quantitative Beschreibung des nachzubildenden Objekts. In der Mechanik ist eine Reihe von Grundmodellen entwickelt worden, mit deren Auswahl schon bei der Modellbildung wesentlich über den Grad der Adäquatheit entschieden wird. Dazu gehören u.a. der Massenpunkt, der starre Körper, der EULER-BERNOULLI-Balken, die laminare Strömung oder die zähe Flüssigkeit. Hinter diesen Modelltypen stehen fundamentale Hypothesen über das Verhalten von Systemen, deren Richtigkeit durch eine Vielzahl praktischer Anwendungen bestätigt wurde.Der Abstraktionsprozeß vom realen technischen System zu den genannten Modellen soll durch den Inhalt der Software trainiert werden.
Der Student wird in einem klassischen Ingenieurfach, in dem ihm Wissen vom 17. Jahrhundert (Newtonsches Grundgesetz) bis zum 20. Jahrhundert (Finite Elemente Methode) in Vorlesungen und Seminaren in bekannter Form vermittelt wird, mit neuen Medien zur Wissensaneignung bekannt gemacht Die vorgestellte Teachware soll über das neue, in anderen Bereichen akzeptierte, Medium den Zugang zur Mechanik verbessern. Das was an der Tafel nur schwer zu entwickeln oder auf Folien nur statisch festgehalten (Eulersches Schnittprinzip "Freischneiden") werden kann, entsteht bei Nutzung der Software logisch aufgebaut vor den Augen des Lernenden.
Ausgewählte Problemstellungen aus dem Fachgebiet Technische Mechanik wurden durch die didaktisch aufbereitete Kombination von Text, Bild, Video, Animation und Ton anschaulich erläutert. Ein aktives Auseinandersetzen mit dem Lehrstoff ist durch den Einbau interaktiver Elemente (z.B. Verschieben des Kraftpfeils, Hypertext) gegeben.
Die entwickelte Lehrsoftware ist in die Kapitel:
1. Geführte Tour
2. Spezifische Modelle
3. Aufgaben
4. Glossar
gegliedert, wobei jedes Kapitel in modularer Form aufgebaut ist.
Im Kapitel "Geführte Tour" wird die Modellbildung am Beispiel einer Brücke erläutert. Fachlich sinnvoll aufeinander aufbauend wird die Umwandlung vom realen technischen System (auf Videosequenzen bzw. Fotos sichtbar) zum mechanischen Modell mit den zugehörigen mathematischen Berechnungen für die Teilgebiete Statik, Festigkeitslehre und Kinetik dargestellt. Schwerpunkte sind dabei die Berechnung der Lagerreaktionen, die Ermittlung der Biegespannungen und die Schwingungstilgung.
Ausgesuchte Beispiele aus verschiedenen Teilgebieten der Technischen Mechanik werden im Kapitel "Spezifische Modelle" im Zusammenhang mit der Modellbildung visualisiert. Die gegenwärtige Version der entwickelten Lehrsoftware beinhaltet mechanische Sachverhalte der Gebiete Statik (Lagerreaktionen, Schnittreaktionen), Festigkeitslehre (Spannungen/ Verformungen, Zug/Druck, Biegung und Torsion) sowie Kinetik (Direkte Aufgabe, Inverse Aufgabe).
Im Kapitel "Aufgaben" wurden verschiedene Aufgaben mit ihren Lösungen aus dem Fachbuch des Antragstellers "Übungsaufgaben Technische Mechanik" ausgewählt und illustriert.
Das "Glossar" beinhaltet eine Zusammenfassung und Erläuterung der wichtigsten Begriffe aus den Teilgebieten der Technischen Mechanik. Eingebundener Hypertext bietet die Möglichkeit, innerhalb der oben beschriebenen Kapitel auf dieses Glossar zuzugreifen.
