Visual Computing macht Wissen »begreifbar« – über Kulturgrenzen hinweg. Das gilt für das Lernen Chinesischer Schriftzeichen ebenso wie für das Aufbereiten von Fachchinesisch wissenschaftlicher Sachverhalte, um komplexe Zusammenhänge in Naturwissenschaft und Technik zu verstehen. Herzstück dabei sind neuartige Interfaces, die von Forschern des Fraunhofer IGD am Standort Singapur entwickelt werden. Sie vermitteln zwischen Mensch und Datenwelt. Auf diese Weise lässt sich unter anderem die Qualität von Shopping-Apps verbessern oder können Nutzer Sprachen spielerisch lernen.

Mandarin ist die offizielle Amtssprache von China, Taiwan und Singapur. Damit ist Hochchinesisch die häufigste Muttersprache der Welt. Gleichzeitig ist Chinesisch eine der am schwersten zu erlernenden Sprachen weltweit. Das Beherrschen von 1.500 bis 2.000 Schriftzeichen gilt in der Volksrepublik China als Mindestvoraussetzung der Lese- und Schreibfähigkeit. Im alltäglichen Sprachgebrauch wie Zeitungsartikeln und Büchern werden rund 5.000 Zeichen verwendet. Das historische Zeichenwörterbuch Zhōnghuá zìhǎi aus dem Jahre 1994 enthält sogar rund 87.000 verschiedene Schriftzeichen. Für Chinesisch-Anfänger ist die Fülle der Zeichen aber nicht die einzige Hürde, die sie überwinden müssen. Ebenso vielfältig ist die Aussprache der unterschiedlichen Zeichen, die Reihenfolgen in der aus einzelnen Strichen das jeweilige Zeichen zusammengesetzt  und die Kombinationen mit denen aus mehreren Silbenzeichen Wörter gebildet werden. 

Zur Erleichterung des Erlernens von Mandarin als Muttersprache oder als Fremdsprache unterstützt das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD am Standort Singapur Kinder und Erwachsene mit einer speziellen Lernplattform. Das Besondere dabei: Durch den Einsatz von Augmented Reality (AR) ermöglichen die Forscher einen spielerischen und interaktiven Zugang zur Welt der chinesischen Schriftzeichen. Die Entwickler können dabei eine Vielzahl von Erfahrungen des Centre for Interactive Digital Media (Fraunhofer IDM@NTU) in Singapur nutzen. Das Center wurde von der Fraunhofer Gesellschaft und der Nanyang Technology University (NGU) im Jahr 2010 gemeinsam ins Leben gerufen, um die Erschließung und Visualisierung komplexer Wissensinformationen durch die Verzahnung von realer und virtueller Welt zu ermöglichen.

»Unsere Motivation war neben unseren eigenen Problemen beim Chinesisch Lernen die Eigenheiten der menschlichen Auffassungsgabe«, so Prof. Dr. Wolfgang Müller-Wittig vom Fraunhofer IDM@NTU. »Menschen erinnern sich nur zu zehn Prozent an das, was sie einmal gelesen haben, zu 30 Prozent an das, was sie als Bild gesehen haben, aber zu etwa 90 Prozent an alles, was sie tatsächlich selbst getan haben«. Zentrales pädagogisches Element der AR-Lernanwendung ist daher, dass der Lernende aktiv mit dem Wissen agiert: Aus einem Spielkartensatz mit einzelnen Schriftzeichen sucht er sich eines aus und hält es in den Fokus der Kamera eines PC, Tablets oder Smartphones. Als Überblendung des Kamerabildes wird am Display nun die Bedeutung angezeigt, beispielsweise fährt ein Auto über den Bildschirm. Zusätzlich kann die Aussprache angehört und nachgesprochen werden. Durch Hinzulegen einer zweiten Schriftzeichenkarte lassen sich weitere Wörter bilden. Legt der Lernende eine gültige Kombination, indem er zum Beispiel das Autosymbol um das Feuerzeichen ergänzt, wird in der AR-Darstellung die neue Bedeutung »Zug« visualisiert. Ergibt die gewählte Schriftzeichenfolge kein neues Wort, gibt das Lernspiel erläuternde Hinweise. Wurden etwa zwei Zeichen lediglich in der falschen Reihenfolge gelegt, fordert das Lernspiel dazu auf, ein Umlegen der Zeichen auszuprobieren.

»Die rasche Verbreitung von Touch-Displays ermöglicht uns, noch weitere Lernbereiche mit in die AR-Plattform zu integrieren«, erklärt Müller-Wittig. Auf Tablet oder Smartphone wird das jeweilige Schriftzeichen angezeigt. Zusätzlich wird Schritt für Schritt demonstriert, wie die Linien in welcher Reihenfolge gezogen werden müssen. Direkt auf dem Display lässt sich zudem das Schreiben des jeweiligen Symbols üben.

Die Zusammensetzung der Schriftzeichen aus den einzelnen Linien lässt sich durch die zusätzliche Visualisierung von »Eselsbrücken« noch verstärken. Eine ganze Reihe chinesischer Zeichen ermöglicht in ihrer heutigen Form keine oder nur sehr schwache Assoziationen zu ihrer Bedeutung. In ihrer vor Jahrhunderten entstandenen Urform dagegen werden Ähnlichkeiten zwischen Form und Bedeutung sichtbar. »Erlebt der Lernende am Bildschirm in einer Animation mit, wie sich diese Zeichen entwickelt haben, kann diese in der Augmented Reality erzählte Geschichte als Assoziation in seiner Erinnerung verankert werden«, so Müller-Wittig. Durch den Einsatz mobiler Geräte als Lernumgebung könnten künftig noch weitere lernfördernde Funktionen umgesetzt werden: Eine denkbare Ergänzung wäre beispielsweise, die Lernplattform so auszubauen, dass überall im Alltag Schriftzeichen mit der Gerätekamera erfasst werden können. Spielerisch können so die Schriftzeichen auf einem Schild am Flughafen, einem Werbeplakat oder einer Produktverpackung auf dem Smartphone nachgeschlagen und trainiert werden. In prototypischen Umsetzungen konnten die Entwickler der AR-Lernplattform inzwischen nachweisen, dass ihre Methode des aktiven, erlebten Lernens auch für das Aneignen anderer Fremdsprachen geeignet ist.

Augmented Reality Anwendungen werden am Fraunhofer IDM@NTU vor allem im Rahmen von Kooperationsprojekten mit Industrieunternehmen eingesetzt. Wartungsmonteure für technische Anlagen beispielsweise erhalten dabei über den Bildschirm eines Tablet-PC als Überlagerung des Kamerabildes die auszuführenden Arbeitsschritte und ergänzende Informationen angezeigt. Im begehbaren virtuellen Raum etwa können Forscher mikroskopisch kleine Molekülstrukturen des menschlichen Körpers »durchwandern«, um verstehen zu lernen, wie Krankheiten entstehen oder ihre Medikamente wirken. »Komplexe Strukturen und Zusammenhänge »aktiv selbst erfahrbar zu machen« ist eines der Hauptmotive für die Umsetzung immer neuer Visualisierungslösungen für Industrie und Forschung«, ergänzt Müller-Wittig. 
(stw)

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