Asset Publisher
Zurück

Studie zu Wasserkreislauf und Visualisierung der Wassergüte fertig

Abgeschlossene Studie zur Wasserkreislauf- und Wassergütevisualisierung

Prof. Carsten Busch und sein Team der Forschungsgruppe Creative Media haben eine Studie vorgelegt, die verschiedene Optionen der Vermittlung des Wasserkreislaufs und der Gewässergüte zeigen

Übersicht

Wie kann man die komplexe Thematik des Wasserkreislaufs und im speziellen den Bereich Wassergüte visuell vermitteln? Dafür haben wir im vergangenen Jahr die Forschungsgruppe Creative Media der Hochschule für Technik und WIrtschaft Berlin gewonnen, eine Studie für uns anzufertigen.

Nach tiefgehenden Recherchen, Experteninterviews und mehreren gemeinsamen Zwischenbesprechungen liegt uns seit Juni 2017 das Ergebnis vor. Im Bericht werden mehrere Konzepte für eine interaktive Vermittlung der komplexen Thematik skizziert.

Problemstellung und Zielsetzung

Ziel dieser Machbarkeitsstudie ist die Entwicklung von Konzepten zur Vermittlung und Visualisierung von Verunreinigungs- und Reinigungsprozessen städtischer Gewässer.

Grundlage dieser Konzepte ist ein Verständnis über die Funktionsweise dieser Prozesse. Im Zuge einer wissenschaftlichen Aufarbeitung des Themas wurde entsprechendes Wissen zusammengetragen mit dem Ziel eine Vielzahl von Fragen beantworten zu können, beispielsweise:

  • Wie funktionieren der Wasserkreislauf und damit verbundene Stoffkreisläufe innerhalb einer modernen Stadt?
  • Welchen Einfluss hat der anthropogene Stoffeintrag in die Gewässer sowie deren hydromorphologische Anpassung auf die Umwelt und rückwirkend auf den Menschen?
  • Welche Wirkzusammenhänge existieren und unter welchen Bedingungen treten sie auf?

Die wissenschaftliche Aufarbeitung erfolgte dabei großteils durch Literaturrecherche sowie Interviews mit Wasserexperten zur Korrektur und Erweiterung des gesammelten Wissens. Im Ergebnis entstand daraus eine Informationssammlung in Form einer Wiki sowie eine schematische Visualisierung des städtischen Wasserkreislaufs.

Bei der Entwicklung der Konzepte wurde sich allgemein das Ziel gesetzt die teils komplexen Zusammenhänge einfach verständlich und schwer sichtbare Prozesse erfahrbar zu machen. Die erstellten Konzepte sind dabei alle interaktiv und stark visuell. Bei manchen findet die Wissensvermittlung mithilfe von „digital game-based learning“ – quasi spielerisch – statt, andere sind eher informativ. Die meisten Konzepte sind digital, aber es gibt auch eine physische Maschine. Mit Blick auf die Lesbarkeit dieses Dokuments werden die Konzepte in Kapitel 4 lediglich kurz zusammengefasst sowie jeweils eine Kosteneinschätzung gegeben. Im Anhang sind ausführlichere Beschreibungen inklusive Darstellung der Lernziele, (Spiel-)Mechaniken und jeweiligen Lernmethodik zu finden.

Konzeptentwicklung

Zielgruppe

Die Funktionsweise der Reinigungs- und Verunreinigungsprozesse städtischer Gewässer sind im Grunde eine sehr allgemeines Thema, welches jeden betrifft. Dies erschwert die Definition einer einheitlichen Zielgruppe oder die Ausarbeitung differenzierter Zielgruppen. Da Wissensvermittlung das vorrangige Ziel der Konzepte ist, ist es zudem wünschenswert die Zielgruppe so inklusiv wie möglich zu gestalten.

Im Sinne dieser Studie definieren wir die Zielgruppe dementsprechend wie folgt: An der städtischen Wasserversorgung und -entsorgung, (Verun-)Reinigungsprozessen sowie am Flussbad interessierte Bürger, unabhängig vom Bildungsgrad. Da Konzepte für Kinder andere Anforderungen mit sich bringen, definieren wir eine Altersuntergrenze von 10 bis 12 Jahren.

Die in Kapitel 4 beschriebenen Konzepte schränken diese sehr breit gefasste Zielgruppe teilweise weiter ein. Dabei handelt es sich jedoch eher um eine interessensbasierte Einschränkung, bspw. Zielpersonen sind „offen gegenüber spielbasiertem Lernen“ oder „knobelaffin“. Weiterführende Einschränkungen anhand allgemeiner Charakteristika wie Alter, wird es dabei jedoch auch bei den einzelnen Spielkonzepten nicht geben – dafür sind Computerspiele heutzutage zu stark etabliert.

Die breit gewählte Zielgruppe hat darüber hinaus auch Einfluss auf die gewählten gestalterischen Stile der Konzepte sowie die Art der verwendeten Sprache.

Komplexität des Themengebiets

Betrachtet man alle Teilgebiete so handelt es sich Wasserversorgung/-entsorgung sowie den dabei stattfindenden Reinigungs- und Verunreinigungsprozessen um ein sehr komplexes Themengebiet. Die Stoffkreisläufe sind umfangreich, bestehen aus vielen Eintragspfaden sowie Verteilungswegen und die Auswirkungen der Stoffe in der Umwelt nicht immer eindeutig bestimmbar und noch schwieriger den wirklichen Ursachen zuzuordnen. Daneben gibt es Wissen – bspw. die Funktionsweise eines Klärwerks –, welches in einem beliebigen Detailgrad vermittelt werden könnte

Bei der didaktischen Aufarbeitung müssen dementsprechend Informationen verdichtet, reduziert, abstrahiert oder in einer bestimmten Reihenfolge vermittelt werden; jeweils abhängig vom genauen Ziel des didaktischen Konzepts.

Bei der Entwicklung von Konzepten gibt es verschiedene Herangehensweisen zur Auflösung dieser Problematik. Zwei mögliche Ansätze drehen sich um die Richtung der Wissensvermittlung innerhalb der Informationshierarchie:

  • Top-Down: vom großen Ganzen ausgehend einen Überblick über den Zusammenhang einzelner Komponenten schaffen und anschließend die Komponenten einzeln im Detail betrachten.
  • Bottom-Up: Erklärung einzelner Komponenten, Teilaspekte bzw. Teilschritte im Detail und anschließend den Zusammenhang der Komponenten im großen Ganzen darstellen.

Top-Down ist dabei in bestimmten Bereichen mit dem Übergang von explizitem Wissen („kommunizierbares Wissen“) in implizites Wissen durch deduktives Denken („Ableitung“) assoziiert, während Bottom-Up den Übergang von implizitem Wissen in explizites Wissen durch induktives Denken („Verallgemeinerung“) darstellt.

Daneben gibt es noch den gemischten Ansatz des „Middle-Out“, bei welchem die Komplexität des Themenbereichs schrittweise sowohl durch zunehmende Vervollständigung des Bildes vom großen Ganzen als auch durch die immer genauere Betrachtung der Komponenten im Detail erschlossen wird.

Konzeptvorschläge

TATORT: SPREE

„Tatort: Spree“ ist ein Story-betontes Krimispiel mit Adventure- und Rätselelementen. Der Spieler schlüpft in die Rolle eines jungen Arztes, der die Ursache für mehrere Fälle arsenvergifteter Patienten aufzuklären versucht. Seine Untersuchungen führen ihn rasch zu einem kontaminierten Oberflächengewässer – doch wie ist das Arsen dort hinein gelangt? Auf seiner Suche nach Antworten trifft er verschiedenste Gesprächspartner, analysiert Proben und findet mithilfe der gesammelten Anhaltspunkte und logischen Schlussfolgerungen die unerwartete Quelle der Kontamination.

WASSERKREISLAUFMASCHINE

Die Wasserkreislaufmaschine ist ein physisches Exponat, welches den Wasserkreislauf einer modernen Stadt darstellt. Das Exponat nutzt dabei echte Flüssigkeiten und mechanische Interaktionsmethoden. Am Projektstandort soll es von mehreren Besuchern gleichzeitig benutzt werden können. Die Maschine richtet sich somit größtenteils an „Laufkundschaft“ und die Besucher der Flussbad-Touren.

In ihrer Idee ist die Wasserkreislaufmaschine an eine Ameisenfarm angelehnt – sie zeigt einen flächigen Querschnitt in die Welt der Trinkwasseraufbereitung und Abwasserentsorgung. Die Prozesse und Prinzipien wie sie in einer „echten“ Stadt ablaufen, werden in der Maschine möglichst originalgetreu – jedoch in Miniatur – nachgebildet.

Das System kann durch eine digitale Komponente im Sinne des „Bring-Your-Own-Device“- Prinzips erweitert werden – Besucher haben so die Möglichkeit, zusätzliche Informationen auf ihren Smartphones oder Tablets zu betrachten. Die hier ausgearbeitete Version basiert ausschließlich auf mechanischen und pneumatischen Prinzipien. Elektronische Komponenten werden aufgrund der ungewissen Stromversorgung nicht verwendet.

Mehr Informationen finden Sie hier...

INCREDIBLE WATER MACHINE

„The Incredible Water Machine“ ist Rätselspiel, in dem die Spieler für die Wasserversorgung und Abwasserentsorgung einer kleinen Stadt verantwortlich sind. Aus verschiedenen Einzelteilen wie Rohren, Pumpen und Gullys müssen sie in stetig kniffliger werdenden Missionen für den (Ab)Transport des Wassers sorgen.

ZEITENWENDE

Die Versorgung einer Millionenstadt wie Berlin mit frischem Trinkwasser und die Entsorgung des entstandenen Abwassers ist eine technische Höchstleistung und für den modernen Großstädter gleichzeitig eine Selbstverständlichkeit. Dabei sind die Prozesse ein Produkt von Jahrtausenden wassertechnologischer Erfindungen und Ingenieursleistungen – stets getrieben durch die Bedürfnisse ihrer Epoche. In „Zeitenwende“ durchlebt der Spieler den schrittweisen Fortschritt der menschlichen Wassernutzung von den ersten Brunnen über die römischen Aquädukte bis hin zur modernen Trennwasserkanalisation.

STADTLANDSCHAFT

Die interaktive Anwendung „Stadtlandschaft“ lässt die Benutzer Wasser- sowie Stoffkreisläufe eines Miniatur-Berlins explorativ erforschen. Innerhalb der belebten Stadt verstecken sich unzählige Interaktionspunkte, von denen aus Missionen gestartet („Finde die Ursachen des Fischsterbens!“) oder Stoffeintragspfade beispielsweise von Nährstoffen oder Arzneimitteln nachverfolgt werden können.

Wiki

Neben der Studie haben die Autoren ein umfangreiches Glossar angelegt, das auf unserem WIKI der akademischen Kooperation unter folgender URL einzusehen ist:

https://www.flussbad-berlin.de/group/akademische-kooperation/wiki/-/wiki/Main/Wasserkreislauf

Eine Anmeldung für den Zugriff auf das Wiki ist notwendig - bitte senden Sie uns dazu eine E-Mail an anmeldung-wiki@flussbad-berlin.de.

Autoren

Forschungsgruppe Creative Media der HTW Berlin

https://cm.htw-berlin.de

Studie auf den Seiten der Forschungsgruppe Creative Media der HTW BErlin

  • Prof. Dr. Carsten Busch,
  • Sabine Claßnitz,
  • Josef Heitzler,
  • Patricia Lieske,
  • André Selmanagić.