Wie ich aus Elektrotechnik ein Lernspiel gemacht habe
Für meine Studierenden an der TEKO Olten wollte ich U, R, I und P spielbar machen. Daraus wurde BLACKOUT – mit zehn Aufgaben, Nova als Video-Begleiterin und einem Ausgang, den du dir errechnen musst.
U, R, I und P. Vier Buchstaben, bei denen im Unterricht gerne einmal das Licht ausgeht. Also habe ich daraus ein Spiel gemacht, in dem genau das passiert.
Meine Idee: Ich wollte meinen Studierenden an der TEKO Olten die Grundlagen der Elektrotechnik spielerisch näherbringen. Spannung, Strom, Widerstand und Leistung sollen nicht nur auf einem Blatt stehen. Man soll etwas damit anfangen können.
Aus meinem Projekt «URI und P» wurde BLACKOUT – Licht zurück: ein Escape-Spiel im Browser. Fünf Räume sind verriegelt. Wer die Anlagen wieder zum Laufen bringt, kommt weiter. Formeln lernen mit einem handfesten Motiv: Ich möchte hier wieder raus.
Eigentlich wollte ich nur eine kleine Übung …
Am Anfang standen zwei Gleichungen: U = R · I und P = U · I. Meine Studierenden sollten zuerst das Formeldreieck kennenlernen, danach den Formelkreis. Mein Auftrag an die KI: verständlich erklären, dann selbst die passende Formel auswählen und rechnen lassen. Brauchbares Handwerkzeug statt einer mathematischen Doktorarbeit.
Dann wurde aus dem Arbeitsblatt ein Stromausfall
Der entscheidende Richtungswechsel: Ich wollte eine Geschichte, in der die Lernenden selbst handeln. Also eine Anlage wieder in Betrieb nehmen, statt bloss Aufgaben abhaken. Nova sollte durch den Escape-Room führen: erst erklären, dann übernehmen lassen, danach den nächsten Bereich freischalten.
Mit jeder Runde wurden meine Wünsche konkreter. Unterschiedliche Räume, anklickbare Geräte und sichtbare Reparaturen sollten das Ganze wie einen interaktiven Film wirken lassen. Jeder Raum bekam zwei Arbeitsbereiche: Nach der ersten Aufgabe sollte bereits etwas funktionieren, dann wechselte die Ansicht zum zweiten Gerät. Erst nach der zweiten Reparatur ging es weiter. Wer richtig rechnet, soll schliesslich auch etwas davon sehen.
Hilfe ja – aber nicht ständig vor der Nase
Für Novas Erklärungen wollte ich grosse, gut lesbare Fenster. Sobald die Lernenden übernehmen, sollten diese verschwinden. Die Hilfe blieb im Werkzeugkoffer; bei Fehlern sollte er als Hinweis aufleuchten. Dazu rote Warnlichter, Funken und zunehmend hilfreiche Tipps. Ein bisschen Drama durfte sein. Endgültig scheitern sollte niemand.
Damit ein zweiter Durchgang mehr bringt als auswendig gelernte Antworten, wollte ich einen zufälligen Aufgabenpool und steigende Schwierigkeit bei wiederholtem Spielen. Zum Schluss sollten beide Grundgleichungen zusammenkommen, etwa zu R = U² / P. Als Belohnung plante ich den Formelkreis zum PDF-Download: dieselbe Grafik, dieselben Farben wie im Spiel und der Hinweis «Idee und Programm von fentrax».
So entstand das Spiel Schritt für Schritt mit ChatGPT. Ich gab die Richtung vor, spielte die nächste Version und merkte, was noch fehlte. Und dann kam der Gedanke, der solche Projekte zuverlässig grösser macht: «Könnte das nicht auch sprechen?»
Meine virtuelle Wartungsassistenz Nova bekam ihre erste Sprachausgabe im mit ChatGPT entwickelten Spiel. Sie sprach. Aber für meine Ohren klang das noch zu künstlich. Eine Lernbegleiterin sollte schliesslich nicht wie ein sprechender Fahrkartenautomat wirken.
Eine neue Stimme – und plötzlich bewegte sich auch etwas
Also probierte ich ElevenLabs aus. Damit bekam Nova die Stimme, die ihr heute im Spiel hört. Aus «Lies die Erklärung» wurde «Hör zu, schau hin und probiere es selbst».
Nach einem ersten Hörmuster legte ich fest, wie Nova klingen sollte: ruhig und geduldig beim Erklären, anspornend beim Üben und bei Fehlern kurz alarmiert. Die anschliessende Hilfe sollte wieder Ruhe hineinbringen. Ihre Ansage durfte beim Öffnen der Versorgungsdaten oder beim Rechnen weiterlaufen; erst ein neues Sprachereignis sollte sie ablösen.
Hört selbst: Nova vorher und nachher
Beide Originalaufnahmen erklären U, I und R, mit leicht unterschiedlichem Wortlaut. Die erste Stimme war Piper/Kerstin im mit ChatGPT entwickelten Spiel; danach wechselte ich zu ElevenLabs.
Vorher: die erste Spielstimme
Nachher: Nova mit ElevenLabs
Dann wollte ich auch Videos testen. Mit Higgsfield baute ich Filmszenen in die Antriebskammer ein: Der Antrieb startet, die Ansicht wechselt und schliesslich öffnet sich die Tür. Aus einer Rechenaufgabe wurde ein kleines Erfolgserlebnis.
Die Antriebskammer war bewusst mein erster Video-Test, mit maximal 720p. Erst danach kamen Novas Lernerklärungen dazu – aus Kostengründen in 480p. Weitere neue Nova-Videos wollte ich auf diese Erklärungen beschränken. Mein Experimentierdrang war gross, mein Budget hatte trotzdem ein Mitspracherecht.
Danach war Nova selbst dran: Ihre vorhandenen Sprachaufnahmen dienten als Grundlage für passende Mundbewegungen und Gesten. Heute begleiten Videos 19 Lernabschnitte. Stimme, Bild und Erklärung mussten dabei zusammenpassen. Einfach drei KI-Ergebnisse zusammenwerfen reicht eben noch nicht.
Nova möchte kurz mit der Projektleitung sprechen
Ich nenne es «eine kleine Übung». Nova nennt es offenbar eine fragwürdige Stellenbeschreibung. Nachdem ich ihr fünf Räume und einen Stromausfall eingebrockt habe, darf sie hier auch einmal zu Wort kommen.
«Eine kleine Übung, hat er gesagt. Jetzt betreue ich fünf Räume in einer Anlage ohne Strom. Ich hätte beim Vorstellungsgespräch mehr Fragen stellen sollen.»
Die Beschwerde ist angekommen. Ich kümmere mich darum. Sobald das Licht wieder geht.
Vom Technikpult zur Video-Begleiterin
Drei echte Ansichten aus meinen gespeicherten Spielversionen. Zum Vergrössern auf ein Bild klicken.
Ein Technikpult, fünf Aufgaben und die erste synthetische Stimme. Die Lernidee steht, die Spielwelt ist noch schlicht.
Fünf Räume, zehn Aufgaben und ElevenLabs als Stimme. Nova erklärt mit Text und Lernzeichnungen, noch ohne ihr Video.
Die aktuelle Fassung verbindet Novas Video, ihre Stimme und die Lernzeichnung in einer gemeinsamen Ansicht.
Screenshots aus den Originaldateien, keine nachgestellten Entwürfe.
Natürlich lief nicht alles sofort rund. Der Formelkreis verschwand zwischenzeitlich aus den Erklärungen. Und Nova sollte beim Öffnen der Gerätedaten weitersprechen dürfen. Solche Kleinigkeiten merkt man erst beim Spielen – und korrigiert sie dann.
Was die HTML-Seite alles kann
- Fünf Räume, zehn Aufgaben: Geräte untersuchen, Daten lesen, Einheiten zuordnen und Werte berechnen.
- Drei Schwierigkeitsstufen: Basis, Aufbau und Transfer, mit neuen Aufgaben bei weiteren Durchgängen.
- Hilfe im Werkzeugkoffer: Erklärungen und Formelkreis zum Nachschlagen. Am Ende gibt es den Formelkreis als PDF.
- Nova mit Stimme und Video: pausieren, wiederholen oder stummschalten. Texte bleiben mitlesbar.
- Lernstand im Browser: weitermachen statt jedes Mal neu anfangen. Ohne Anmeldung und ohne Zeitlimit.
Das Ganze läuft im Browser auf Computer und Handy. Plane etwa 15–20 Minuten ein; beim ersten Öffnen werden rund 101 MB geladen.
Mein Ablauf in zwölf Schritten
So bin ich beim Entwickeln vorgegangen, Schritt für Schritt:
- Lernziel festlegen: Ein Lernspiel zu U = R · I und P = U · I für Studierende einer Schweizer höheren Fachschule. Zuerst das Formeldreieck erklären, danach den Formelkreis. Die Lernenden sollen passende Formeln selbstständig auswählen und anwenden können.
- Didaktik vereinfachen: Einfach, verständlich und spielerisch erklären. Keine vollständige Herleitung jeder Formel und keine unnötigen mathematischen Detailhinweise. Stattdessen brauchbares Handwerkzeug vermitteln.
- Eine durchgehende Geschichte entwickeln: Das Lernen in einen Escape-Room einbetten. Der Spieler ist selbst die handelnde Person. Eine Figur namens Nova begleitet ihn: zuerst erklären, dann selbst lösen lassen, anschliessend den nächsten Bereich freischalten.
- Ein interaktives HTML-Spiel bauen: Die Darstellung soll wie ein interaktiver Film wirken. Unterschiedliche Räume, anklickbare Geräte, sichtbare Reparaturen und Bewegung sollen die Geschichte tragen. Keine blosse Folge von Textaufgaben.
- Erklären und selbstständiges Arbeiten trennen: Novas Erklärungen gross und gut lesbar anzeigen. Beim Übernehmen verschwinden die Erklärfenster und Lernwerkzeuge. Hilfe bleibt über den Werkzeugkoffer erreichbar. Bei Fehlern soll dieser als Hinweis aufleuchten.
- Fehler spielerisch inszenieren: Falsche Antworten verschärfen die sichtbare Situation: rote Warnlichter, elektrische Funken und mehr Spannung. Gleichzeitig werden die Tipps hilfreicher. Der Spieler soll unter Druck stehen, aber niemals endgültig scheitern.
- Zwei unterschiedliche Aufgaben pro Raum einbauen: Jeder Raum erhält zwei eigene Arbeitsbereiche mit unterschiedlichen Ansichten und Geräten. Nach Aufgabe 1 muss ein sichtbarer Teilerfolg entstehen. Anschliessend wechselt die Ansicht zum zweiten Bereich. Nach Aufgabe 2 wird der nächste Raum freigegeben.
- Abwechslung und steigende Schwierigkeit ermöglichen: Einen Fragenpool integrieren, aus dem pro Durchgang zufällig Aufgaben ausgewählt werden. Wiederholte Durchgänge lokal erkennen und die Schwierigkeit entsprechend erhöhen.
- Die Formeln am Schluss kombinieren: Die letzte Station soll beide Grundgleichungen verbinden, beispielsweise für R = U² / P. Der Formelkreis muss in den zugehörigen Erklärungen sichtbar und gut lesbar bleiben.
- Eine passende Belohnung anbieten: Nach erfolgreichem Abschluss den Formelkreis als PDF herunterladen lassen. Dieselbe Grafik und dieselben Farben wie im Spiel verwenden. Den Hinweis «Idee und Programm von fentrax» integrieren.
- Eine weibliche Stimme ergänzen: Nach Freigabe eines Musters die Erklärungen mit ElevenLabs vertonen: ruhig und geduldig beim Lernen, anspornend bei Übungen, bei Fehlern zeitweise alarmiert. Tipps danach wieder ruhig erklären. Die Sprache läuft beim Öffnen von Versorgungsdaten und beim Lösen weiter; ein neues Sprachereignis darf sie ablösen.
- Nova durch Videos lebendiger machen: Zunächst nur die Antriebskammer als Pilot mit Videos ergänzen, maximal 720p. Danach aus Kostengründen Novas Lernerklärungen in 480p umsetzen. Weitere neue Nova-Videos auf die Lernerklärungen beschränken.
Der wichtigste Richtungswechsel: Aus einer Präsentation über Formeln wurde ein Lernspiel, in dem die Studierenden mit diesen Formeln eine Anlage wieder in Betrieb nehmen. Erklären, selbst handeln und sichtbarer Fortschritt bilden dabei den wiederkehrenden Ablauf.
Wie lange habe ich daran gearbeitet?
Als die Idee klar war, lag meine eigene Entwicklungsarbeit nach meinem Gefühl bei wenigen Minuten: beschreiben, was ich möchte, und Änderungen anstossen. Die KI übernahm die Umsetzung. Von der ersten Idee bis zum jetzigen Spiel entwickelte sich das Projekt über drei Tage. Eine Stoppuhr lief nicht mit.
Der echte Aufwand war das Testen. Immer wieder spielen: Stimmt die Rechnung? Ist die Erklärung verständlich? Spricht Nova im richtigen Moment? Genau dabei fielen der verschwundene Formelkreis und die unterbrochenen Ansagen auf.
Was hat mich die Stimme gekostet?
Für ElevenLabs habe ich mir den Creator-Tarif für 22 US-Dollar geholt. Inzwischen sind bereits 99 Prozent meiner Credits verbraucht. Darin stecken neben Novas Stimme auch Podcasts für meine Lerneinheiten. Die zeige ich euch gerne in einem eigenen Beitrag – das ist noch eine andere Geschichte.
Mein Fazit: Aus der kleinen Übung wurde ein Spiel
Was ich nur als kleine Übung und anderen Lernansatz für meine Studierenden geplant hatte, hat sich zu einem passablen Spiel herausgeputzt. Mit Räumen, einer sprechenden Begleiterin und kleinen Filmszenen. So viel zum Thema «Ich probiere nur kurz etwas aus».
KI kann beim Bauen und bei technischen Tests helfen. Aber ob sich das Spiel gut anfühlt und meine Studierenden damit etwas verstehen, muss ich selbst ausprobieren. Diese Verantwortung nimmt mir keine KI ab.
Probiert es aus – auch wenn eure letzte Elektrotechnikstunde schon etwas her ist. Nachschlagen ist erlaubt. Nova petzt nicht.
Mein persönliches Unterrichtsprojekt · Mit KI-Unterstützung entwickelt.
FENTRAX
