Veranstaltungsprogramm

Eine Übersicht aller Sessions/Sitzungen dieser Tagung.
Bitte wählen Sie einen Ort oder ein Datum aus, um nur die betreffenden Sitzungen anzuzeigen. Wählen Sie eine Sitzung aus, um zur Detailanzeige zu gelangen.

 
Sitzungsübersicht
Datum: Donnerstag, 23.05.2019
13:00 - 13:45Grußworte & Eröffnung
BITZ- Raum K4/K5 
 

Grußworte des Konrektors für Lehre und Studium der Universität Bremen

Thomas Hoffmeister

Universität Bremen

.



Grußworte des Sprechers des Instituts Technik und Bildung der Universität Bremen

Falk Howe

Universität Bremen

.



Eröffnung

Gudrun Kammasch

Präsidentin der Ingenieurpädagogischen Wissenschaftsgesellschaft IPW e.V.

.

 
13:45 - 14:451.1 Keynotes: Technische Bildung im Kontext von 'Digitalisierung' / 'Automatisierung'
Chair der Sitzung: Gudrun Kammasch
BITZ- Raum K4/K5 
 
13:45 - 14:15

Möglichkeiten und Grenzen der KI

Patrick Draheim

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, Deutschland

Möglichkeiten und Grenzen der KI



14:15 - 14:45

Sind Studierende befähigt, eigenes Lernen mit wissenschaftlicher Forschung zu kombinieren?

Hans-Joachim Bargstädt

Bauhaus-Universität Weimar, Deutschland

Sind Studierende befähigt, eigenes Lernen mit wissenschaftlicher Forschung zu kombinieren?

 
14:45 - 15:15Kaffeepause
 
15:15 - 16:301.2.a: Ingenieurwissenschaftliche Lehre gestalten
Chair der Sitzung: Maren Petersen
BITZ- Raum K4/K5 
 
15:15 - 15:30

Zum „Purpose“ der Ingenieurausbildung: Gedanken zur Richtzieldebatte moderner ingenieurwissenschaftlicher Lehre

Ralph Dreher

Universität Siegen, Deutschland

Der „Purpose“ eines Unternehmens, also seinen eigentlichen Zweck definieren zu können, gilt momentan als ein wesentliches Moment für dessen Zukunftsfähigkeit. Gerade zu folgerichtig wird diese Frage damit auch an die Mitarbeiter und ihre Qualifizierung gestellt – häufig verbunden mit der führungsseitig vorgegebenen Aufgabe, seinen eigenen Zweck im Unternehmen zu klären, um damit die Voraussetzung zu schaffen, sich über die notwendig zu leistende Arbeit für das Unternehmen eigene Klarheit zu verschaffen. Die Definition von Arbeitsaufgaben ist damit nicht länger an das Prinzip hierarchisch abgesicherter Anweisungen gebunden, sondern stattdessen gilt es, dieses selbst (aber zum Wohle des Unternehmens, als dessen elementarer Teil sich der Mitarbeiter sehen soll) zu leisten. Für den Ingenieurberuf entsteht angesichts der Digitalisierung von Entscheidungsprozessen im Zuge der „4.0-Technologien“ dabei zusätzlich die Aufgabe, den Kern von Ingenieurarbeit neu zu klären. Denn zum einen werden klassische Ingenieuraufgaben wie das Entwerfen und Dimensionieren durch die Digitalisierung „makroisiert“ (indem Automatismen hier Lösungen generieren), zum anderen wird immer undeutlicher, wo Facharbeit (die sich im deutschsprachigen Raum gemäß den aktuellen Ausbildungsplänen und Rahmencurricula das Bildungsziel von nachhaltig ausgerichteter Gestaltungskompetenz gesetzt hat) endet und Ingenieurarbeit beginnt (oder umgekehrt). Die hohe Akzeptanz von dualen Studiengängen kann hierfür als Indiz gewertet werden, dass Ingenieurarbeit und Facharbeit nicht länger als ein verzahntes Miteinander von Vorgeben und Umsetzen verstanden werden kann, sondern als ein synergetischer Prozess ohne klare Aufgabenzuweisung – und damit ohne singulären Zweckfestlegung, wer wie warum was beiträgt. Zukunftszugewandte Ingenieurausbildung muss sich dieser Entwicklung annehmen, indem sie sich selbst in ihrem Zweck hinterfragt – wobei Zweck eben nicht die bloße (utilitaristische) Ausrichtung auf die Vorbereitung zur Erwerbstätigkeit verstanden werden darf, sondern vielmehr als eine Auseinandersetzung mit der Frage des Richtziels. Hier wird vorgeschlagen, die Idee der Gestaltungskompetenz aufzunehmen und dahingehend weiterzuentwickeln, dass es die Kernaufgabe von Ingenieurtätigkeit ist, die Verantwortung von Gestaltung zu übernehmen und die Folgen von Gestaltung im Sinne des „Leonardischen Eides“ (Dreher 2015, 2017) zu benennen, zu beurteilen und zu kommunizieren – ggf. in Konkurrenz zur populistischen Meinung oder konträr zum gesellschaftlichem Diskurs.



15:30 - 15:45

Förderung von Kommunikationskompetenzen in technischen Studiengängen: Zwei didaktische Formate zur Unterstützung des Theorie-Praxis-Transfers.

Daniela Fernando, Oliver Winkler

Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Schweiz

Kommunikationskompetenz wird in der Wirtschaft als entscheidender Faktor für das Gelingen oder Nichtgelingen von Projekten betrachtet. Dies gilt insbesondere auch für das Ingenieurwesen, eine Domäne, die auf Fachpersonen angewiesen ist, die sowohl über vertiefte technische Kompetenzen als auch ausgeprägte soziale und kommunikative Kompetenzen verfügen müssen [vgl. Winkler, i.D.; Karras, 2017]. Trotz zunehmender technischer und medialer Unterstützung von Kommunikationsprozessen bleibt der zwischenmenschliche Kontakt durch mündliche und schriftliche Kommunikation ein tragendes Element einer funktionierenden Arbeits- und Geschäftswelt [vgl. economiesuisse, 2017]. Auf diesen Umstand reagieren gerade die Fachhochschulen, deren Studiengangprofile auf die Berufsbefähigung ihrer Absolventinnen und Absolventen ausgerichtet sind, indem sie Kommunikationskompetenz als Fach in ihr Curriculum integrieren. Institutionelle Rahmenbedingungen wie ECTS-Umfang, Klassengrößen und die Heterogenität der Studierenden sind dabei maßgebend für die didaktische Umsetzung. Domänenspezifischer Kommunikationsunterricht auf Tertiärstufe sollte zunehmend ressourcenorientiert sein, d.h. auf den Erfahrungen und Kompetenzen aufbauen, welche die Studierenden bereits vor dem Studium erworben haben und diese im Rahmen des fachlichen und wissenschaftsbasierten Dialogs erweitern [Fernando/Winkler, 2017, S.7].

In unserem Vortrag beleuchten wir zwei verschiedene Formate des curricularen Kommunikationsunterrichts auf Bachelor- und Masterstufe. Es ist zum einen die fachintegrierte Kommunikationsförderung im Kontext von sogenannten Projektmodulen und andererseits der Kommunikationsunterricht im Rahmen von eigenständigen Modulen, die im Curriculum der Studiengänge verankert sind. Die beiden Formate (fachintegriertes Kommunikationstraining vs. Kommunikation als Fach) werden je anhand eines Beispiels erläutert und es soll gezeigt werden, dass beide Herangehensweisen ihre Berechtigung haben, da sie unterschiedliche Facetten von kommunikativer Kompetenz und entsprechende Lehr-/Lernmethoden integrieren. Ein verbindendes Element besteht im individualisierten und ressourcenorientierten Trainingsansatz, der durch Blended Learning Tools unterstützt wird. Die besondere Herausforderung liegt schlussendlich darin, den Transfer zwischen Theorie und praktischer Anwendung von Kommunikation in den unterschiedlichen Domänen von technischen Studiengängen bestmöglich zu realisieren.



15:45 - 16:00

Vorstellungsvermögen und handwerkliche Fähigkeiten: Moodle-Vorbereitungskurs „Technische Darstellungslehre“

Veronika Geinitz

Technische Universität Ilmenau, Deutschland

Das Fach „Technische Darstellungslehre“ ist Bestandteil von nahezu allen technischen Studiengängen an der TU Ilmenau, da das Erstellen und Lesen von Technischen Zeichnungen grundlegend für die Arbeit von vielen Ingenieuren und Ingenieurinnen ist. Die meisten Studierenden bringen als Vorkenntnisse den Abiturstoff mit. Zeichnungen zu erstellen, erfordert fundierte Kenntnisse und manuelle Fähigkeiten im Umgang mit Zeichengeräten, die die Schüler und Schülerinnen im Fach Mathematik meist nur bis zur Klasse 8 [1] erwerben.

Von dieser Ausgangssituation her verwundert es nicht, wenn die Lehrenden im Fach Technische Darstellungslehre mangelhafte Fertigkeiten beim Umgang mit Zeichengeräten und fehlendes Vorstellungsvermögen beklagen. Das führt zu massiven Problemen beim Erlernen des Technischen Zeichnens, zu hohen Durchfallquoten bei Testaten und damit zu Verzögerungen im Studium. Um diesen Zustand zu verbessern, wurde ein Vorbereitungskurs zum Technischen Zeichnen auf der Lernplattform Moodle entwickelt und getestet.

Der Vorbereitungskurs wurde als Online-Kurs zum Selbststudium mit wenigen Präsenzzeiten konzipiert und vor dem Beginn des ersten Semesters durchgeführt. Inhaltliche Schwerpunkte sind das Auffrischen des Schulstoffes zur Darstellenden Geometrie, das Verbessern der handwerklichen Fähigkeiten und des Vorstellungsvermögens sowie das Vermitteln von Grundkenntnissen. Zur Motivation der Teilnehmenden wurden möglichst abwechslungsreiche Aufgabentypen verwendet, wie z. B. das Erzeugen von „Escherbildern“ zum Trainieren der Parallelverschiebung und der Vorstellungskraft oder das Entwerfen von Verpackungen. Um während des Selbststudiums die Motivation hoch zu halten, wird das Erreichen von Zwischenzielen im Moodle-Kurs gewürdigt. Die Kursleitung ist jederzeit erreichbar.

Die Test-Teilnehmenden des Vorbereitungskurses bewerteten den Vorbereitungskurs durchweg positiv, besonders die Umsetzung als E-Learning-Kurs mit wenigen Präsenzzeiten. Die Teilnehmenden absolvierten das Fach überwiegend erfolgreich und fühlten sich durch den Kurs gut vorbereitet.

Diese Publikation entsteht im Rahmen des Projekts BASICplus „Realisierung einer offenen Studienplattform für die berufsbegleitende und durchgängige Aus- und Weiterbildung in den Ingenieurfächern“. Das Projekt wird aus Mitteln des Förderwettbewerbs „Aufstieg durch Bildung: offene Hochschulen“ aus dem Programm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und der Länder im Rahmen der gemeinsamen Anstrengungen zur Förderung von Wissenschaft und Forschung gefördert (2. Förderphase, Laufzeit Februar 2018 – Juli 2020, FKZ: 16OH22017).



16:00 - 16:15

Praktikum „ALLES ING!“ – passgenaue Praktika an der Universität zur Berufs- und Studienorientierung in technischen Berufsfeldern

Ute Berbuir, Bianca Böhm

Ruhr-Universität Bochum, Deutschland

In unserer von Wissenschaft und Technik geprägten Gesellschaft und forciert durch die zunehmende Digitalisierung ist die Nachfrage nach kompetenten technischen Fachkräften kontinuierlich hoch. Daher gilt es, die Qualifizierung von Nachwuchskräften zu sichern. Hierbei sind sowohl die verschiedenen Ausbildungs- bzw. Studienwege in den Blick zu nehmen als auch die Veränderungen der Anforderungen der Arbeitswelt zu beachten. Mit dem Ziel, Schüler*innen breite Orientierungsmöglichkeiten zu bieten und tragfähige Berufs- bzw. Studienfachwahlentscheidungen zu fördern, wurde an der Ruhr-Universität Bochum ein spezifisches Praktikumskonzept entwickelt.

Das zweiwöchige Format „Praktikum ALLES ING!“ richtet sich an Schüler*innen in der Einführungsphase der gymnasialen Oberstufe (Jahrgangsstufen 10 bzw. 11). Es ist auf die Rahmenbedingungen der Schulen bzw. der verpflichtenden Informations- oder Praktikumszeiten der Schüler*innen zugeschnitten. Die Besonderheiten des Konzepts liegen in der expliziten Verbindung von Studien- und Berufsorientierung, in der Integration eines breiten Spektrums technischer Berufe bzw. Studiengänge sowie in der Begleitung der Teilnehmenden. Für die Berufsorientierung wird ein ‚Rundum-Einblick‘ in technische Berufsfelder ermöglicht, der Besuche in der Ausbildungswerkstatt, Job-Shadowing in den technischen Dezernaten und einen Austausch mit Wissenschaftler*innen beinhaltet. Zur Studienorientierung nehmen die Schüler*innen an Vorlesungen- und Übungen teil. Weiterhin werden Treffen mit Studierenden der Fachschaften organisiert, Versuche in ingenieurwissenschaftlichen Laboren durchgeführt und umfassende Informationen zu Studienmöglichkeiten gegeben. Gerahmt wird das Praktikum durch eine strukturierte Betreuung durch wissenschaftliche Mitarbeiter*innen und studentische Hilfskräfte.

Das Format wurde an der Ruhr-Universität Bochum in Kooperation mit einer ortsansässigen Schule im Sommersemester 2018 eingeführt und erprobt. Im Beitrag wird von Erfahrungen und Evaluationsergebnissen der Pilotdurchführung berichtet und ein Ausblick auf die nächste Umsetzungsphase gegeben. Dabei wird sowohl die Perspektive der Schüler*innen beleuchtet als auch die der Mitarbeiter*innen der Universität, die sich in vielfältiger Weise in die Umsetzung eingebracht haben.

 
15:15 - 16:301.2.b: Studieneingangsphase gestalten
Chair der Sitzung: Steffen Kersten
BITZ - Raum K1/K2 
 
15:15 - 15:30

Kompetenzentwicklung im ingenieurwissenschaftlichen Bereich durch ein Leitbeispiel geprägtes Curriculum

Markus Dumschat1, Markus Hantschmann2

1Hochschule Ravensburg Weingarten; 2ANSYS/Universität Potsdam

Beobachtungen an der Hochschule Ravensburg-Weingarten (UAS RV-WGT) haben gezeigt, dass Studierende in den ersten Semestern, insbesondere in den MINT-Fächern, vor großen Herausforderungen stehen. Felduntersuchungen haben zwei signifikante Indikatoren identifiziert [Dumschat et al., 2017]: Abstrakte Lehrinhalte und fehlende Querverbindungen zum späteren Berufsfeld.

Die Vernetzung der Bachelor-Lehrveranstaltungen durch ein „Leitbeispiel“ soll Abhilfe schaffen. Das Hauptziel dieser curricularen Vernetzung ist die studentische Verbesserung des selbstgesteuerten, reflektierenden und praxisbezogenen Lernens. Um das studentische Verständnis des Maschinenbau-Grundlagenwissens zu verbessern, wurde das Leitbeispiel „Motorsäge“ in Abhängigkeit der Vorlesungsschwerpunkte im Curriculum integriert. Dabei werden beispielsweise Lehrinhalte der Technischen Mechanik, der Werkstoffkunde oder der Thermodynamik in vielfältigster Weise und unterschiedlichster Methodik am Leitbeispiel behandelt. Es findet ein ständiger Austausch zwischen Theorie und Praxis statt, um die Motivation der Studierenden sowie ihre Fähigkeit, das Gelernte zu reflektieren und effektiver umzusetzen, zu verbessern.

Eine entscheidende Schlüsselfunktion bei der Vernetzung der Lehrveranstaltungen wird dabei dem konstruktiven Entwicklungsprojekt im zweiten Fachsemester zuteil. Im Rahmen des diesjährigen „Entwicklungsprojekts 1“ bearbeiten die Studenten eine praxisbezogene Aufgabe mit dem Ziel der einfachen Nachschärfung einer Motorsägenkette. Wie wichtig diese Aufgabe ist, zeigt ein Auftaktevent mit Forstwirten. Die Bedeutung einer stumpfen Sägekette und ihre Auswirkungen auf den Verschleiß werden nicht nur demonstriert, sondern auch von den Studenten erprobt. Das Entwicklungsprojekt ermöglicht dabei die Einbeziehung der essentiellen ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenfächern und verlangt von den Studierenden ein systematisches, konstruktionsmethodisches Vorgehen. Die Materialauswahl erfolgt mit Hilfe des CES EduPack. Die Studierenden werden aufgefordert, zu ihrem Lernen beizutragen, indem sie Anforderungen und Randbedingungen definieren und die Nachhaltigkeit ihrer Materialauswahl kommentieren müssen. Mittels additiver Fertigung prototypisieren die Studenten optional ihr Lösungskonzept. Im Rahmen regelmäßiger Projektmeetings werden Ergebnisse und Prototypen präsentiert und mit den Forstwirten diskutiert. Dieses interdisziplinäre Vorlesungskonzept fördert die Vernetzung und soll das studentische Verständnis wichtiger ingenieurwissenschaftlicher Kompetenzen, im fachlichen wie überfachlichen Bereich durch reale Problemstellungen aus dem Alltag eines Ingenieurs, weiter ausbauen.



15:30 - 15:45

Fach- und Formatspezifische Qualifizierung von Tutor*innen aus ingenieur- und naturwissenschaftlichen Disziplinen

Sevim Dylong, Henrike Heil

Technische Universität Darmstadt, Deutschland

Angesichts der Veränderungen, die sich vor dem Hintergrund sehr großer Studierendenzahlen, der Öffnung der Universitäten und Hochschulen für neue Zielgruppen und den Zukunftstrends wie Digitalisierung ergeben, werden vielfältige Ansprüche an die Tutorielle Lehre gestellt.

Vor allem in der Studieneingangsphase soll Tutorielle Lehre einen gewichtigen Beitrag zur Verbesserung der Lehrqualität, der Lernbedingungen und der Betreuungssituation der Studierenden leisten. Sie soll zudem, gerade in einem seit der Bologna-Reform immer enger regulierenden Studiensystem (vgl. Görts W. 2011, S. 207ff), die Studierenden zu selbstständigem und eigenverantwortlichem Lernen anregen und für ihr Studium und die Inhalte ihrer gewählten Disziplin motivieren.

Gleichzeitig verändern sich die Ansprüche an zukünftige Ingenieur*innen. Sie äußern sich beispielsweise in einer verstärkten Hinwendung zu transferfähigen und überfachlichen Kompetenzen, die unter anderem zum eigenständigen Arbeiten und Problemlösen in interdisziplinären und interkulturellen Teams befähigen sollen. Parallel dazu entwickelten sich neue Formen tutorieller Lehre, wie interdisziplinäre Projektarbeit, Exkursionen oder studentisch betreute Laborversuche, die auf unterschiedliche Weise versuchen, diesen Ansprüchen gerecht zu werden.

Was können solche tutoriellen Formate für die Bildung zukünftiger Ingenieur*innen leisten? Wie können Tutor*innen auf fachlicher und überfachlicher Ebene darauf vorbereitet werden, um die Studierenden bestmöglich zu unterstützen? Welche Rolle spielen hierbei Digitalisierungsprozesse? Und wie kann das gemeinsame Arbeiten und Lernen im Rahmen Tutorieller Lehre sowohl Tutor*innen als auch Studierende zu einem reflexiven Umgang mit der eigenen Disziplin, aber auch den eigenen Bildungsprozessen anregen?

Diese Fragen sollen am Beispiel zweier Tutoriumsformate an den Fachbereichen Material- und Geowissenschaften und Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der TU Darmstadt nachgegangen werden.

Das interdisziplinäre Studienprojekt GPEK „Grundlagen des Entwerfens, Planens & Konstruierens“ des Fachbereichs Bau- und Umweltingenieurwissenschaften lässt jährlich rund 600 Erstsemester über einen Zeitraum von zwei Semestern Projektarbeit unter möglichst realen Gegebenheiten erleben. Ziel ist es, ein städtebauliches Nutzungskonzept auf einem realen Plangebiet zu entwickeln und fiktiv umzusetzen. Für die Realisierung arbeiten die Studierenden in Projektteams, die von Tutor*innen, die auf den Ebenen der Team- und Fachbegleitung agieren, begleitet.

In der „Übung zur Gesteinsbestimmung“ des Instituts für Angewandte Geowissenschaften werden die Inhalte der Erstsemester-Grundlagenvorlesung „Exogene Geologie“ mit der praktischen Bestimmungsarbeit an geologischen Gesteinsproben verknüpft. Als Vorbereitung auf die „Hauptgeländeübung“ wird hier nicht nur theoretisches Wissen aufgearbeitet, sondern auch das Klassifizieren auf den ersten Blick und das gemeinsame Diskutieren von Ergebnissen geübt.

Neben den Spezifika der beiden Formate soll der Fokus auf die Qualifizierungs- und Begleitprogramme für die dort eingesetzten Tutor*innen gerichtet werden und hierbei sowohl deren Unterschiede als auch Gemeinsamkeiten skizziert werden.

Quellenangabe:

Görts, W. (2011): Wie Ausbildung Bildung werden kann in Zeiten, in denen Bildung abgeschafft werden soll. In: Görts, W. (Hrsg.):Tutoreneinsatz und Tutorenausbildung. Bielefeld



15:45 - 16:00

Coaching als integratives curricular-verankertes Instrument in der Ingenieurausbildung - Kompetenzerwerb im digitalen Zeitalter

Vanessa Mai, Martina Knobloch, Hanna Mengen, Susanne Wolf

TH Köln, Deutschland

Heutige Studierende werden aufgrund der digitalen Transformation und hoher Prozessgeschwindigkeiten nach ihrem Abschluss in umfassend digitalisierten und hochgradig vernetzten Arbeitswelten tätig sein. Sie durch entsprechende Kompetenzen auf diese „Ära 4.0“ vorzubereiten, ist genuine Aufgabe von Hochschulen. Die Vermittlung von Hand-lungskompetenz (know-how), um Fachwissen (know-that) fortlaufend und selbst gesteuert aktualisieren zu können, hat ebenso Teil eines ingenieurwissenschaftlichen Studiums zu sein, wie die Entwicklung von Fachidentitäten – bei gleichzeitiger Offenheit für interdisziplinäre Zusammenarbeit –, die Reflexion des eigenen Handelns und die Persönlichkeitsbildung zur Übernahme gesellschaftlicher Verantwortung. Diese Kompetenzen sollten sowohl möglichst frühzeitig im Studium vermittelt, als auch integrativ curricular verankert werden. Die Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme der TH Köln hat daher einen Change-Prozess angestoßen, der in allen Bachelorstudiengängen darauf abzielt, fachliche und überfachliche Kompetenzen über das gesamte Studium hinweg vom 1. bis zum 7. Semester erfahrungsbasiert zu trainieren, zu reflektieren und durch projektorientierte Module miteinander zu vernetzen. Das diesem Prozess zugrundliegende Ziel, die Lehre in reflexionsförderlichen Lehr-/Lernsettings und Prüfungsformaten konsequent kompetenzorientiert und studierendenzentriert zu gestalten, wird in diesem Beitrag exemplarisch vorgestellt.

Im 2. Semester des BA-Studiengangs Maschinenbau sind im Projektmodul Konstruktives Projekt (KP) – das jährlich über 200 Studierenden absolvieren – seit 2017 regelmäßige Reflexionsgespräche zur Steigerung der self-awareness der Studierenden implementiert. Das Modul zielt darauf ab, Studierende in Teams anhand einer exemplarischen Konstruktionsaufgabe alle Stationen eines industriellen Entwicklungsprojekts durchlaufen zu lassen. In kontinuierlichen Coachings mit dafür ausgebildeten Multiplikator*innen reflektieren Studierende ihre Team- und Arbeitsprozesse. Ziel des Coachings ist das Bewusstmachen der eigenen Kompetenzen sowie eine Sensibilisierung für das eigene Handeln und die Entwicklung von Reflexionskompetenz. Erste Ergebnisse einer explorativen qualitativen Fragebogenerhebung deuten auf die Wirksamkeit des Coachings in Hinblick auf die skizzierten Aspekte hin. Darauf aufbauend wurde das Modul Experimentelles Projekt (EP) im 3. Semester des Studiengangs Maschinenbau auf problembasiertes Lernen umgestellt. In einem Hackathon wenden die Studierenden das in vorherigen Modulen erworbene theoretische mechanische Verständnis auf eine komplexe Problemstellung an, wägen im Team Lösungsoptionen ab und diskutieren sie. Auch hier werden die Studierenden in regelmäßigen Reflexionsschleifen in Form von Coachings beim eigenständigen und selbst-organisierten Lernen unterstützt. Ergebnisse einer begleitenden Fragebogenerhebung geben Hinweise darauf, dass die Studierenden im zuvor belegten Modul KP überfachliche Kompetenzen (wie Kommunikations- und Teamfähigkeit sowie Projektmanagement-Skills) erworben und im Coaching reflektiert haben, die sie im EP zur Lösung fachlicher Aufgaben effektiv einsetzen können.

Die Bedeutung, die Reflexion durch Coachings im Rahmen erfahrungsbasierten Lernens einnimmt, geht auch mit einer veränderten Rollenerwartung an Lehrende einher. Konzepte, wie die des Lerncoaches und Facilitators, betonen eine konstruktivistische Auffassung von Lernen, demzufolge Lernende als aktiv und selbstgesteuert Handelnde zu verstehen sind. Diese Beobachtungen wurden zum Ausgangspunkt eines fakultätsweiten Multiplikator*innenkonzepts, das Qualifizierungsmaßnahmen, Szenarien zum Einsatz von wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen und Tutor*innen in der Lehre sowie begleitende qualitätssichernde Elemente enthält. Die Arbeitsqualität von Multiplikator*innen, die Studierende beim Erlernen der skizzierten „digitalen“ Kompetenzen begleiten, wird durch kontinuierliche Reflexionsschleifen in Coachings und Supervisionen gesichert.

Weitere Begleitforschung steht zur Frage der Prüfbarkeit von Reflexionsfähigkeit im Sinne des Constructive Alignments aus sowie zur Leistbarkeit von Coaching und Reflexion im Rahmen erfahrungsbasierten Lernens bei großen Hörerzahlen und hoher Diversität der Studierenden. Game-based learning Ansätze sowie digitale Reflexions- und Feedbackinstrumente sind hier ein erster Ansatzpunkt. Die hier exemplarisch gezeigte Schaffung integrativer curricularer Strukturen und der damit verbundenen didaktischen Implikationen und Instrumente für eine zukunftsfähige Ingenieurausbildung im digitalen Zeitalter kann als Best-Practice-Beispiel auch für andere Studiengänge dienen.



16:00 - 16:15

Thermopr@ctice – Ein interaktives Lernsystem für die Berechnung von Übungsaufgaben mit MATHCAD

Hans-Joachim Kretzschmar, Ines Jähne, Sebastian Herrmann, Mareike Schneider, Ronny Freudenreich

Hochschule Zittau / Görlitz, Deutschland

Berechnungsaufgaben gehören zu den Herausforderungen insbesondere in den MINT-Studiengängen. Das Lehrfach Technische Thermodynamik als ein wichtiges Modul im Grundlagenstudium zählt nicht selten zu den „Angstfächern” vieler Studierender. Mediengestützte Ansätze bieten großes Protenzial, um die Lernenden zu unterstützen, ihren Lernprozess zielgerichtet zu gestalten und ihre Fähigkeiten zu trainieren.

Die Fakultät Maschinenwesen der Hochschule Zittau/Görlitz arbeitet seit Jahren an der Entwicklung, Erprobung und Implementierung innovativer Ansätze zur Förderung des Studienerfolgs. In diesem Zusammenhang wurde „Thermopr@ctice” entwickelt. Dabei handelt es sich um ein internetgestütztes Lernsystem für das Berechnen von Übungsaufgaben mit dem Computer-Algebrasystem Mathcad. Das Lernsystem ersetzt die handschriftliche Bearbeitung auf dem Arbeitsblatt und das Berechnen mit dem Taschenrechner durch das Schreiben auf dem Mathcad-Arbeitsbildschirm und das Berechnen mit der Mathcad-Software. Mathcad ist hierfür sehr gut geeignet, da dessen Notation den handgeschriebenen Formeln sehr nahekommt. Den Studierenden werden die Übungsaufgaben in individuellen Varianten gegebener und gesuchter Größen und mit individuellen Zahlenwerten im Mathcad-Format über Internet bereitgestellt. Die Bearbeitung erfolgt in betreuten Übungen oder am heimischen Computer. Die für die Lösung benötigten Lehrunterlagen und die mit Software berechneten Stoffdaten werden ebenfalls im Mathcad-Format über Internet angeboten und können direkt auf den Arbeitsbildschirm gezogen werden. Nach der Berechnung jeder Aufgabe senden die Lernenden das Ergebnis an das von Thermopr@ctice bereitgestellte digitale Formular und erhält ein automatisches Feedback. Ist das Ergebnis nicht richtig, werden Zwischenergebnisse angefordert und verbale Hinweisen zur Fehlersuche gegeben.

Mit Thermopr@ctice werden die Studierenden an moderne Arbeitsweisen des Ingenieurs unter Nutzung fachbezogener Berechnungssoftware herangeführt. Da das System für das Selbststudium konzipiert ist, unterstützt es das selbstgesteuerte Lernen im Studium und eignet sich für die berufsbegleitende Weiterbildung. Es kann auf alle Module übertragen werden, in denen die Aneignung oder Festigung von Wissen über das Berechnen von Übungsaufgaben erfolgt. Das Lernsystem Thermopr@ctice wurde mit dem Sächsischen Lehrpreis 2018 ausgezeichnet.

Der Beitrag stellt das didaktische Konzept „Thermopr@ctice” vor und zeigt Evaluationsergebnisse aus der Anwendung in den Modulen der Technischen Thermodynamik an der Hochschule Zittau/Görlitz. Das Lernsystem kann auf der Website www.thermopractice.de genutzt werden.

 
16:30 - 17:301.3.a: Kreativität gestalten
Chair der Sitzung: Ralph Dreher
BITZ- Raum K4/K5 
 
16:30 - 16:45

"Literacy-Skills" in den Ingenieurwissenschaften - Aktuelle Trends und Entwicklungen

Joachim Hoefele1, Kerstin-Kathy Meyer-Ross2

1Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Schweiz; 2Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Dresden, Deutschland

An der 13. Regionaltagung 2018 der Ingenieurpädagogischen Wissenschaftsgesellschaft IPW in Bochum fiel ein Umstand besonders ins Auge: Mehr als vier Beiträge waren dem Themenfeld der domänen- und fachspezifischen Sprachförderung in technischen Studiengängen gewidmet. Dies ist umso bemerkenswerter, als die Veranstalter das Thema der Sprachförderung in der Ingenieurbildung weder im Call für Papers ausgeschrieben noch im Programm der Tagung gesetzt haben – woraus sich der Schluss ziehen lässt, dass ein zunehmender Bedarf an Förderung von «Literacy-Skills»- (= Fähigkeiten zum Lesen und Schreiben fachwissenschaftlicher Texte) im Kontext der Ingenieurbildung erkannt und in den Curricula verankert wird.

«Sprache ist nicht alles, aber ohne Sprache ist alles nichts», so lautet ein viel zitiertes Wort. Das gilt auch für die Ingenieurpädagogik, denn es ist die Sprache von Wissenschaft und Technik, die Zugang zu technischer Bildung eröffnet. Fachsystematisches Wissen und Können sind durch Sprache repräsentiert und werden durch Sprache vermittelt; deshalb ist jedes ingenieurpädagogische Bemühen auf eine hinlängliche Beherrschung der Sprache und Textsorten ingenieurwissenschaftlicher Disziplinen angewiesen. Das betrifft Studierende in technischen Studiengängen, nicht weniger aber auch Lehrende und Forschende.

In Folge der Internationalisierung von Bildung, Wissenschaft und Forschung wächst der Anteil internationaler Studierender an Hochschulen; nicht nur incoming-students mit anderer Herkunftssprache als der Studiensprache machen den Bedarf an Sprachdiagnostik und -förderung deutlich, sondern zunehmend auch Studierende (mit und ohne Migrationshintergrund) aus deutschsprachigen Ländern. Angesichts der heterogenen Sprachbiographien und -fähigkeiten entstehen digitale Sprachdiagnostik-Tools und Förderprogramm für den domänen- und fachspezifischen Kontext. Hinzu kommt die Fähigkeit, fachspezifisches Wissen von der Fachsprache in eine allgemein verständliche Sprache 'übersetzen' zu können, und zwar sowohl in Forschung und Lehre als auch in der Kommunikation mit der Öffentlichkeit.

Der hier vorliegende Beitrag zur 14. Ingenieurpädagogischen Regionaltagung 2019 zum Thema Technische Bildung im Kontext von 'Digitalisierung' widmet sich Sprache in Wissenschaft und Technik. Er zeigt aktuelle Entwicklungen und Trends des Sprachgebrauchs, – analoger wie digitaler – Sprachdiagnostik und -förderung im Kontext ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge [1].

[1] Jakobs, Eva-Maria; Schindler, Kirsten. Wie viel Kommunikation braucht der Ingenieur? Ausbildungsbedarf in technischen Berufen. In: Efing, Christian; Janich, Nina (Hg., 2006). Förderung der berufsbezogenen Sprachkompetenz. Befunde und Perspektiven. Eusl-Verlagsgesellschaft, Paderborn, S. 133-153.



16:45 - 17:00

kurzfristig abgesagt

. .

.

.



17:00 - 17:15

EFL Placement Testing For Engineering Students With Automated Essay Scoring: New Applications For Natural Language Processing

Curtis Gautschi

Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Schweiz

The implementation of internationalisation strategies by higher education policymakers has led to a steady increase in English-taught programmes (Wächter & Maiworm 2014). The recognition of English as an economic (Ehrenreich 2010) and academic (Ljosland 2011) lingua franca also applies to Engineering, where the proficient use of English is highly valued (Minsch et al. 2017), and practical skills, such as the writing of technical reports, are expected outcomes from engineering students' university level education (Karras et al., 2015: 8-13).

In spite of its importance, the placement testing of writing skills, regrettably, tends to be avoided on the grounds that it is too time-consuming. This is especially true when large numbers of new students are involved. However, advancements in computerized text analysis in the form of Automated Essay Scoring (AES) show great promise in responding to this need. This paper describes the design, results and further development of an AES tool and CEFR-level prediction algorithm that was created and experimentally implemented at a major University of Applied Sciences in Switzerland as part of an online English placement test for first-year engineering students. In line with current research in AES, the algorithm was developed employing a prediction-accuracy pseudo-black box approach (see Vanhove et al. 2019, Yannakoudakis 2013) using a small training corpus of texts with known CEFR levels (N=50).

The tool's advantages will also be discussed. Written and run entirely in an R environment (R Core Team 2017, version 3.4.3) using the koRpus package (Michalke 2017) as the tool's workhorse, the user has complete control over the tool's implementation, and can integrate it with other advanced text analyses possible in R (e.g., text mining, word embedding). The algorithm requires a minimum of resources, is simple to use and is cost-effective. As the tool can handle bulk grading of large numbers of texts, it is ideal for placement testing. Further, the AES algorithm is efficient. In its experimental run, the AES tool calculated the CEFR levels of 400 student essays in 10 minutes of run time on an ordinary laptop computer. While gold-standard (human) validation evidence is still required, external validation tests demonstrate the accuracy of the tool. CEFR level prediction patterns were found to be closer to official CEFR levels of a selection of texts than grading by other online AES systems. Finally, further research perspectives and dissemination in the form of a shiny web app and an R package will be presented.

 
16:30 - 17:301.3.b: Lösungen rechnergestützt gestalten
Chair der Sitzung: Justinus Pieper
BITZ - Raum K1/K2 
 
16:30 - 16:45

Konzipieren und realisieren von ferngesteuerten Betonbooten im interdisziplinären Bachelor-Projekt

Lennart Osterhus1, Uta Riedel2, Siska Simon2, Anne Bunde2, Torben Bellmann1, Heike Kölzer1, Frank Schmidt-Döhl1

1Technische Universität Hamburg, Institut für Baustoffe, Bauphysik und Bauchemie; 2Technische Universität Hamburg, Zentrum für Lehre und Lernen

Abstract 1 Im Rahmen des Interdisziplinären Bachelor-Projekts der TUHH wurde für das laufende Wintersemester eine neue Aufgabenstellung konzipiert. Neben den Teilprojekten „Algenreaktor“ und „Open Topic“ [1,2] können Studierende erstmals ferngesteuerte Betonboote planen und bauen. Der Tagungsbeitrag thematisiert die praktische Umsetzung des Projekts „Betonboot“. Die Projektarbeit wird für Student/innen des ersten Semesters angeboten und fordert interdisziplinäres Denken und Handeln. Etwa 25 Teilnehmer/innen aus den Fächern Allgemeine Ingenieurwissenschaften, General Engineering Science, Schiffbau, Bau- und Umweltingenieurwesen, Maschinenbau, Elektrotechnik, Mechatronik, Logistik und Mobilität sowie Informatik Ingenieurwissenschaften haben in zwei Teams die Aufgabe, jeweils ein schwimmfähiges Betonboot zu konstruieren. Das Boot soll die Ausmaße von 80x50 cm Grundfläche nicht überschreiten sowie durch einen Motor angetrieben und ferngesteuert werden können. Eine weitere Herausforderung besteht darin möglichst viel Last mit den Booten transportieren zu können. Die Studierenden haben sich selbständig ihren Vorlieben und Fähigkeiten entsprechend in Untergruppen eingeteilt, die sich mit unterschiedlichen Teilaspekten beschäftigen. Nach einer Kurzeinführung zur Konstruktionsmethodik haben die Teilnehmer/innen die Bootsform konstruiert sowie Antriebs- und Steuerungssysteme geplant. Eine Gruppe hat die Schalung für das Auftragen des Betons aus Styropor angefertigt, die andere Gruppe hat sich für eine Holzschalung entschieden. Parallel dazu haben die Studierenden ihre eigenen Betonrezepturen entworfen und getestet. Der Schiffsrumpf wurde in beiden Teams durch Spachteln und anschließendes Aushärten unter Wasser hergestellt. Für das Austarieren der schwimmenden Schiffe musste insbesondere auf die Positionierung der Komponenten des Innenausbaus geachtet werden. Zu definierten Meilensteinterminen haben beide Gruppen (zunächst voneinander getrennt, später gemeinsam) die Zwischenstände präsentiert. Die finale Fertigstellung der Betonboote wird für das Semesterende erwartet. Die Studierenden haben in kurzer Zeit erste Erfahrungen in den Bereichen praktisches Arbeiten, Präsentieren ihrer Ergebnisse und Projektkoordination gesammelt. Sie haben Verantwortung für ihre Ergebnisse und einen großen Zusammenhalt innerhalb der Teams entwickelt.

Abstract 2 A new assignment was developed for the Interdisciplinary Bachelor Project (IDP) at University of Technology Hamburg (TUHH) in winter semester 2019/20. In addition to the existing project assignments “Photobioreactor” and “Open Topic” [1,2], students now have the opportunity to construct and build remote-controlled concrete vessels. The paper describes the practical application of the project “concrete vessel”. The project is offered to students of the first semester. It challenges students to think and act in an interdisciplinary way. About 25 students from study courses General Engineering Science, Ship Building, Civil and Environmental Engineering, Mechanical Engineering, Electrical Engineering, Mechatronics, Logistics and Mobility as well as Informatics participates in two teams. They have the task to construct and build a buoyant ship. The dimensions of the ship must not exceed measurements of 80 by 50 cm and the ships are supposed to be powered by a remote-controlled electrical propulsion system. A maximum load has to be transported.

The students of each team divided themselves into groups depending on their previous knowledge and work on different subareas. Following a short input to construction methodology, participants constructed the shape of the boat and planned the propulsion systems. One of the teams built the molding for the vessel from styrofoam, the other one from wood. The concrete formulations were designed and tested by the students, and the hull was produced by smoothing followed by hardening underwater. The positioning of the inner compounds is important for balancing the boat in the water. At defined milestones, students presented the state of the work (first each team on its own, later together). The final completion of the boats is expected for the end of the semester. Students gained first experiences in the fields of practical work, presentation of results and project coordination in short time. They took responsibility for their results and developed a good team approach.



16:45 - 17:00

Thermo-Active – Ein Lehr-Lern-Konzept zur aktiven Verständnissicherung und differenzierten Leistungsförderung

Tobias Fieback1, Rhena Wulf1, Ronny Freudenreich2, Timon Umlauft1, Hans-Joachim Kretzschmar2

1TU Bergakademie Freiberg, Deutschland; 2Hochschule Zittau/Görlitz

Abstract 1

Die heterogene Zusammensetzung der Studierenden in den Grundlagenveranstaltungen vieler Ingenieursdisziplinen ist eine der zentralen Herausforderungen für die Lehrenden in MINT-Studiengängen. Insbesondere die Unterschiede im Wissensstand der Lernenden prägen das didaktische Konzept der einzelnen Lehrveranstaltungen. Die Lehre orientiert sich oft an der Leistungsmitte. Probleme, wie die Überforderung der leistungsschwachen Studierenden sowie die Unterforderung der Leistungsspitze und schließlich ein Rückgang in der Lernermotivation mit negativen Auswirkungen auf den Studienerfolg sind oftmals die Folgen.

Spezielle E-Learning-Ansätze bieten vielfältige Möglichkeiten zur Unterstützung des Studienerfolgs. Die Technische Universität Bergakademie Freiberg (Prof. Dr.-Ing. T. Fieback) und die Hochschule Zittau/Görlitz (Prof. Dr.-Ing. habil. H.-J. Kretzschmar) beschäftigen sich im Rahmen des Projekts „thermoACTIVE“ mit der Entwicklung, Implementierung und Erprobung eines didaktischen Konzepts, dass auf die aktive Verständnissicherung und eine differenzierte Leistungsförderung im Modul Technische Thermodynamik ausgerichtet ist. Ergänzend zur Vorlesung und zum Seminar sieht das Format diagnostische und formative E-Assessment-Ansätze vor, um die Lernenden bei ihren Lernhandlungen zu unterstützen. Es erfolgt eine spezifische Förderung in Abhängigkeit des Leistungsniveaus unter Verwendung verschiedener E-Learning-Elemente [1]. thermoACTIVE hilft den Lernenden dabei, ihren Lernprozess zielgerichtet voranzutreiben und ihre methodischen Fähigkeiten im Bereich des selbstgesteuerten Lernens zu trainieren. Ziel ist es, dass die Leistungsmitte besser auf die anstehenden Prüfungen vorbereitet, und die Leistungsspitze weiterführend gefördert werden. Dies unterstützt die Aufgabe akademischer Bildungseinrichtungen „Spitzenpotentiale zu identifizieren und aktiv zu fördern“.

Das Lit-Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Qualitätspakt Lehre. Der Beitrag stellt das Konzept „thermoACTIVE” vor und präsentiert Ergebnisse, die im Rahmen des Projekts an der TUBA Freiberg und der Hochschule Zittau/Görlitz gesammelt wurden.

Abstract 2

The heterogeneous composition of students in the basic courses of many engineering disciplines is one of the central challenges for the teachers in STEM programs. In particular, the different level of knowledge of the learners characterize the didactic concept of the individual courses. The teaching is often geared to students of average performance. Problems, such as the overburdening of low-achieving students and the underchallenge of students at the peak of performance and finally a decline in learning motivation with a negative impact on student success are often the consequences.

Special e-learning approaches offer many opportunities to support student success. The Technical University Bergakademie Freiberg (Prof. Dr.-Ing. T. Tieback) and the University of Applied Sciences Zittau / Görlitz (Prof. Dr.-Ing .- habil H.-J. Kretzschmar) are involved in the development, implementation and testing of a didactic concept within the framework of the project "thermoACTIVE" where active understanding assurance and a differentiated performance support in the module Technical Thermodynamics is aimed. In addition to the lecture and seminar, the format provides diagnostic and formative e-assessment approaches to assist learners in their learning activities. There is a specific promotion depending on the level of performance using different e-learning elements [1]. ThermoACTIVE helps learners to purposefully advance their learning process and to train their methodological skills in the area of self-directed learning.

The aim is to better prepare the students of average performance for the upcoming exams and to further promote the students at the peak of performance. This supports the task of academic institutions to identify and actively promote peak potentials.

The Lit project is funded by the Federal Ministry of Education and Research within the framework of the “Qualitätspakt Lehre”. The article introduces the concept "thermoACTIVE" and presents results that were collected within the framework of the project at the TUBA Freiberg and the University of Applied Sciences Zittau / Görlitz.



17:00 - 17:15

Programmierprojekt im Bereich komplexer, mikroprozessorbasierter Systeme mit einem Hexapod

Johannes Paehr1, Thomas N. Jambor2

1Leibniz Universität Hannover, Deutschland; 2Technische Universität Berlin, Deutschland

Mikroprozessorbasierte Systeme erfahren aufgrund ihrer zahlreichen Einsatzmöglichkeiten, der stetig steigenden Leistungsfähigkeit sowie der fallenden Preise eine unaufhaltsame Verbreitung. Deshalb wird die Fähigkeit, solche Systeme entwerfen und realisieren zu können, für Ingenieurinnen bzw. Ingenieure immer wichtiger. Da die Systeme auch durch Facharbeiterinnen und Facharbeiter installiert und gewartet werden, ist die Vermittlung dieser Kompetenzen an zukünftige Lehrkräfte an berufsbildenden Schulen ebenso wichtig.

Ausgehend von dem skizzierten Bedarf wurde am Zentrum für Didaktik der Technik ein Projekt konzipiert, das an der Schnittstelle zwischen Bachelor- und Masterstudium verortet ist und sowohl für zukünftige Ingenieurinnen und Ingenieure als auch für zukünftige Lehrkräfte angeboten wird. Im Rahmen dieses Projektes wird ein sechsbeiniger Roboter (Hexapod) verwendet, um die Kompetenzen der Studierenden im Bereich der mikroprozessorbasierten Systeme zu fördern. Diese Plattform bietet die Basis für die Programmierung unterschiedlicher Teilsysteme. An den Kern, abgebildet durch einen Raspberry Pi 3, werden unterschiedliche Mikrocontroller über ein Bussystem angebunden. Das Ziel, das mit dem Roboter verfolgt wird, besteht darin, eine einerseits sehr vielseitige und andererseits motivierende Plattform anbieten zu können. Die Vielseitigkeit wird durch den Einsatz von unterschiedlichen Mikrocontrollern erreicht, die sich entsprechend mit unterschiedlichen Programmiersprachen programmieren lassen. Das Spektrum reicht dabei von sehr hardwarenaher (Assembler) bis hin zu abstrakter Programmierung (Java). Ein motivierender Aspekt ist die Art des eingesetzten Roboters. Dieser unterscheidet sich in seiner Fortbewegung von den meisten anderen, die häufig mit Rädern oder Ketten angetrieben werden, indem er ähnlich wie ein Insekt geht. Dieses Merkmal stellt eine Besonderheit dar, die zwangsläufig zu Kommunikationsprozessen bei der Modellierung des Bewegungsapparates durch die Studierenden führt und gleichzeitig interdisziplinäre Aspekte fokussiert. Im Rahmen dieses Artikels wird neben den technologischen Aspekten das fachdidaktische Konzept des Projektes dargestellt.

Microprocessor-based systems spread unstoppably due to their numerous application possibilities, the constantly improving performance as well as the falling prices. Thus, the competence to design and implement such systems is increasingly important for engineers. Since the systems are installed and maintained by skilled workers, it is equally important to impart these skills to future teachers at vocational schools.

Based on the needs outlined above, a project was designed at the Zentrum für Didaktik der Technik, which is located at the interface between bachelor's and master's studies and is offered both to future engineers and future teachers. Within the framework of this project, a six-legged robot (hexapod) will be used to promote students' competences in the field of microprocessor-based systems. This platform provides the base for programming different subsystems. Different microcontrollers are connected to the core, represented by a Raspberry Pi 3, via a bus system. The aim of the robot is to offer a versatile and motivating platform. The versatility is achieved by the use of different microcontrollers, which can be programmed accordingly in different programming languages. The spectrum ranges from very hardware-oriented (Assembler) to abstract programming (Java). A motivating aspect is the type of robot used. This robot differs in its locomotion from most others, which are often driven by wheels or chains, in that it walks like an insect. This feature is a peculiarity that inevitably leads to communication processes during the modelling of the locomotion system by the students and focuses on interdisciplinary aspects at the same time. In addition to the technological aspects, this article presents the didactic concept of the project.

 
18:00 - 22:00Grillen
Uni Bremen - Betriebshof 

Datum: Freitag, 24.05.2019
8:30 - 9:002.1 Keynote: Individualisierung von Bildungswegen
Chair der Sitzung: Gudrun Kammasch
BITZ- Raum K4/K5 
 

Individualisierung von Bildungswegen in den Ingenieurwissenschaften: Das H-Modell der BTU Cottbus-Senftenberg

Matthias Koziol

Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Deutschland

Die ingenieurwissenschaftliche Hochschulbildung ist gekennzeichnet durch das Nebeneinander fachhochschulischer und universitärer Studienformen. Diese unterscheiden sich z. B. hinsichtlich der Theorie-Praxis-Gewichtung, der Anwendungs- bzw. Forschungsorientiertheit und des Betreuungsumfangs durch die Lehrenden. Jedoch sind sich Studieninteressierte dieser Unterschiede oft nicht bewusst und treffen ihre Studienwahl intuitiv, was das Risiko eines vorzeitigen Studienabbruchs in sich birgt. Diesem Problem begegnet die BTU Cottbus-Senftenberg, an der Ingenieur-Studiengänge sowohl in fachhochschulischen (B.Eng.) als auch universitären (B.Sc.) Studienformen angeboten werden, mit der Etablierung des sogenannten H-Modells. Dabei handelt es sich um eine innovative Lehrstruktur, die es Studierenden ermöglicht, verschiedene Lehr- und Lernkonzepte der Ingenieurwissenschaften miteinander zu vergleichen und unkompliziert zwischen den Studienmodellen zu wechseln. Die konzeptionelle Struktur des H-Modells besteht neben den im jeweiligen Studiengang zu belegenden Fachmodulen aus einem sogenannten FüS-Modul, ggf. studienformübergreifenden Modulen und Transfer-Modulen. Beim FüS-Modul handelt es sich um obligatorische fachübergreifende Studienangebote. Dabei lernen die Studierenden Inhalte und Lehr- und Lernformen anderer Studiengänge sowie interdisziplinäre Arbeits- und Forschungsmethoden kennen. Ein weiterer Baustein des H-Modells können Module sein, die von Studierenden beider Studienformen belegt werden können. Stellt sich heraus, dass die andere Studienform den individuellen Interessen eines oder einer Studierenden eher entspricht, tritt der dritte Mechanismus des H-Modells, das sogenannte Transfer-Modul in Kraft. Das Transfer-Modul berücksichtigt individuell die für einen Wechsel noch zu erbringenden Leistungen und ermöglicht dadurch einen weichen Wechsel in die ‚benachbarte‘ Studienform. Das H-Modell macht die Unterschiede zwischen fachhochschulischen und universitären Ingenieurstudiengängen erfahrbar und erhöht gleichzeitig die Durchlässigkeit zwischen den unterschiedlichen Studienformen. Durch das H-Modell wird der nach dem Studienbeginn eingeschlagene Bildungs- und Karriereweg offengehalten und somit die Entscheidung für ein ingenieurwissenschaftliches Studium erleichtert.

 
9:00 - 10:002.2: Hochschuldidaktik gestalten
Chair der Sitzung: Joachim Hoefele
BITZ- Raum K4/K5 
 
9:00 - 9:15

Gestaltungsoptionen zur curricularen Einbindung von Trendthemen in Diplom- und konsekutiven Masterstudiengängen der Ingenieurwissenschaften

Timon Umlauft, Kristina Wopat

TU Bergakademie Freiberg, Deutschland

Abstract 1 Das gesellschaftliche Interessengruppen den Verantwortlichen und Akteuren in ingenieurwissenschaftlicher Studiengängen ihre Vorschläge zu inhaltlichen bzw. lehrorganisatorischen Anpassungs- bzw. Veränderungsmaßnahmen unterbreiten ist nichts Ungewöhnliches. Häufig geschieht das in Form von Bedarfsstudien und daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen bis hin zu administrativen Vorgaben, beispielhaft seien hier aufgeführt die Impulsstudien des VDMA und die Akkreditierungsrichtlinien der HRK und KMK für Bachelor- und Masterstudiengänge. Neu ist allerdings das seit der Umsetzung der Bologna Reform im Jahr 1998 die Einflussnahmen in Anzahl und Intensität deutlich zugenommen haben. Beispielhaft seien hier genannt die Kampagne des VDI mit dem Thema des drohenden Ingenieurmangels oder die Forderung nach mehr Internationalisierung des Studiums durch den DAAD oder die Fördermaßnahmen des BMBF zu den Themen Forschendes Lernen und Digitalisierung und die Studien zur Industrie 4.0 des VDMA und VDI. Charakteristisch für alle diese Initiativen ist ihr indirekter bzw. direkter Anspruch in das Curriculum und die Studienorganisation von ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen aufgenommen zu werden. In dem vorliegenden Beitrag soll daher untersucht werden ob und wie solche aktuellen gesellschaftlichen Trendthemen in das „klassische“ ingenieurwissenschaftliche Studium im deutschsprachigen Raum integriert werden können und sollten. Dabei wird sich exemplarisch auf empirische Ergebnisse der von der Impuls-Stiftung des VDMA in Auftrag gegebenen Studie „Ingenieurinnen und Ingenieure für Industrie 4.0“ bezogen und auf Evaluationsergebnisse von Studierendenbefragungen transnationaler Workshops und Unternehmensexkursionen, welche im Rahmen des vom Europäischen Sozialfonds und des Freistaates Sachsen finanzierten Projektes „ Grenzüberschreitender Lehrverbund Kunststofftechnik Zittau – Liberec“ durchgeführt wurden.

Keywords: Studiengangsgestaltung, Curriculumtheorie, Projektmethode, Didaktisches Design

Abstract 2. It is not unusual for social interest groups to submit their proposals on content or methodological adaptation or change, measures to those responsible and actors in engineering courses of study. This is often done in the form of needs studies and recommendations for action derived from them, right up to administrative specifications. New is that since the implementation of the Bologna Reform in 1998, the number and intensity of influences have increased significantly. Characteristic of all these initiatives is their indirect or direct claim to want to be included in the curriculum and study organisation of engineering degree programmes. This article will therefore examine whether and how such current social trend topics can and should be integrated into the "classical" engineering studies in German-speaking countries.

Keywords: Course design, curriculum theory, project method, didactic design



9:15 - 9:30

Erfahrungen aus drei Semestern „MYEIT- Studium mit angepasster Geschwindigkeit“

Thomas Betz, Sibylle Basten, Till Neukamp, Nicolas Alberti

Hochschule Darmstadt, Deutschland

Die Hochschule Darmstadt (h_da) hat im Sommersemester 2018 die Umsetzung des hessenweiten Pilotprojektes „Studium angepasster Geschwindigkeit”mit der ersten Kohorte gestartet und reagiert damit auf die zunehmende Heterogenität der Studierenden. Das Projekt basiert auf dem mytrack-Prinzip und wird zusammen mit zwei Kooperationspartnern (Technische Hochschule Mittelhessen und Hochschule Fulda) durchgeführt. Der Fokus der h_da liegt dabei auf der Durchführung von (Mini)-Praxisprojekten und die Vertiefung der Grundlagen durch bestehende Mathe-Fit- und neu entwickelte Elektrotechnik-Fit-und Informatik-Fit-Kurse. Weiterhin werden auch die Softskill-Fähigkeiten gestärkt (z. B. Selbstorgansiation und Stressmanagement). Die erste Kohorte befindet sich nun seit drei Semestern in diesem Studienprogramm und im Rahmen dieser Veröffentlichung soll über die Erfahrungen und Learnings berichtet werden. Das Projekt wird vom Hessischen Minsterium für Wissenschaft und Kunst gefördert.



9:30 - 9:45

Flipped Classroom in der Ingenieurausbildung am Beispiel der Konstruktionslehre

Thomas Müller, Bernd Bellair

Hochschule Zittau / Görlitz, Deutschland

Bedingt durch Digitalisierung und Industrie 4.0 sind Eigenverantwortung, Selbstmanagement und die Fähigkeit sich und seine Produkte zu präsentieren entscheidende Qualitätsanforderungen an zukünftige Hochschulabsolventen im MINT-Bereich. Das neue Lehr-Lern-Konzept basiert auf einem studierendenzentrierten Unterricht und trägt diesen Anforderungen Rechnung. Somit wird der eigenverantwortliche Lernprozess der Studierenden zielgerichtet unterstützt und das selbstorganisierte Lernen und Präsentieren trainiert.

Das Projekt Lernen um zu Lernen 2 an der Hochschule Zittau/Görlitz (HSZG) beschäftigt sich mit der Konzipierung, Erprobung und Implementierung innovativer Ansätze zur Unterstützung von Studierenden in ihrem Lernprozess und der Entwicklung fachübergreifender Kompetenzen. Verbunden damit sind die Steigerung des Studienerfolgs und der Qualität der Lehre. Die Förderung der Selbstorganisation und Initiative sowie die Verbesserung von Präsentationsfähigkeiten stellen die Schwerpunkte dieses an ein „flipped classroom“-Format angelehntes Konzept dar. Nach Erpenbeck und Heyse [1] sind das „Personale Kompetenzen“ sowie „Aktivitäts- und Handlungskompetenzen“. Das für die Konstruktionslehre entwickelte Lehr-Lern-Konzept integriert die Ausbildung dieser Kompetenzen in die Lehrveranstaltung und überführt somit die Wissensvermittlung von einem dozentenzentrierten zu einem studierendenzentrierten Ansatz. Das klassische System Dozent-Studierende geht zum System Studierende-Studierende über. Auf diese Weise werden sie in die Lage versetzt, den Lehrstoff eigenständig und selbstorganisiert zu erarbeiten und ihn so aufzubereiten, um ihn den Kommilitonen einfach, stringent und in eigenen Worten in einer eigens erstellten Lehrveranstaltung bereitstellen.

Der Beitrag zeigt die historische Entwicklung des neuen Lehr-Lern-Konzeptes im Bereich Konstruktionslehre an der Hochschule Zittau/Görlitz. Die Beschreibung der Lehrveran-staltung wird durch bereits erfasste Evaluationsergebnisse untersetzt. Den Abschluss bilden Ansätze zur nachhaltigen Fortführung des Konzepts nach Beendigung des Projektes Lernen um zu Lernen 2 an der Hochschule Zittau/Görlitz.

 
10:00 - 11:152.3 Poster: Posterpräsentation inkl. Kaffeepause
Chair der Sitzung: Stefan Patzelt
BITZ- Raum K4/K5 
 
10:00 - 10:10

Kurzvorstellung der Poster im Plenum

Stefan Patzelt

Universität Bremen, Deutschland

Kurzvorstellung der Poster im Plenum



Augmented Reality Content Management System für den Einsatz in praxisorientierten Lernszenarien

Jan Luca Siewert1, Mario Wolf1, Sulamith Frerich2

1Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik, Ruhr-Universität Bochum, Deutschland; 2Virtualisierung verfahrenstechnischer Prozesse, Ruhr-Universität Bochum, Deutschland

Die Digitalisierung hat das Potential, die universitäre Lehre in vielen Aspekten effizienter und effektiver zu gestalten. Dies kann z.B. durch digitale Technologien geschehen, die Informationen und Lerninhalte strukturiert und gemäß des individuellen Arbeits¬tempos bereitstellt. Entsprechend finden immer häufiger Systeme in universitären Lehrveranstaltungen Verwendung, die auf Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) basieren. Einige zentrale Probleme bei der Erstellung entsprechender Anwendungen betreffen die Erstellung und Strukturierung der Inhalte und ihre anschließende Platzierung und Verankerung in der Realität. Diese Prozesse sind zeitaufwändig und erfordern oft zumindest Grundkenntnisse in 3D-Modellierung und Programmierung.

In diesem Beitrag stellen die Autoren ein Konzept vor, welches es Lehrenden ermöglicht, auf einfachem Weg interaktive AR-basierte Arbeitsanleitungen zu erstellen. Diese Anleitungen können Studierende mit Hilfe einer AR-Anwendung abrufen und als Informationsquelle für Laborexperimente nutzen. Als Anwendungsfälle werden Laborversuche aus der Verfahrens¬technik und der Material¬wissenschaft untersucht. In beiden Fällen besteht die Arbeitsanleitung aus einer Sammlung von individuellen Arbeitsschritten mit fester Reihenfolge. Ein Arbeitsschritt enthält eine textuelle Beschreibung der durchzuführenden Arbeiten sowie Warn- und Sicherheitshinweise und Gefahrensymbole. Jeder Arbeitsschritt enthält darüber hinaus einen in der Realität verankerten AR-Hinweis, um Studierenden die Orientierung an den relevanten Anlagen und Maschinen zu erleichtern.

Die Erstellung einer solchen Arbeitsanleitung erfolgt in drei Stufen. Zunächst legt der Lehrende die Anleitung mit allen Einzelschritten, Hinweisen und Gefahrensymbolen an. Anschließend wird jedem Einzelschritt und jedem Hinweis eine Position an der realen Anlage zugeordnet. Sind alle Positionen verankert, werden diese in einer zentralen Datenhaltung gespeichert und im Anschluss den Studierenden in ihrer AR-Applikation zur Verfügung gestellt.

Das Konzept wurde vollständig implementiert und durch Lehrende evaluiert. Die Validierung erfolgt im Rahmen einer Lehrveranstaltung im Sommer 2019.



Augmentierte Realität: Von Peppers Geist (1862) über das DamoklesSchwert (1968) zur Hololens 2 (2019) und Anwendung in der technischen Bildung

Daniel Winkler, Thomas Müller, Ronny Freudenreich

Hochschule Zittau / Görlitz, Deutschland

Dieses Poster möchte die historische Entwicklung der Möglichkeiten zur Augmentation der Realität aufzeigen und einen Impuls zur Diskussion liefern, um die zukünftigen Chancen und Herausforderungen dieser Technologie abzuleiten, insbesondere für die technische Bildung.

Es wird ein Überblick unter anderem über folgende technischen Entwicklungsstufen der Technologie »augmentierte Realität« gegeben:

– John Henry Peppers Illusion eines Geistes auf der Theaterbühne (1862) mittels optischen Spiegeln [vgl. 1, S. 338],

– Ivan Sutherlands sogenanntes »Damoklesschwert« (1968) dem ersten Head-Mounted Display (HMD) mit der Möglichkeit zur Darstellung 3-dimensionaler linienförmiger Objekte in einem Sichtfeld [vgl. 2, S. 757 ff.],

– Steve Manns »Sequential Wave Imprinting Machine« (1974), welche reale Phänomene, wie Radiowellen in abgedunkelten Räumen mittels Glühlampen, darstellen konnte [vgl. 3, S. 92 ff.],

– Google Glass (2012) ein 50 g leichtes HMD mit integriertem Computer, Touchpad, Bildschirm, Kamera und Mikrofon [vgl. 4, S. 281 f.] und

– Microsofts Hololens 2 (2019) ein HMD mit welchem die Realität um greif- und verschiebbare Hologramme augmentiert bzw. reduziert werden kann und welches auch über Sprachbefehle steuerbar ist [vgl. 5].

Zusammenfassend illustriert dieser Beitrag den technologischen Fortschritt von »augmentierter Realität« und zeigt deren Anwendungsmöglichkeiten in der technischen Bildung auf.

Referenzen

[1] Greenslade, Tom (2011). Pepper's Ghost. In: The Physics Teacher Vol. 49, Issue 338. https://doi.org/10.1119/1.3628254 (Abruf: 18.03.2019)

[2] Sutherland, Ivan E. (1968). A head-mounted three dimensional display. In: Proceedings of the December 9-11, 1968, fall joint computer conference, part I (AFIPS '68 (Fall, part I). ACM, New York, NY, USA, 757-764. DOI: https://doi.org/10.1145/1476589.1476686 (Abruf: 18.03.2019)

[3] Mann, Steve (2015). Phenomenal Augmented Reality: Advancing technology for the future of humanity. In: IEEE Consumer Electronics Magazine (Volume: 4 , Issue: 4 , Oct. 2015) 92–97. https://doi.org/10.1109/MCE.2015.2463312 (Abruf: 18.03.2019)

[4] Muensterer, Oliver J.; Lacher, Martin; Zoeller, Christoph; Bronstein, Matthew; Kübler, Joachim. Google Glass in pediatric surgery: An exploratory study. https://doi.org/10.1016/j.ijsu.2014.02.003 (Abruf: 18.03.2019)

[5] Microsoft (2019). HoloLens 2 A new vision for computing. https://www.microsoft.com/de-de/hololens/hardware https://news.microsoft.com/de-ch/2019/02/25/mwc-barcelona-microsoft-praesentiert-microsoft-hololens-2/ (Abruf: 18.03.2019)



Denken wie ein/e Ingenieur/in - nutzerzentriertes Vorgehen beim Erstellen eines Lehr-Lern-Szenarios für die Technische Mechanik

Franziska Weidle, Anna Seidel, Claudia Börner, Lukas Flagmeier, Jonas Vossler

Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Deutschland

Technische Berufe sind interessante Arbeitsbereiche, das beweist die hohe Zahl an Neueinschreibungen in Ingenieurstudiengängen. Die Besonderheit an der Brandenburgischen Technischen Universität ist ein hoher Anteil ausländischer Studierender und die Möglichkeit, das Studium dual, an der Universität oder FH zu absolvieren. Dadurch ergeben sich u.a. unterschiedliche Bildungshintergründe und Sprachniveaus. Um ein Studium erfolgreich zu bestehen, ist die Lernmotivation, das Interesse und Sprachverstehen ebenso wichtig, wie die Wahl der richtigen Lernstrategien [Plass, Homer, Bruce & Kinzer, 2015; Artelt, 1999; Schiefele, Streblow & Brinkmann, 2007]. Jedoch scheint die starke Anfangsmotivation der Studienbeginnenden in Verbindung mit den hohen Abbrecherraten der ersten Semester unüblich [Schiefele et al., 2007]. Ein Problembereich wird durch die Technischen Mechanik (TM) beschrieben [Dammann, 2016]. Die TM spielt eine zentrale Rolle in den Ingenieurstudiengängen. Dadurch können Lern- und Verständnisprobleme in diesem Bereich nicht nur Prüfungsversagen auslösen, sondern auch zu Lücken im weiteren Studienverlauf führen.

Was ist der Grund der hohen Durchfall- und Abbrecherquoten [Zwiers & Dederichs-Koch, 2014; Heublein et al., 2012] in diesen Fächern trotzt des großen Anfangsinteresses? Mit welchen Problemen sehen sich die Studierenden in ihrer Auseinandersetzung mit den Inhalten der TM konfrontiert? Zeigen sich Unterschiede bei der Beantwortung dieser Fragen bzgl. unterschiedlicher Bildungshintergründe, Deutschkenntnisse und Gender? Welche nachhaltigen Lösungsstrategien können unter den Gesichtspunkten der diversen Studierendenschaft entwickelt werden? Das Forschungsprojekt Learn&Play untersucht, in welchen Themengebieten Probleme liegen, welche Lehr- und Lernstrategien verwendet werden und wie die Studierenden in ihrem individuellen Lernprozess unterstützt werden können. Dabei werden motivationale Faktoren untersucht sowie Problembereiche und Lernstrategien [Wild & Schiefele, 1994] erfragt.

Anhand der Problemanalyse werden erste Lösungen generiert und iterativ mit der Zielgruppe evaluiert. Mit diesem partizipativen nutzerzentrierten Ansatz verfolgt das Projekt das Ziel, ein innovatives Lernszenario zu entwickeln, das sich mit Hilfe von adaptiven Elementen an die individuellen Bedürfnisse der Zielgruppe(n) anpasst. Das Projekt erhofft sich damit, den Lernerfolg in der TM nachhaltig zu erhöhen. Darüber hinaus soll ein Leitfaden zur Nutzung spielerisch-interaktiver Elemente für die Wissensvermittlung entstehen, der ebenso in anderen Themenbereichen angewandt werden kann.



Ein Beitrag zur Integration der Digitalisierung ins didaktische Design des Wirtschaftsingenieurwesens

Martin Hieronymus, Bernhard Meussen, Matthias Finck

Nordakademie - Hochschule der Wirtschaft, Deutschland

Im Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen an der NORDAKADEMIE – Hochschule der Wirtschaft bilden die Lehrlernziele des Qualifikationsrahmens WING die Ausgangsbasis für das curriculare Design. Das für die Digitalisierung relevante Qualifikationsziel lautet: „Absolventinnen und Absolventen können moderne Informationstechnologien effektiv nutzen.“ [1]. Um auf der Mikroebene die Dozentinnen und Dozenten darin zu unterstützen moderne Technologien in das didaktische Design zu integrieren und zu verzahnen, wird von der NORDAKADEMIE-Stiftung das Forschungs-projekt CPS: inverted Laboratories gefördert.

Das didaktische Design einer Lehrveranstaltung orientiert sich an den Lehrlernzielen eines Moduls sowie an den Rahmenbedingungen [2]. Die effektive Nutzung von Informationstechnologien wird im Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen mit Laborveranstaltungen realisiert [3]. Im Masterstudium Wirtschaftsingenieurwesen der NORDAKADEMIE sind die Rahmenbedingungen örtlich und zeitlich limitiert. Der größere Teil des Studiums findet ortsunabhängig, außerhalb der Hochschule statt. Die Studierenden erleben diese Phase als überwiegend rezeptiv. Um dem Qualifikationsziel gerecht zu werden, soll im Beitrag aufgezeigt werden, welche Möglichkeiten zur aktiven Gestaltung mittels Simulationen und Remotelaboren auch außerhalb der Präsenzphasen bestehen.

Neben der Bedienung der Anwendungsebene soll im nächsten Schritt geklärt werden, wie die höchste Taxonomiestufe in die vorgelagerte Selbstlernphase integriert werden kann, um dem Niveau des Masterstudiums gerecht zu werden. Hierzu lassen sich die zahlreichen „Maker Spaces“ und Onlineangebote nutzen, um Neues zu erschaffen und den Einsatz moderner Informationstechnologien kritisch zu vergleichen oder zu beurteilen.

Keywords: didaktisches Design, Labordidaktik, Digitalisierung, Constructive Alignment

In the Industrial Engineering and Management programme at the NORDAKADEMIE - University of Applied Sciences, the teaching objectives of the Qualifications Framework Engineering and Management form the starting point for curricular design. The relevant qualification goal for digitalisation is: "Graduates can effectively use modern information technologies". [1]. The NORDAKADEMIE-Stiftung supports the research project CPS: inverted laboratories in order to support lecturers at the micro level in integrating and interlinking modern technologies into didactic design.

The didactic design of a course is oriented towards the teaching and learning objectives of a module and the framework conditions[2]. The effective use of information technologies is realized in the engineering sciences by means of laboratory courses[3]. In the Master's programme in Industrial Engineering and Management at NORDAKADEMIE, the framework conditions are restricted in terms of both time and place. The greater part of the programme takes place outside the university, independent of location. The students experience this phase as predominantly receptive. In order to meet the qualification goal, the article will show which possibilities exist for active design by means of simulations and remote laboratories, even outside attendance phases.

In addition to the application level, the next step should be to clarify how the highest taxonomy level can be integrated into the preceding self-study phases in order to justify the level of the Master's programme. The numerous "Maker Spaces" and online opportunities can be used to create something new and to critically compare or evaluate the use of modern information technologies.

Keywords: engineering education, inverted laboratories, digital learning environments, constructive alignment’

Referenzen

[1] Fakultäten‐ und Fachbereichstag Wirtschaftsingenieurwesen e.V., Verband deutscher Wirtschaftsingenieure(VWI) e.V. (2014). Qualifikationsrahmen Wirtschaftsingenieurwesen.

[2] Reinmann, Gabi (2015). Studientext Didaktisches Design. Hamburg.

[3] Hieronymus, Martin (2018). Laborprotokoll. In: Angela Sommer, Germo Zimmermann, Julia Gericke (Hg.): Kompetent Prüfungen gestalten, Waxmann Verlag, p. 118-122.



»Augmentation versus Reduktion« – Möglichkeiten und Chancen didaktischer Reduktion durch augmentierte Realität in der technischen Bildung

Daniel Winkler

Hochschule Zittau / Görlitz, Deutschland

Der Begriff augmentierte Realität (AR) wurde Anfang 1992 von Caudell und Mizell

[vgl. 1, S. 660] eingeführt. Sie beschrieben damit die visuelle Erweiterung des Sichtfeldes

eines Produktionsmitarbeiters, beim Flugzeughersteller Boeing, mittels Head-Mounted Display (HMD). So konnte diesem beispielsweise die Position eines zu bohrenden Loches an einem Bauteil, direkt in das Sichtfeld eingeblendet werden. Das Ziel war es, durch dieses HMD den Informationszugriff der Arbeiter auf technische Zeichnungen, Montageanleitungen etc. zu erleichtern und damit Kosten- und Fehlerquellen zu beseitigen. [vgl. 1, S. 660 ff.]

Seitdem hat sich die Technologie AR, auf Grund schnellerer Internetverbindungen, mobiler Endgeräte wie Smartphones, innovativer HMDs und anderer, weiterentwickelt. Wenig Beachtung fand dabei, die Möglichkeit der didaktischen Reduktion oder Vereinfachung in der technischen Bildung. Eine didaktische Reduktion »findet immer dann statt, wenn umfangreiche und komplexe Sachverhalte aufbereitet werden, um sie für die Lernenden überschaubar und begreifbar zu machen«. [2, S. 9] Nach Hering [3] ist die didaktische Vereinfachung einer wissenschaftlichen Aussage »der Übergang von einer (in die besonderen Merkmale des Gegenstandes) differenzierten Aussage zu einer allgemeinen Aussage (gleichen Gültigkeitsumfangs über den gleichen Gegenstand unter gleichem Aspekt)«. [3, S. 92] Darüber hinaus beschreibt er die Stufen der Fasslichkeit, welche ebenso mit in die Betrachtung einbezogen werden.

Dieser Beitrag möchte die Möglichkeiten und Chancen der didaktischen Reduktion und Vereinfachung mittels AR anhand von Praxisbeispielen für die technische Bildung aufzeigen. Lag der Fokus bisher auf der Repräsentation der Realität durch 2-dimensionale Inhalte wie Fotografien, technische Zeichnungen etc. ist es mit AR möglich, Elemente auch 3-dimensional zu veranschaulichen. Ein mögliches innovatives Lehr-/Lernkonzept ist beispielsweise, ein Praktikum in dem der Lernende durch ein HMD in einen Motorraum blickt und lediglich den Kühlkreislauf angezeigt bekommt. Dadurch wird die Realität, nicht wie von Caudell und Mizell beschrieben augmentiert, sondern für den Lernenden begreifbar und fasslich, reduziert.

Referenzen

[1] Caudell, Thomas P.; Mizell, David W. (1992). Augmented Reality: An Application of Heads-Up Display Technology to Manual Manufacturing Processes. Proceedings of the Twenty-Fifth Hawaii International Conference on System Sciences. https://www.researchgate.net/publication/3510119_Augmented_reality_An_application_of_heads-up_display_technology_to_manual_manufacturing_processes (Abruf: 22.03.2019)

[2] Lehner, Martin (2012). Didaktische Reduktion. UTB-Band-Nr. 3715. Haupt Verlag. Berne

[3] Hering, Dietrich (1959). Zur Faßlichkeit naturwissenschaftlicher und technischer Aussagen. Beiträge zur Theorie und Praxis der Berufsausbildung. Heft 2. Volk und Wissen Verlag. Berlin



Umsetzung problemorientieren und problembasierten Lernens in hochschuldidaktischen Konzepten für Lehrveranstaltungen zur Ingenieursmathematik

Peter Schuster

Universität Siegen, Deutschland

Im universitären Bereich konnten bei Dozenten mathematischer Lehrveranstaltungen für Ingenieurinnen und Ingenieure sowie Ingenieurinnen und Ingenieuren in der außeruniversitären Berufspraxis unterschiedliche Rollenzuschreibungen der Mathematik und einzelner mathematischer Themen im ingenieurwissenschaftlichen Bereich festgestellt werden. Dabei bezieht sich diese Rollenzuschreibung sowohl auf die Aspekte der Relevanz, als auch auf die Funktion von Mathematik für den jeweiligen ingenieurwissenschaftlichen Berufsstand. Um diesen Umstand näher zu beleuchten werden archetypische Positionen dieser Rollenzuschreibungen identifiziert.

Die archetypischen Vertreter unterscheiden sich dabei nicht nur in der Beimessung von Relevanz und Funktion der Mathematik. Auch die Begriffe "Mathematik", oder einzelne mathematische Themen werden unterschiedlich verstanden. So kann beispielsweise mit dem Begriff der Differentiation von Funktionen sowohl die Theorie der Differenzialrechnung mit der Herleitungen der Differentiation mittels Grenzwertbildung des Differenzenquotienten und dem Nachweis der Gültigkeit von Rechenregeln wie der Produkt-, Quotienten- oder Kettenregel gemeint sein, als auch die Fertigkeit des Ableitens von Funktionen mittels der letztgenannten Rechenregeln. Es existieren Positionen, die mit dem Beschäftigen mit Mathematik das Erlangen von kognitiv strukturierenden Eigenschaften wie beispielsweise logisches, systematisches oder abstraktes Denken in Verbindung bringen. Dies geht soweit, dass der Erwerb dieser kognitiv strukturierenden Eigenschaften selbst zu den Funktionen der Mathematik hinzugezählt wird. Dem gegenüber stehen auch Positionen, die in der Funktion von Mathematik einzig das Ermitteln von Lösungen mathematischer Fragestellungen zum Zwecke der Dimensionierung von Bauteilen sehen.

Je nach archetypischer Positionen ergeben sich Möglichkeiten wie universitäre Lehre im Bereich der Mathematik für angehende Ingenieurinnen und Ingenieure unter Berücksichtigung aktueller hochschuldidaktischer Erkenntnisse angemessen konzipiert werden kann. Insbesondere wird im Rahmen des Dissertationsprojekt StiMathIng [2] der Forschungsgruppe MINTUS [1] der Universität Siegen unter Zugrundelegung von geeigneten archetypischen Positionen untersucht, wie Problembasiertes bzw. Problemorientiertes Lernen in hochschuldidaktische Konzepte zur Ingenieursmathematik integriert werden kann.



Variable Roboterkonstruktion zum verbesserten Verständnis der Modellbildung

Andrea Dederichs-Koch1, Ulrich Zwiers2

1FOM Hochschule für Oekonomie & Management, Deutschland; 2Hochschule Bochum, Deutschland

Sowohl in Grundlagenfächern, wie der Technischen Mechanik, als auch in Lehrveranstaltungen in Masterstudiengängen der Mechatronik und des Maschinenbaus, wie z.B. der Höheren Mechanik oder der Mehrkörpersimulation, haben Studierende Schwierigkeiten, generelle Lösungsansätze zur Modellbildung zu generieren und die wesentlichen Parameter herauszuarbeiten. Meist ist eine einfache und eindeutige Lösung im Lernprozess erwünscht, die aber in der Komplexität technischer Systeme so nicht (mehr) existiert. Hier können Robotiksysteme und deren variable Konstruktionsmöglichkeiten einen Ansatz darstellen, den Zusammenhang zwischen dem Modell und der beeinflussenden Parameter aufzuzeigen. Auch die Lernmotivation kann durch den Einsatz von Robotern als Lernmedium erhöht werden, hier eignet sich zusätzlich der Einsatz von 3D-Druck-Bauteilen zur individuellen Gestaltung eines Roboters, was zusätzlich auch die zukünftige Variationsbreite technischer Systeme erahnen lässt.



Gestaltungskompetenz für eine humane digitalisierte Arbeitswelt am Beispiel einer Smart-Factory

Christian Daniel, Raphael von Galen, Claudia Fenzl

Universität Bremen, Deutschland

Die zunehmende Digitalisierung der Arbeitswelt verändert unter anderem ge-sundheitsrelevante Lern- und Arbeitsbedingungen, woraus sozio-psychische Belastungen aber auch neue Freiheitsgrade für die Beschäftigten resultieren können (vgl. DGB-Index Gute Arbeit 2016). Vor diesem Hintergrund wurden im Forschungsprojekt IntAGt arbeits- und berufswissenschaftliche Analysen in von Digitalisierung geprägten Arbeitsumgebungen der industriellen Produktion durchgeführt. Dabei wird u.a. deutlich, dass alle Beschäftigten, so auch Ingenieur*innen, selbst immer mehr zu (Mit-)Gestalter*innen ihrer eigenen Arbeitsbedingungen bzw. der Arbeitsbedingungen anderer werden. Sie benötigen daher Kenntnisse über belastende und gesundheitsförderliche Faktoren von Arbeit sowie über Optionen einer gesundheitsförderlichen Arbeitsgestaltung (von Galen und Daniel 2019). Die Forderung nach einer solchen Gestaltungskompetenz greift die Leitidee einer humanen Digitalisierung auf und bezieht sich auf die gesundheitsförderliche Gestaltung von Technikeinsatz und Arbeitsorganisation, wobei gerade Ingenieur*innen als Gestalter*innen von Arbeitssystemen eine zentrale Funktion zukommt.

Im Beitrag werden auf Basis der Analyseergebnisse handlungs- und prozessorientierte Lernkonzepte sowie deren exemplarische Umsetzung dargestellt. Hierbei wurden, im Anschluss an eine Qualifizierung von Lehrenden, Lehr-Lerneinheiten zum Themenkomplex psychischer Ressourcen und Belastungen in projektförmige Lern- und Arbeitsaufgaben (vgl. Howe und Knutzen 2017) integriert. Diese konzentrieren sich zum einen auf eine Smart-Factory mit Komponenten eines automatisierten, verketteten Produktionssystems und zum anderen wird im Bereich der Haus- und Gebäudesysteme ein altersgerechter Smart-Home-Umbau zum Projektgegenstand. Aus den Ergebnissen der Erprobung und Evaluation sollen abschließend Rückschlüsse gezogen werden, inwiefern die entwickelten Konzepte und Pilotlösungen genutzt werden können, um bei Beschäftigten eine zukünftige Gestaltungskompetenz für gesundheitsförderliche Arbeit zu initiieren und eine Grundlage zu Wirkprinzipien, Rahmenbedingungen und Ansprechpartnern zu schaffen. Abschließend wird die perspektivische Übertragung in zielgerichtet angepasste Konzepte für die Ingenieursausbildung betrachtet.



Der Digitale Freischwimmer - Ein Online-Lernangebot für Lehrende

Nicole Podleschny, Sabine Schermeier

Technische Universität Hamburg, Deutschland

Die Hochschulen müssen Lernangebote machen, welche Studierende befähigen, neben den notwendigen Fach- und Sozialkompetenzen auch eine entsprechende Medienkompetenz zu erwerben. Denn Studierende sind im lehrbezogenen Kontext immer nur so medienkompetent, wie die Anforderungen der Lehre es verlangen [1]. Dabei zeigen sich Studierende durchaus medienaffin: Sie sind in der Regel mit Laptops, Tablets und Smartphones ausgestattet. Die Verbreitung von beispielsweise Smartphones in der Altersgruppe 14-29 Jahre liegt bei 95% [2]. Die Studierenden haben jedoch Schwierigkeiten, digitale Medien mit ihren vielfältigen Funktionen adäquat für ihre Lernprozesse zu nutzen [3]. Studien zeigen, dass Studierende digitale Medien für hochschulbezogene Zwecke zu einem Großteil eher konservativ nutzen [1].

Vor diesem Hintergrund wurde ein Lernangebot für Hochschullehrende entwickelt, das vor allem für den MINT-Bereich interessant ist. Hierin können sich Lehrende einen ersten Überblick über die Vielfalt digitaler Medien in der Lehre verschaffen. Gleichzeitig zeigt das Projekt didaktische Möglichkeiten auf, um Studierende frühzeitig an die Nutzung von digitalen Medien zu Lernzwecken heranzuführen.

Die unterschiedlichen Werkzeuge orientieren sich an den vier Oberthemen 1) Studierende aktivieren, 2) Prüfen und Feedback geben, 3) Gruppenarbeiten gestalten und 4) Schreibprozesse begleiten. Neben den Erklärungen zu den unterschiedlichen Werkzeugen und Methoden, wie etwa Wikis, Blogs, Screencasts, interaktiven Videos oder Open Educational Resources, werden außerdem Good-Practice-Beispiele und rechtliche Rahmenbedingungen aufgezeigt.

Die Plattform soll überdies den Austausch Lehrender über ihre Erfahrungen mit mediengestützten Lehrszenarien bieten und so kontinuierlich wachsen.

 
11:15 - 12:302.4.a Workshop: Ethik in der digitalen Welt
Chair der Sitzung: Matthias A Schönbeck
BITZ- Raum K4/K5 
 

Ethik in der digitalen Welt

Matthias Schönbeck1, Joachim Hoefele2, Gudrun Kammasch3, Hans-Bernhard Woyand4, Timo Greger5

1Hochschule Koblenz, FB bauen-kunst-werkstoffe, Deutschland; 2Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Schweiz; 3Beuth Hochschule Berlin; 4Bergische Universität Wuppertal, Deutschland; 5Ludwig-Maximilians-Universität München

Mit der Digitalisierung befinden uns mitten in einer folgenreichen technologischen Veränderung. Künstliche Intelligenz wird viele Arten menschlicher Arbeit übernehmen. Roboter werden Taxi fahren, Häuser errichten oder Operationen an Patienten durchführen. Schlagworte wie „Industrie 4.0“, „Maschinelles Lernen“ oder „Künstliche Intelligenz“ durchdringen unser privates Leben und üben einen gewaltigen Veränderungsdruck auf unsere wirtschaftlichen und sozialen Beziehungen aus. Bereits jetzt beurteilen Algorithmen bspw. darüber, ob Personen einen Kredit oder eine Einladung zum Bewerbungsgespräch erhalten. Künftig werden Maschinen ihre Entscheidungsregeln selbstlernend anpassen und verändern können.

Da die Unterschiede zwischen menschlichen und digitalen Entscheidungen zunehmend verschwimmen, werfen diese Entwicklungen eine Reihe von ethischen Fragen nach dem menschlichen Handeln (Was können, sollen und müssen wir tun?) in einer ungewohnten Qualität und Komplexität auf.

Der Workshop ist der Auftakt für die Gründung eines Arbeitsbereiches innerhalb der IPW. Er führt zunächst in das komplexe Thema Digitalisierung ein. Anschließend werden grundlegende Fragen der Ethik thematisch erörtert und diskutiert sowie schließlich die Ziele des Arbeitskreises im Rahmen der technischen Bildung abgeleitet (Wie soll es weitergehen?).

 
11:15 - 12:302.4.b Workshop: Online-Einheiten - Ein zielgruppenadäquates Lehr-Lernkonzept im Blended Learning Setting
Chair der Sitzung: Katharina Thülen
BITZ - Raum K1/K2 
 

Online-Einheiten - Ein zielgruppenadäquates Lehr-Lernkonzept im Blended Learning Setting

Katharina Thülen, Silke Bock

Technische Hochschule Mittelhessen, Deutschland

„Digitalisierung kann dazu beitragen, die Hochschulbildung noch offener, gerechter, internationaler und leistungsfähiger zu machen“, so fordert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF, 2019) auf seiner Webseite. Einen Beitrag im Umgang mit der skizzierten Diversität durch Digitalisierung können gut integrierte und mit der Präsenz eng verzahnte Online-Einheiten in einem Blended Learning Setting darstellen. Ein solches Umsetzungsszenario aus einem berufsbegleitenden Studiengang soll als Inspiration und Grundlage für den Workshop vorgestellt werden. Bei diesen Online-Einheiten handelt es sich jedoch um eine Besonderheit. So wird eine Online-Einheit nicht als festgelegter Typ „Online-Veranstaltung“ verstanden, sondern vielmehr als ein digitaler (Lern-)Raum. Hierbei bieten sich zahlreiche Chancen zur Individualisierung von Lernprozessen. Zunächst sprechen die verschiedenen Formate und Inhalte unterschiedliche Ebenen der Wissensvermittlung an. Hierbei dienen die einzelnen Online-Einheiten nicht der reinen Übertragung von Content, sondern forcieren eine zeitgleiche Befähigung zur Aneignung und Entwicklung für das Handeln in digitalen mobilen Lernräumen [Hug, 2010, S.200]. Eine weitere Besonderheit der Online-Einheiten besteht darin, dass die Studierenden selbst als Moderatoren*innen und/oder Veranstalter*innen aktiv werden. Diese Erfahrungen tragen besonders dazu bei, die von Studierenden selbst verbalisierten Forderungen nach Technikaffinität der Lehrenden und der Akkommodation an veränderten Lehrbedingungen [Wieschowski, 2017, S.114] zu erleben und ihnen gerecht zu werden. So kann gezielt eine grundlegende Verbindung von Fachinhalten sowie Medienkompetenzen geschaffen werden und das häufig in technischen Arbeitsfeldern und der Industrie 4.0 geforderte „technisch neugierig bleiben“ [Wagner, 2018, S.9] unterstützen. Die Einbindung der Studierenden in den oben genannten Rollen (Teilnehmer*innen, Moderator*innen und Veranstalter*innen) sensibilisiert sie zusätzlich für die veränderte Rolle der Lehrperson und zeigt zugleich Mehrwerte auf, z.B. die mehrfache Wiedergabe von Aufzeichnungen (Differenzierungsmöglichkeit). Durch die Zusammenarbeit von Studierenden und Lehrenden wird ergänzend ein kooperatives Lehr-Lern-Setting ermöglicht. Ebenso erfahren die Studierenden eine in der beruflichen Praxis gängige ortsunabhängige Arbeitsweise und werden durch den gezielten Einsatz unterschiedlicher digitaler Formate und Techniken im Umgang mit dieser adäquat vorbereitet.

In diesem Workshop sollen die Teilnehmenden die Potentiale von Online-Einheiten gemeinsam erkunden, diskutieren und gezielt anhand von Erfahrungen und Fragestellungen (weiter-)entwickeln. Ergänzend wird es für Interessierte Raum zur konkreten Exploration ausgewählter digitaler Online-Einheiten geben, z.B. Adobe Connect Settings. Bitte bringen Sie ein mobiles Endgerät (Tablet, Notebook usw.) mit.

- --------------------------------------------------------

Referenzen

[1] Bundesministerium für Bildung und Forschung (2019): Digitale Hochschulbildung. https://www.bmbf.de/de/digitale-hochschullehre-2417.html, zuletzt aufgerufen am 23.03.2019.

[2] Brendel, Sabine et al. (2019): Kompetenzorientiert lehren an der Hochschule. Opladen: Budrich (UTB Kompetent lehren, 5047).

[3] Herzig, Bardo (2012): Medienbildung. Grundlagen und Anwendungen. kopaed Verlagsgmbh. München.

[4] Hug, Theo (2010). Mobiles Lernen. In: Hugger, Kai-Uwe und Walber, Markus (Hrsg.): Digitale Lernwelten. VS Verlag Sozialwissenschaften|Springer Dachmedien, Wiesbaden. S. 193-211.

[5] Linde, F. (2018). Kompetenz- und diversitätsorientiert lehren. In: Platte, Andrea u.a. (Hg., 2018). Praxishandbuch Inklusive Hochschuldidaktik. Beltz Juventa,Weinheim. S. 139-148.

[6] Schwalbe, Christine (2017): Medien, Bildung, Innovation – Medienentwicklung an der Hochschule zwischen Theorie und Praxis. In: Brücker, Diana et al. (Hrsg.): Blickpunkt Hochschuldidaktik: „Trend, hip und cool“: Auf dem Weg zu einer innovativen Hochschule?. 1.Aufl. Bertelsmann Verlag GmbH & Co. KG, Bielefeld. S. 63-69.

[7] Wagner, Rainer Maria (2018): Industrie 4.0 für die Praxis. Springer Fachmedien. Wiesbaden.

[8] Wieschowski, Sebastian (2017): Einführung von Adobe Connect in der Hochschullehre: Evaluation eines Pilot-Webinars in berufsbegleitenden Studiengängen. In: Brücker, Diana et al. (Hrsg.): Blickpunkt Hochschuldidaktik: „Trend, hip und cool“: Auf dem Weg zu einer innovativen Hochschule?. 1.Aufl. Bertelsmann Verlag GmbH & Co. KG, Bielefeld. S. 107-116.

[9] Wildt, J. (2011): Ein Blick zurück – Fachübergreifende und/oder fachbezogene Hochschuldidaktik: (K)eine Alternative? In: Jahnke I. und Wildt J. (Hg., 2011): Fachbezogene und fachübergreifende Hochschuldidaktik. 1.Aufl. Bertelsmann Verlag GmbH & Co. KG, Bielefeld. S. 19-34.

 
12:30 - 13:30Mittagspause
Uni Bremen - Mensa 
13:30 - 14:302.5.a: Lehre für die Digitalisierung gestalten I
Chair der Sitzung: Christian Daniel
BITZ- Raum K4/K5 
 
13:30 - 13:45

Digitalisierung aus der Perspektive fachdidaktischer Forschung und ingenieurwissenschaftlicher Lehrpraxis

Brit-Maren Block1, Benjamin Klusemann1,2

1Leuphana Universität Lüneburg, Institut für Produkt- und Prozessinnovation; 2Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Institut für Werkstoffforschung, Werkstoffmechanik

Die universitäre Lehre verändert sich im Kontext von Digitalisierung zunehmend, u.a. [1, 2]. Demgemäß ist das Thema „Digitalisierung“ in steigendem Maße in der fachdidaktischen Forschung präsent, u.a. [3, 4]. Dieser Beitrag trägt zum Diskurs um die Auswirkung der Digitalisierung auf die ingenieurwissenschaftliche Bildung in zweifacher Weise bei: (1) durch die Implementierung und Evaluierung digitaler Lehr-Lernformate in zwei ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenvorlesungen; (2) durch die anschließende Diskussion der gewonnenen Erkenntnisse zum digitalen Medieneinsatzes mit Blick auf die Ausgestaltung zielgruppenadäquater digitaler Lehr-Lernsettings, insbesondere in Hinblick auf notwendige studentische Kompetenzen und zur Rolle der Lehrenden. Beide Aspekte werden in den fachdidaktischen Forschungskontext eingebettet.

In (1) werden mit einem Audience Response System (Clicker) und einem E- Assessment (Maple TA) zwei digitale Lehrmethoden vorgestellt, die seit 2017 in den Vorlesungen “Technische Mechanik” und “Elektrotechnik” eingesetzt werden. Der Beitrag zeigt das didaktische Konzept und die Implementierung in die Lehr- Lerneinheiten auf. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Evaluierung des Einsatzes des Audience Response Systems. Diese wurde in der Lehrveranstaltung “Technische Mechanik” der Jahrgänge 2017 und 2018 durchgeführt und lieferte Ergebnisse in den Bereichen “methodische Umsetzung” und “Lernunterstützung und Motivation“.

Die Erkenntnisse fließen in (2) in die Diskussion zum adäquaten Einsatz digitaler Medien in der Lehre der Studieneingangsphase ein. Weiterhin werden die Auswirkungen auf die Rolle der Lehrpersönlichkeit und auf notwendige studentische Kompetenzen diskutiert, die sich im Zuge der digitalen Transformation inhaltlich weiter schärfen und in ihrer Gewichtung verschieben, vgl. [5-8].



13:45 - 14:00

Lehre für die Industrie 4.0 – Ein ganzheitliches Konzept für Studierende von Morgen

Christian Scheiderer, Max Hoffmann, Thomas Otte

Institut für Informationsmanagement im Maschinenbau, RWTH Aachen, Deutschland

Im Zuge der vierten industriellen Revolution, auch als Industrie 4.0 bezeichnet, unterliegt das Berufsbild des Ingenieurs einem signifikanten Wandel. Insbesondere die Megatrends Big Data und Künstliche Intelligenz nehmen dabei einen bedeutenden Einfluss auf die berufliche Realität jedes Einzelnen. Bereits heute kommen domänenübergreifend eine Vielzahl neuer Methoden der datengetriebenen Analyse in der Industrie zum Einsatz. Diese neuartige Herangehensweise verspricht ein hohes ökonomisches Potential hinsichtlich Optimierung sowie Automatisierung. Die Umsetzung derartiger Projekte erfordert ein neues Kompetenzspektrum, welches sich in den Berufsbezeichnungen Data Scientist, Machine Learning Engineer oder Big Data Architect wiederfindet. Um den Anforderungen der Industrie der Zukunft gerecht zu werden, liegt ein Großteil der Verantwortung bei den Ausbildungseinrichtungen, die die Auszubildenden und die Studierenden mit dem für eine spätere berufliche Karriere benötigten Wissen auszustatten. Im Rahmen des Projektes ELLI (Exzellentes Lehren und Lernen in den Ingenieurswissenschaften) entwickeln die Autoren das Konzept einer Lehrveranstaltung für Ingenieure von Morgen. In theoretischen Lerneinheiten im Vortragsformat wird den Studierenden von der Datenaufnahme bis hin zur Datenanalyse ein ganzheitlicher Einblick in die wichtigsten Themen der Industrie 4.0 gegeben. Parallel können Studierende in Übungseinheiten anhand eines virtuellen Produktionsszenarios, welches in einer VR-Umgebung umgesetzt wird, praktische Erfahrungen sammeln und ihr Wissen verstetigen. Durch die Verwendung eines wiederkehrenden Szenarios sollen veranstaltungsübergreifende Zusammenhänge gefunden werden, die einen tieferen Einblick in den Umgang und die Einschätzung der Studierenden mit den Technologien der Industrie 4.0 geben soll. Somit lässt sich letztendlich die Relevanz der vorgestellten Themenfelder der Industrie 4.0 im Rahmen der Einbindung in das Curriculum untersuchen.



14:00 - 14:15

Digitalisierung und Internationalisierung: Virtuelle Laborversuche als Vorbereitung für internationale Studierende

Diana Keddi1, Nilgün Ulbrich2, Natascha Strenger2, Sulamith Frerich1

1Arbeitsgruppe Virtualisierung verfahrenstechnischer Prozesse, Ruhr-Universität Bochum; 2Lehrstuhl für Feststoffverfahrenstechnik, Ruhr-Universität Bochum

Für Studierende der Ingenieurwissenschaften kann der Einsatz virtueller Laborversuche internationale Lehrveranstaltungen bereichern. An der Ruhr-Universität Bochum wurde im Rahmen einer Summer School für US-amerikanische Studierende ein Online-Tool zur Erweiterung des Aufenthalts in Deutschland mittels digitaler Vorbereitung entworfen und seitdem kontinuierlich weiterentwickelt:

Mit „VTPrep“ beginnt der Auslandsaufenthalt für die US-amerikanische Studierende schon vor dem Abflug: In einführenden Webcast-Sessions stellen sich Studierende und Ansprechpersonen vor und der begleitende Moodle-Kurs wird erläutert. Dieser besteht aus organisatorischen und fachlichen Teilbereichen. Unter „Research Projects“, „Laboratory Course“ und „Safety Instructions“ lernen die Studierenden die Forschung des Instituts für Thermo- und Fluiddynamik kennen und wählen Themen für eigene Forschungsprojekte aus. In Chats mit den jeweiligen Fachbetreuenden beginnt der wissenschaftliche Austausch.

Zur zeitlichen Entlastung und fundierten Vorbereitung der Gaststudierenden wurde für das Sommersemester 2019 ein komplett virtuelles Fachlabor konzipiert und in VTPrep integriert. Dabei wird ein Versuch aus dem Bereich der mechanischen Verfahrenstechnik mit Hilfe eines Avatars durchlaufen. Der individuelle Lernfortschritt wird mit Tests überprüft, gleichzeitig wird erforderliches Hintergrundwissen zur Verfügung gestellt. Im Anschluss an diese rein virtuelle Vorbereitung auf den Aufenthalt in Deutschland führen die Studierenden den realen Laborversuch an der RUB durch.

Von der digitalen Vorbereitung profitieren die Studierenden in hohem Maß: Durch die Kombination von Online- und Präsenzlehre wird das Lernerlebnis erweitert und das Lernergebnis gesteigert. Dieser Beitrag stellt die bisherigen Erfahrungen vor und diskutiert Potentiale für virtuell erweiterte, internationale Lehrformate.

 
13:30 - 14:302.5.b: Berufliche Bildung gestalten
Chair der Sitzung: Eckehard Müller
BITZ - Raum K1/K2 
 
13:30 - 13:45

Entwicklung einer Methode zur Identifikation und Offenlegung von impliziten Wissen basierend auf Arbeitsprozessanalysen

Sui Ping Yuen

Universität Siegen, Deutschland

Diese Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Methode implizites Wissen möglichst umfassend zu identifizieren und damit eine wichtige Voraussetzung für Lehr-und Lerninhalte zu schaffen, die für den Einsatz der neuen Medien in der beruflichen Bildung eine wichtige zukunftsorientierte Komponente ist.

Ausgehend von dem Michael Polyani’s Paradoxum1 „dass wir mehr wissen, als wir zu sagen wissen“, gibt es ein hohes Maß an Wissen, welches Entscheidungen und Handlungen generiert, die aber nicht verbalisiert werden können und somit als Lehrgegenstand nicht zur Verfügung stehen. Die Entstehung impliziten Wissens, bekannt als ‚tacit knowledge‘, ist ein höchst individueller Prozess von unbewusst reflektierten Erfahrungen. Die Gewinnung dieses Wissens ist zeitaufwendig und geschieht oft zufällig; es scheint, dass die Transferierbarkeit nicht gewährleistet werden kann und häufig unmöglich ist.

Die Ausgangsthese für diese Arbeit ist die Annahme, dass seit Beginn des Computerzeitalters versucht wird, menschliches Wissen auf dem Computer abzubilden mit dem Ziel, bisher von menschlichen Experten entwickelte situativ bedingte Entscheidungen nun vom Computer vollziehen zu lassen. Die Abbildung dieses Wissens durch Algorithmierung ist die Voraussetzung einer digitalisierten Produktion, die im Zusammenhang mit der Digitalisierung der Arbeitswelt im Zukunftsprojekt ‚Industrie 4.0‘ diskutiert wird. Die Algorithmierung dieses Wissens kann nur gelingen, wenn das dazu notwendige Erfahrungswissen identifiziert und verbalisiert werden kann.

In diesem Forschungsansatz wird bei einer Arbeitsprozessanalyse2 im Bereich einer Montage-und Instandhaltungstätigkeit3 eine Methode entwickelt, um das implizite Wissen, ein Bestandteil des Erfahrungswissens, zu identifizieren und offenzulegen. Mit einer Vielzahl von Probanden wird durch mehrfache Wiederholung des Versuches (mit Interviews vor und nach den Versuchen, videoanalytischen Feldbeobachtungen sowie Auswertungen von Messdaten), die Kernelemente des impliziten Wissens identifiziert, herausgefiltert und beschrieben. Die lern-biographischen Entwicklungen sowie die physische Positionierung der Probanden zum Versuchsobjekt werden erfasst, den identifizierten Wissenselementen eine Wertigkeit zugeordnet, die dann auf der Basis von „best-case“ Benchmarks klassifiziert werden können.

Für die Datenanalyse wird der „Design-Based Research“ Ansatz4 angewendet mit Schwerpunkt auf die Analysephase, die sich an Garfinkel’s „unique adequacy (einzigartige Adäquanz)“ 5 ethnosoziologische Vorgehensweise anlehnt. Der Forscher soll sich auf ein Arbeitsumfeld einlassen, um ein allgemeines Verständnis der Procedere und Interaktionen, einschließlich der technischen Arbeitssituation zu erlangen. Dies erfordert eine ständige wechselseitige Orientierung, die durch Aufmerksamkeit, Kompetenz und Vertrauen gekennzeichnet ist6. Dazu versetzt sich die Forscherin in die Rolle der ProbandInnen. Die Anwendung dieser Methode soll die Forschungsfrage „adäquat“ beantworten und jene Fallmöglichkeiten bieten, die angesichts der hohen Differenzierung von Facharbeit in hochspezialisierten Unternehmen heute erforderlich ist.

Zusammenfassend beschäftigt sich diese Forschungsarbeit mit folgende Themen:

- Auseinandersetzung mit der grundlegenden Frage nach der Explizierbarkeit von implizitem Wissen.

- Anwendung einer neuen Form von Wissenschaftsmethodik über den „Design- Based Research“ Ansatz und exemplarisches Aufzeigen dessen Nutzens für den Erkenntnisgewinn.

- Der Versuch eine konkrete Lücke im Konzept der Digitalisierung von Arbeitsprozessen zu schließen und den impliziten Teil des Erfahrungswissens von Facharbeitern zu erfassen.



13:45 - 14:00

Perspektiven in der beruflichen Bildung und der Ingenieurpädagogik – zu neuem Lehren und Lernen mit digitalen Medien

Friedhelm Eicker, Christoph Bohne

bbw – Beruf • Bildung • Wissenschaft, Deutschland

In der beruflichen Bildung und der Ingenieurpädagogik wird um neue Konzepte für die Technische Bildung und die Aus- / Fort- und Weiterbildung der Berufspädagogen gerungen. Die angestrebten Ziele und eingeschlagenen Wege sind mehr oder weniger sinnvoll. In Deutschland sind die Merkmale „guter“ Berufsbildung theoretisch ausgewiesen und sie haben sich grundsätzlich praktisch bewährt – Stichworte hierzu: Kompetenz-, Arbeits- / Handlungs- / Gestaltungsorientierung, Projekt- / Lernfeldbezug, Digital- / Mediengestütztes, Kooperatives / Vernetztes, Selbständiges Lehren und Lernen usw. Trotzdem muss (selbst-)kritisch festgestellt werden, dass die berufliche Bildung und die Ingenieurpädagogik wohl an einem Tiefpunkt angekommen sind: Allen Einsichten zuwider wird in den Hochschulen, Berufsschulen, Betrieben und anderen berufsbildenden Einrichtungen allenfalls partiell auf das Lehren und Lernen abgestellt, das mit den Stichworten bezeichnet wurde. Zu der Problemsituation trägt sicher bei, dass die berufliche Bildung zurzeit nur wenigen Studierenden / Auszubildenden attraktiv erscheint. Die Konsequenz, Seiten- / Quereinsteiger und Umsteiger in der Berufsbildung, verschärft die Situation. Deutschland ist momentan – auch wenn noch nicht ausgeprägt – in einer international vergleichbaren Situation: Es sind sehr unterschiedliche Auszubildende und auch Lehrkräfte aus- / fort- und weiterzubilden. Dementsprechend sind die verfolgten Konzepte zu überdenken. Dabei geht es nicht nur, wie die Einladung zur 14. Ingenieurpädagogischen Regionaltagung 2019 vermuten lässt, um neue Wege in der Berufsbildung und der Ingenieurpädagogik. Vielmehr und zunächst ist das Paradigma auszumachen, das – in Deutschland und international – verspricht, wirklich zu einer erstrebenswerten Technischen Berufsbildung einschließlich der Aus- / Fort- / Weiterbildung der Berufspädagogen zu führen. Es bedarf beruflicher Bildung und Ingenieurpädagogik, die den sehr unterschiedlichen Auszubildenden / Studierenden möglichst selbständig eine „hochflexible“ gestaltungskompetenzorientierte, vernetzte und digital- / medienbezogene Aus- / Fort- / Weiterbildung eröffnet. In unserem Beitrag wird angesprochen, wie dieses möglich wird. Es wird auf Erfahrungen eingegangen, die unter anderem in Projekten zum Lehren und Lernen mit neuen – digitalen – Medien in Mecklenburg-Vorpommern gewonnen werden konnten (EMAG: Entwicklung und Erprobung eines Medienkonzeptes zur Aneignung von Gestaltungskompetenz an vernetzten Lernorten der beruflichen Bildung und LAGL: Lehr-Lernkonzept zur Aneignung beruflicher Gestaltungskompetenz in einer digitalen und vernetzten Lernumgebung im Tourismus und Gastgewerbe).



14:00 - 14:15

Selbstorganisiertes Lernen als Vorbereitung für das lebenslange Lernen im Lehrberuf

Katharina Bartsch1, Christian Daniel2, Claus Emmelmann1

1Technische Universität Hamburg, Deutschland; 2Universität Bremen, Deutschland

Lehrkräfte im Bereich der Metalltechnik stehen heute schon vor der Heraus¬forderung des schnellen Wandels der technischen Inhalte, die sie an Lernende vermitteln sollen. Immer kürzere Innovationszyklen und disruptive Technologien wie die additiven Fer-tigungstechnologien haben die Geschwindigkeit, mit welcher neue technische Inhalte didaktisch und für alle zugänglich aufbereitet werden, bereits überholt. Lehrkräfte müssen daher bereits im Rahmen ihres Studiums in die Lage versetzt werden, sich neue Technologien und Zusammenhänge im Sinne eines lebenslangen Lernens immer wieder (neu) anzueignen. Ein Weg zu diesem Ziel liegt in dem Einsatz selbstorganisierten Lernens in den Lehrveranstaltungen.

In diesem Beitrag soll beleuchtet werden, inwiefern ein entwickeltes Veranstaltungskonzept für das Thema Fertigungstechnik geeignet ist, Studierende im Bereich der Metalltechnik auf den Aspekt des lebenslangen Lernens in ihrem Beruf vorzubereiten. Dazu ist das Veranstaltungskonzept in Anlehnung an die Methode des Gruppenpuzzles ausgestaltet und zur Anwendung gebracht worden, wobei sich an den neun Merkmalsbereichen des selbstorganisierten Lernens nach Sembill [Sembill & Seifert, 2006, S. 101] orientiert wurde. Besondere Aufmerksamkeit wurde hierbei gleichzeitig auf die Förderung von Medien-, Sozial-, Fach- und Personalkompetenz gerichtet. Im Rahmen des Veranstaltungskonzepts erarbeiten sich die Studierenden in der Phase einer Gruppenarbeit eigenverantwortlich und selbstständig exemplarisch Wissen über einen Teil des zu bearbeitenden Themas und Lehrende stehen in coachender Funktion zur Seite. Hierzu steht eingangs eine Vorlage zur Verfügung, die von den Studierenden kritisch hinterfragt und um aktuelle Aspekte ergänzt wird. Darauf folgt eine Expertenrunde, in welcher das Wissen aus der ersten Phase den komplementären Studierenden vermittelt wird. Auf diese Weise erfolgt bei den Lernenden ein Perspektivwechsel und sie sind erst für das eigene und dann für das Wissen der anderen verantwortlich. In der dritten Phase wird das erlernte Wissen zur praktischen Anwendung gebracht, indem die Studierenden eine zu fertigende Baugruppe analysieren, mögliche Fertigungsstrategien diskutieren und eine Bewertung dieser vornehmen. Der abgeleitete Fertigungsplan wird in einem abschließenden Plenum diskutiert. Aus den Ergebnissen der Erprobung und Evaluation sollen abschließend Rückschlüsse gezogen werden, welche Randbedingungen sowie motivationalen Bedingungen für ein erfolgreiches selbstorganisiertes Lernen vorliegen müssen.

 
14:30 - 15:302.6.a: Lehre für die Digitalisierung gestalten II
Chair der Sitzung: Henning Klaffke
BITZ- Raum K4/K5 
 
14:30 - 14:45

Service Learning-Projekt im B. Sc. Maschinenbau zur Unterstützung einer zukunftsorientierten Ingenieur*Innen-Ausbildung

Kristina Lampe, Alexandra Dorschu, Gerhard Wischmann, Laura Keders, Simon Lange

Hochschule Ruhr West, Deutschland

Die Anforderungen an zukünftige Ingenieur*innen befinden sich aktuell im Wandel. Auf diesen Kompetenzwandel muss die zukunftsorientierte Ingenieur-Ausbildung flexibel rea-gieren. Das Studium sollte so ausgerichtet sein, dass Kompetenzen wie Problemlösungsfä-higkeit, Kreativität, Eigeninitiative, Kollaboration und Nutzerzentriertes Designen [Stifter-verband, 2018] gefördert werden. Diese Kompetenzen lassen sich unabhängig vom Grad der Digitalisierung und Automatisierung auf alle aktuellen Problemstellungen anwenden.

Das Konzept des Frauenstudiengangs Maschinenbau kombiniert daher strategisch und ziel-gruppenorientiert curriculare und extra-curriculare Angebote zur Entwicklung dieser Kom-petenzen. Im Fokus des Studiums steht die Befähigung zu selbstreflektierten, verantwor-tungsstarken Ingenieurinnen, die das Interesse an der Schaffung von gesellschaftlichem Mehrwert aufweisen werden [Duffy et al., 2008]. Das Begleitprogramm fördert bereits mit verschiedenen Kursangeboten gezielt die o.g. Kompetenzen. Um schon zu Beginn des Studi-ums eine offene, kommunikative Haltung sowie eine strukturierte, lösungsorientierte Her-angehensweise zu fokussieren, wird ein reales, gemeinnütziges Service-Learning Projekt (nach Furco) curricular in das 2. Semester in Kooperation mit einem externen Partner inte-griert. So wird das theoretische Fachwissen direkt kombiniert mit dem praktischen Einsatz und die Lösungswege aber auch die Passgenauigkeit für die Nutzer*innen reflektiert [Furco, 1996].

Im Rahmen dieser Projektarbeit wird zudem der problem-based-Learning Ansatz verfolgt. Die Erschließung fachlicher Inhalte wird anhand erlebbarer Praxis unterstützt und durch eine Kombination aus Input und Selbststudium in Kleingruppen von drei Studierenden die Bearbeitung realer Probleme ermöglicht [Dombrowski und Marx, 2018]. Konzeptionell ist die Projektarbeit 1 daher so aufgebaut, dass das Wissen aus dem 1. Semester fächerüber-greifend angewendet wird, um die Arbeitsplätze in den Fliedner Werkstätten für die be-schäftigten Menschen mit Behinderung mit mechanischen Hilfskonstruktionen zu optimie-ren. Diese Hilfskonstruktionen können beispielsweise die Bedienung von Ablängmaschinen erleichtern, sodass mehr Beschäftigte an den Arbeitsplätzen eingesetzt werden können. Zu Projektende werden Prototypen gebaut und vor Ort getestet. Zur Realisierung der Prototy-pen werden digitale Medien wie CAD-Programme eingesetzt und innovative Fertigungsver-fahren wie 3D-Druck in den Prozess integriert.



14:45 - 15:00

Digitalisierung in der Studiengangsentwicklung – Erwartung von Stakeholdern und Umsetzungsbeispiele im Bau- und Umweltingenieurwesen

Klaus Vosgerau, Claas Menke

Technische Universität Hamburg, Deutschland

Vorhaben der Studiengangsentwicklung bieten die Chance zur fachinhaltlichen, strukturellen und didaktischen Erneuerung eines Studienprogramms [1]. Dafür bildet die Erhebung aktueller Lehr- und Lernbedarfe eine notwendige Grundlage [2]. Im Zuge dessen kann systematisch ermittelt werden, inwiefern digitale Inhalte und Formate des Lernens in einem Programm bereits vorhanden sind und ob die Beteiligten diesbezüglich eine Weiterentwicklung erwarten.

Durch eine Kombination verschiedener Analyseinstrumente können Art und Umfang notwendiger Veränderungen bei digitalen Lerngegenständen – z. B. Fachsoftware – und bei didaktischen Formaten – z. B. Lernplattformen – für ein Studienprogramm abgeschätzt werden [z. B. 3]. Dabei sind die Bedarfe und Ansprüche der Studierenden und der Absolvent/innen besonders relevant [2,4]. Am Beispiel der Weiterentwicklung eines Bachelorprogramms des Bau- und Umweltingenieurwesens wird gezeigt, wie Wertungen und Ansprüche dieser beiden Stakeholder-Gruppen konsistent erhoben werden können und in welchem Umfang sie Bedarfe zur Digitalisierung formulieren.

Der festgestellte Bedarf wird dann exemplarisch in einem didaktischen Konzept zur Verschränkung von Bachelor- und Mastermodulen des Umweltingenieurwesens umgesetzt. Dabei erschließen sich Bachelorstudierende ein Fachthema, indem sie kleine forschungsbezogene Artikel schreiben [5] oder Versuche mit Hilfe von Fachsoftware durchführen. Hierbei bekommen sie digital unterstütztes Peer Mentoring [6,7] durch fortgeschrittene Studierende, die zur selben Zeit inhaltlich korrespondierende Master-Module belegen. Auf beiden Niveaustufen werden die zugehörigen Lernhandlungen mit einer prüfungsrelevanten Teilleistung verknüpft. Die Bachelorstudierenden können sich so zugleich frühzeitig zum Masterstudium orientieren. Der vorgestellte didaktische Ansatz kann als Erweiterung des Konzepts der an Kompetenzlinien orientierten Verzahnung von Masterstufe und Promotionsbereich [8] um die Bachelorphase verstanden werden.



15:00 - 15:15

Profilgebundene WissensChecks: Digitale Wege zur Ingenieurwissenschaftlichen Bildung

Marlen Meißner

Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Deutschland

Während hochschulische Bildungseinrichtungen vor allem im MINT-Bereich um Studienanfängerinnen und –anfänger konkurrieren, kooperieren seit 2016 sieben brandenburgische Hochschulen und Universitäten bei der landesübergreifenden Entwicklung von Online-Angeboten zur Studienorientierung und –begleitung. Im Rahmen des ESF-geförderten Projekts „Profilgebundene WissensChecks“ entwickelten die Verbundhochschulen studiengangsspezifische Online-Fachtests, die Studieninteressierten zur Selbstüberprüfung ihres Wissensstands dienen. Vor allem in den Ingenieurwissenschaften wird bspw. mathematisches und physikalisches Basiswissen für einen problemlosen Studieneinstieg benötigt, das mit Hilfe der WissensChecks zur Selbstkontrolle abgefragt wird. Anhand der in den Tests erzielten Ergebnisse wird den Studieninteressierten entweder der Besuch von Vorkursen auf unterschiedlichen Niveaustufen oder der direkte Studieneinstieg empfohlen. Um die Testfragen hochschulübergreifend verfügbar zu machen, wurde eine Datenbank eingerichtet. Damit verfügen alle beteiligten Verbundhochschulen über einen kollektiven Fragenpool, der einerseits einem gemeinsam definierten Qualitätsstandard entspricht und andererseits flexibel an die Bedarfe der einzelnen Hochschulen angepasst werden kann. Im Laufe der Zusammenarbeit stellte sich heraus, dass die Verbundhochschulen auf unterschiedliche Methoden der Studienorientierung und -vorbereitung zurückgreifen. In den Ingenieurwissenschaften steht oft die Abfrage von Fach- und Faktenwissen zur Studienvorbereitung im Fokus, während für andere Disziplinen der Einsatz von Neigungs- und Interessenstests zielführender ist. Aus diesem Grund werden im Folgeprojekt «Profilgebundene WissensChecks 2.0» mittels qualitativer und quantitativer Anforderungsanalysen Studienfelder klassifiziert, um die Online Self Assessments noch zielgerichteter auf die unterschiedlichen Inhalte und Lehrformen der brandenburgischen Studiengänge ausrichten zu können. Dafür werden Faktoren für ein erfolgreiches Studium wie bestimmte Persönlichkeitseigenschaften, Interessen, kognitive Fähigkeiten und Vorwissen aus Sicht der Lehrenden und Studierenden qualitativ und quantitativ eruiert. Ein Projektziel ist es, Interesse an einem Studium der Ingenieurwissenschaften zu wecken, indem die Studieninhalte und die benötigten Fähigkeiten mittels digitaler Orientierungs- und Lernangebote bereits vor Studienbeginn kommuniziert werden und Studieninteressierten somit eine zielgerichtete Vorbereitung auf den Studieneinstieg ermöglicht wird.

 
14:30 - 15:302.6.b: Lehramtsausbildung gestalten
Chair der Sitzung: Friedhelm Eicker
BITZ - Raum K1/K2 
 
14:30 - 14:45

Kompetenzorientierte Lehrerbildung an Fachhochschulen – Herausforderungen und hochschuldidaktische Ansätze

Tamara Riehle

Universität Siegen, Deutschland

KOMPETENZORIENTIERTE LEHRERBILDUNG AN FACHHOCHSCHULEN – HERAUSFORDERUNGEN UND HOCHSCHULDIDAKTISCHE ANSÄTZE

Abstract

Das Land Nordrhein-Westfalen ermöglicht mit der Änderung des Lehrerausbildungsgesetzes (LABG) [1] von 2009 bzw. 2018 Studierenden von Fachhochschulen, die mit Universitäten kooperieren, den direkten Weg in einen Masterstudiengang Lehramt an Berufskollegs. Dieser, in NRW neuer, Weg führt zu Reformen bezüglich institutioneller und struktureller Rahmenbedingungen und bedingte neue, hochschuldidaktische Konzepte.

Zur Entwicklung und Eruierung der spezifischen hochschuldidaktischen Konzeptionen galt es, die folgenden Fragen zu klären:

• Welchen Voraussetzungen und Motivation bringt die Zielgruppe mit?

• Welche institutionellen und strukturellen Bedingungen sind gegeben und inwieweit hat dies Einfluss auf die Konzeptionierung des Studiengangs und die Ziele der Seminare?

• Welche didaktischen Konzepte führen, im Rahmen der Studienangebote, zu einer rudimentären professionellen Handlungs- und Reflexionsfertigkeit? Und welche Herausforderungen und Schwierigkeiten ergeben sich dabei?

Der Vortrag zeigt die institutionellen und strukturellen Lösungen sowie - auf Basis verschiedener Entwicklungsmodelle - didaktischen Ansätze und methodischen Umsetzungen, aber auch die Herausforderungen und Grenzen, die sich durch das formale Studienkonstrukt und die Zielgruppe ergeben.

Keywords: Kompetenzorientierte Lehreribildung, neue hochschuldidaktische Lehr/Lernkonzepte in der Lehreribildung

Abstract

Nordrhein-Westfalen changed the Lehrerausbildungsgesetz (LABG) [1] in 2009 and 20018. Therefore students of universities of applied sciences are enabled to go in a master’s program for vocational education of cooperating universities directly. This new path in NRW results in the reorganization of institutional and structural framework conditions and, moreover, requires a different didactic concept.

The following questions had to be clarified in order to develop and determine the specific didactic conception:

• Which prerequisites and motivation does the target group bring with it?

• Which institutional and structural conditions exist and to what extent do they influence the conceptual design of the program and the objectives of the seminars?

• Which didactic concepts lead to a first / rudimentary professional ability to act and reflect as a part of the study programs? And what challenges and difficulties arise?

The presentation illustrates the institutional and structural solutions as well, as didactic approaches and methodological implementations on the basis of different development models as well as the challenges and limitations that arise from the formal study program construct and the target group.

Keywords: Competence-oriented teacher education, new didactic teaching / learning concepts in teacher education

Referenzen

[1] Gesetz über die Ausbildung für Lehrämter an öffentlichen Schulen (Lehrerausbildungsgesetz - LABG). Vom 12. Mai 2009 (GV. NRW. S. 308) zuletzt geändert durch Gesetz vom 21. Juli 2018 (SGV. NRW. 223)



14:45 - 15:00

Integration von Schülerprojekten in der Ausbildung von zukünftigen Lehrkräften

Matthias Haack, Thomas Knief, Thomas N. Jambor

Leibniz Universität Hannover, Deutschland

Abstract 1 Das Projekt TechColleges hat das Ziel, Schülerinnen und Schüler der ersten Generation mit und ohne Migrationshintergrund für ein Studium im MINT-Bereich zu begeistern. Von 2014 bis 2016 wurde TechColleges durch das niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur gefördert. In diesem Beitrag wird das aktuelle Konzept für das Cooperation- und University-Level-TechCollege vorgestellt.

Im Rahmen des Cooperation-Level-TechCollege bietet das Zentrum für Didaktik der Technik Projekte für Schülerinnen und Schüler berufsbildender Schulen mit dem Schwerpunkt Elektrotechnik und Mechatronik an. Alle Schülerprojekte finden im Kontext eines selbstkonstruierten Smart Homes, des sog. RasPi-Home Learning Systems, statt. Die teilnehmenden Schülerinnen und Schüler des TechColleges planen und realisieren elektrotechnische Schaltungen und Leiterplatten, programmieren Steuergeräte, entwerfen und fertigen 3D-Modelle des Modellhauses mit einem 3D-Drucker. Das RasPi-Home Learning System ermöglicht das Einbinden von bis zu 16 Zimmern und beliebig vielen weiteren Systemen (z. B. Solaranlage, Garage). Die Vorbereitung und Durchführung dieser Schülerprojekte findet im University-Level-TechCollege statt. Studierende des Studiengangs Lehramt an berufsbildenden Schulen mit der beruflichen Fachrichtung Elektrotechnik planen und realisieren in fachdidaktischen Lehrveranstaltungen die Schülerprojekte. Überdies haben die Studierenden die Möglichkeit, die Projekte mit den Schülerinnen und Schülern durchzuführen, methodisch zu evaluieren und damit erste Lehrerfahrungen zu sammeln.

Abstract 2 The TechColleges project aims at inspiring school students to take one of the STEM courses. Especially students coming from a none-academic family either with or without migratory background should be adressed by the TechColleges program. From 2014 to 2016 the Ministry of Science and Culture of Lower Saxony supported the TechColleges. This article presents the current concept of the Cooperation- and University-Level-TechCollege.

Within the framework of the Cooperation-Level-TechCollege, the Centre for Didactics of Technology offers projects for students of vocational schools with a focus on electrical engineering and mechatronics. All student projects take place in the context of a self-constructed smart home, the so-called RasPi-Home Learning System. The participating students plan and build electrical circuits and circuit boards, program control units, design and produce 3D models of the model house using a 3D printer. The RasPi-Home Learning System enables the integration of up to 16 rooms and any number of other systems (e.g. solar system, garage). The preparation and implementation of these student projects takes place at the University-Level-TechCollege. Students of the degree course „Teaching Profession at Vocational Schools” specialized in electrical engineering plan and implement the student projects in their didactic courses. Furthermore, the students have the opportunity to carry out the projects together with the school students, evaluating the results methodically and thus gaining their first teaching experience.



15:00 - 15:15

Studiengangsentwicklung im Kontext der Digitalisierung am Beispiel eines Studienganges in der beruflichen Bildung

Bianca Schmitt, Maren Petersen, Falk Howe

Universität Bremen, Deutschland

Die aktuellen sowie zukünftigen Anforderungen im Hinblick auf die Digitali-sierung der Berufs- und Arbeitswelt gehen mit veränderten Aufgabenprofilen sowohl für bestehende sowie auch für zukünftige Beschäftigte einher. Deshalb sollten daraus resultierende, veränderte Kompetenzanforderungen bereits frühzeitig in der akademischen Ausbildung Berücksichtigung finden. Insbesondere für Studiengänge, die sich schwerpunkt-mäßig mit beruflichen Bildungsprozessen beschäftigen, stellen die Veränderungen der Arbeitswelt einen zentralen Ausgangspunkt für die fach- und berufswissenschaftliche Auseinandersetzung dar. Um die Studierenden auf die Gestaltung von Lernprozessen im Sinne einer „Berufsbildung 4.0“ vorzubereiten, muss diesen Veränderungen auch in der Studiengangsentwicklung Rechnung getragen werden.

Exemplarisch wird deshalb in diesem Beitrag die Weiterentwicklung des Bachelor-studienganges „Berufliche Bildung“ der Universität Bremen betrachtet. Das Studium bereitet in den gewerblich-technischen Fachrichtungen auf eine arbeitsprozess-orientierte Aus- und Weiterbildungspraxis an außerschulischen sowie schulischen Lernorten der beruflichen Bildung vor. Um den aktuellen und zukünftigen Entwicklungen zu begegnen, wurde die Ausdifferenzierung in die zwei Fachrichtungen Metalltechnik/Fahrzeugtechnik sowie Elektrotechnik/Informationstechnik zugunsten eines mechatronischen Profils aufgelöst. Diese Entscheidung ist auf die verstärkt interdisziplinäre Wertschöpfung (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau 2017, S. 26), das heißt intensivere Verknüpfung von unterschiedlichen Disziplinen und Technologien, zurückzuführen, was sich bereits in einer zunehmenden Automatisierung und Vernetzung zeigt. Deshalb ist es sinnvoll, diese Interdisziplinarität bereits in der Ausbildung von zukünftigen Lehrenden in der beruflichen Bildung zu berücksichtigen. Des weiteren ist der Anteil von projektförmigen Modulen deutlich erhöht worden, um Kompetenzen für die selbständige Lösungs-entwicklung von komplexe Problemstellungen, für Projektmanagement und das Arbeiten in (interdisziplinären) Teams zu fördern. Ein entsprechendes Konzept zur Ausgestaltung dieser Ansätze wird am Beispiel des Bremischen Studienganges „Berufliche Bildung“ aufgezeigt.

 
15:30 - 15:50Kaffeepause
 
15:50 - 16:202.7: 4ING
Chair der Sitzung: Gudrun Kammasch
BITZ- Raum K4/K5 
 

Thesen

Hans-Joachim Bargstädt

Bauhaus-Universität Weimar, Deutschland

Thesen



Statements

Jürgen Petzoldt1, Matthias Koziol2

1Technische Universität Ilmenau; 2Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

Einleitende Worte zur Session "2.8: Digitalisierung in der Forschung - Auswirkungen auf die Kompetenzvermittlung von Studierenden - 4ING-Session"

 
16:20 - 17:202.8: 4ING-Session: Digitalisierung in der Forschung - Auswirkungen auf die Kompetenzanforderungen von Studierenden
Chair der Sitzung: Hans-Joachim Bargstädt
BITZ- Raum K4/K5 
 
16:20 - 16:35

How International Study Programs Help To Improve Interdisplinary And Intercultural Competencies

Ralf-Detlef Kutsche

TU Berlin, Germany

Our globalized world demonstrates since decades a perfect system of international production, marketing, sales, and consumption. Multinational huge company networks are standard in an intransparent global economy („Who owns whom“). In higher education, by far, we do not reach the same international level of “product harmonization”. International education, in contrast, suffers from slow processes in harmonizing study programs and requirements, from incomparable (even incompatible!) scales of qualification and grades, and from difficulties in globally migrating learners and teachers among universities.

This presentation is based on a more then 20-years-record of international (mostly intercontinental) research collaboration (which is normal …), but also on more than 10 years lasting experiences in international teaching. Starting with a long record of invidual teaching experiences abroad, the main focus will be put on the exchange of international (‘elite’) students by international (mainly: European) programmes like Erasmus Mundus or EIT Digital for the newest brandings of digitalization in Computer Science: Big Data Management, Machine Learning, and thus: Data Science. But, additionally, application-oriented lines of study and other activities play an important role, being labelled “IT4xyz”, like “IT for Business Intelligence” (IT4BI), “IT for Energy” (IT4E), or “IT for HealthCare” (IT4Health).

Using several examples in the last years (… still running), the author demonstrates that as well exporting education (i.e. teaching abroad), as also importing education (hosting students from other countries), and any other kind of mixtures might be a crucial factor in order to create an educationally and academically globalized world of knowledge and their producers and consumers, aiming at the next decade(s). Particularly Computer Science, but also other natural and technical sciences, can be strong future drivers in this direction.



16:35 - 16:50

Digitale Kompetenzen in der Hochschullehre – 10.000 Schritte in den Fussstapfen eines „Pickers“

Sophia Keil, Kevin Mühlan, Fabian Lindner, Daniel Winkler

Hochschule Zittau / Görlitz, Deutschland

Die Digitalisierung von Produkten, Prozessen, Systemen und Geschäftsmodellen in der Wirtschaft schreitet kontinuierlich voran. Damit werden sich auch die Arbeitswelt und die Anforderungen an zukünftige Mitarbeiter gravierend verändern. Dies muss sich in einer innovativen Lehre – der Ausbildung der Studierenden – widerspiegeln. Es sind digitale Kompetenzen der Studierenden anzuregen, die ein tiefes Verständnis bzgl. neuer Technologien (z. B. 3D-Druck oder Augmented Reality) im Kontext der Industrie 4.0 und ihrer Auswirkungen auf die zukünftige Arbeitswelt ermöglichen [Hermann et al., 2017, S. 248 f]. Um die Studierenden in der ingenieurtechnischen Lehre kompetent ausbilden zu können, werden dafür innovative Lehr-/Lernräume benötigt.

In dem Beitrag wird auf Basis eines umfangreichen, systematischen Literaturreviews zunächst allgemein herausgearbeitet, welche digitalen Kompetenzen es Menschen gestatten, im Rahmen der digitalen Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft zu leben, zu lernen und zu arbeiten. Auf Basis dieser allgemeinen digitalen Kompetenzen wird ein Kompetenzrahmen für die Ausbildung von Studierenden in der Hochschullehre entwickelt. Anhand des Beispiels eines konkreten Lehr-/Lernszenarios aus dem Bereich der Logistik wird aufgezeigt, wie diese digitalen und weitere Kompetenzen angeregt werden können. Dieses Lehr-/Lernszenario ist Teil des an der Hochschule zum Thema „Digitale Transformation“ aufgebauten Multitechnologielabors „SCO-TTi (Science Café Oberlausitz-Technologie-Transfer-innovativ)“. Die Lehre im Multitechnologielabor an der Hochschule Zittau/Görlitz soll Studierende dazu befähigen, auf Basis ihres fachspezifischen Grundlagenwissens praxisorientierte Problemlösungsprozesse optimal und effektiv zu meistern. Neben dem Erwerb von Fach- und Methodenkompetenzen werden damit insbesondere folgende Fähigkeiten der Lernenden weiterentwickelt: die Fähigkeit, ganzheitlich zu handeln (Ganzheitliches Denken); die Fähigkeit, Entscheidungen unverzüglich und folgerichtig zu treffen (Entscheidungsfähigkeit); die Fähigkeit, Problemlösungen erfolgreich zu gestalten (Problemlösungsfähigkeit); die Fähigkeit, im Team erfolgreich zu arbeiten (Teamfähigkeit); die Fähigkeit, erfolgreich zu kommunizieren (Kommunikationsfähigkeit) und die Fähigkeit, sich Menschen und Verhältnissen anzupassen (Anpassungsfähigkeiten) sowie digitale Kompetenzen, wie beispielsweise die Gestaltung von Arbeitsplätzen, die das kreative Potenzial von Mensch und Maschine gleichermaßen zu nutzen [Heyse/Erpenbeck, 2007, S. 47 ff].

Im Rahmen des beispielhaft vorgestellten Lehr-/Lernszenarios „10.000 Schritte in den Fußstapfen eines „Pickers“ wird den Studierenden ermöglicht, sich in die Rolle eines „Pickers“ einzufühlen und so mit allen Sinnen zu erleben, wie es sich anfühlt, mit neuen Technologien wie beispielsweise Augmented Reality zu arbeiten. Darüber hinaus sollen Studierende lernen, verantwortungsvoll im Rahmen der digitalen Transformation zu handeln sowie ökonomische, soziale und ökologische Faktoren dieser veränderten Berufs- und Arbeitswelt einzuschätzen. Dieses innovative Lehr-/Lernszenario stellt insbesondere durch dessen Komplexität die Verbindung zwischen Präsenzlernen und E-Learning her [Herber, 2012, S. 5 f].



16:50 - 17:05

Konzept zu neuen Lernwegen in der technischen Bildung

Andrea Dederichs-Koch1, Ralph Dreher2, Daniel Schilberg3

1FOM Hochschule für Oekonomie & Management, Deutschland; 2Universität Siegen, Deutschland; 3Hochschule Bochum, Deutschland

Die Vermittlung komplexer technischer Sachverhalte sowie das heterogene technische Vorwissen der Lernenden und stellt in Schule und Hochschule eine zunehmende Herausforderung an Lehr-Lernkonzepte dar. Auch die Talententdeckung und Potenzialentwicklung innerhalb der technischen Bildung erschwert sich durch mangelnde Zugangswege und niedrigschwellige Angebote. Hier wurde z.B. frühzeitig das Lernkonzept der Phänomenta entwickelt, dass durch interaktive Lernstationen physikalische Phänomene „begreifbar“ machen soll . Nach diesem Prinzip sind Phänomenta Science Center in Flensburg, Lüdenscheid, Peenemünde und Bremerhaven zu besichtigen und zu erfahren.

Physikalische Phänomene können aber nur einen Baustein zur umfassenden technischen Bildung darstellen und auch das „haptisch“ gestützte Lernen wird zunehmend durch digitale Medien erweitert. Die mediale Lernunterstützung kann nicht allein die Lernsituation verbessern, daher können technische Systeme und deren Variation, z.B. in Form von Robotiksystemen, eine Möglichkeit darstellen, physikalisch-technische Grundlagen mit innovativen Lernstrategien zu verknüpfen. Daher wird im Rahmen dieses Beitrags ein Konzept zur technischen (Vor-)Qualifizierung von Jugendlichen (je nach Qualifikationsgrad zur Ausbildungsreife oder Studierfähigkeit), die Zertifizierung von Lehr-Fachkräften sowie die Durchführung wissenschaftlicher Projekte zur Mensch-Maschine-Interaktion unter Einbindung komplexer technischer Systeme vorgestellt.

 
18:30 - 22:00Abendprogramm
Bremen - Schlachte 

Datum: Samstag, 25.05.2019
 !!! ACHTUNG !!!: Veranstaltungsort ITB, Am Fallturm 1, Eingang A
 
8:30 - 9:453.1.a: kurzfristig abgesagt
ITB - Raum 2.07 
8:30 - 9:453.1.b Workshop: Sprachvermittlung meets ING -- Imparting Language Skills to INGeneers
Chair der Sitzung: Kathy Meyer-Ross
Chair der Sitzung: Joachim Hoefele
ITB - Raum 1.13 
 

Sprachvermittlung Meets ING – Imparting Language Skills To Ingeneers

Kathy Meyer-Ross

HTW Dresden, Deutschland

„Der Ingenieurberuf erfordert eine mathematische-naturwissenschaftliche Begabung. Diese ist selten gepaart mit sprachlichen Fähigkeiten. Daher haben viele Ingenieure schon von ihrem Begabungspotential her spezifische Schwierigkeiten, sich sprachlich klar und verständlich auszudrücken.“ [1]. Dies wird im Studium der Ingenieure verstärkt, denn Ingenieure denken ergebnisorientiert. Die Ingenieure sprechen ihre eigene Sprache in ihrer eigenen Kultur. Da sich Kultur vorrangig über Sprache differenziert vermittelt – und wir zusehends und immer stärker in interkulturellen und interdisziplinären Zusammenhängen arbeiten, uns austauschen usw., gewinnt Sprache eine immense Bedeutung für eine reibungsarme Zusammenarbeit – gerade auch im technischen Bereich. Durch die Digitalisierung und Automatisierung wird die Kluft zwischen der Sprachlosigkeit der Ingenieure und ihrem von anderen Menschen (Laien) dominierten Umfeld größer. Doch genau diese Laien, insbesondere die der (Fremd-)Sprachenvermittlung bieten Tendenzen, Möglichkeiten und Perspektiven für die sprachlosen Ingenieure:

Der klassische (Fremd-)Sprachenunterricht vermittelt (idealerweise) vier Fertigkeiten (Grammatik und Vokabeln werden hier außer Acht gelassen) pro Unterrichtseinheit: Hör- und Leseverstehen, Schreiben und Sprechen. Kann der klassische Ingenieur vom klassischen Sprachunterricht lernen, seine Sprachlosigkeit zu überwinden? Ist es möglich, die Ingenieursausbildung zu modifizieren und als Teilelement der Fachvermittlung das Hören, Lesen, Schreiben und Sprechen einzufordern? Was kann der didaktische Ansatz der Sprachmittlung für die Sprachlosigkeit der Ingenieure leisten?

 
9:45 - 10:00Kaffeepause
 
10:00 - 11:003.2.a: Lehr-Lern-Arrangements gestalten
Chair der Sitzung: Tamara Riehle
ITB - Raum 2.07 
 
10:00 - 10:15

Förderung von Medienkompetenz im Kontext des Lernens im Arbeitsprozess am Beispiel eines Projektes zur kontinuierlichen Weiterbildung von Berufskraftfahrern

Jan Naumann, Maren Petersen

Universität Bremen, Deutschland

Digitalisierung der Arbeitswelt findet in allen wesentlichen Bereichen der Wirtschaft statt. Im Zuge dessen verändern sich Kompetenzanforderungen an die Beschäftigten der unterschiedlichsten Branchen nachhaltig. Zugleich führt in der beruflichen Aus- und Weiterbildung der Einfluss von neuen Technologien und Medien zu Veränderungen im Lernverhalten. Die zur Verfügung stehenden digitalen Angebote ermöglichen den Beschäftigten, sich ein eigenes Lernarrangement zur beruflichen Weiterbildung zu organisieren. Mit diesen Veränderungen sowohl in der Facharbeit als auch im Nutzungsverhalten der Anwender beschäftigt sich das Projekt LaSiDig. Das Themenfeld „Ladungssicherung im intermodalen grenzüberschreitenden Verkehr“ aus dem Sektor Transport und Logistik wurde im Projekt LaSiDig als Forschungsobjekt ausgewählt. Durch die stetig wachsende Notwendigkeit auch grenzüberschreitend zwischen verschiedenen Transportmitteln zu wechseln, ist diese Problemstellung von elementaren Bedeutung in der sich verändernden Transportbranche. Ziel des Projektes LaSiDig ist es, eine modernes Lernmedium unter Nutzung digitaler Instrumente zu entwerfen, das sowohl die veränderten Nutzeranforderungen durch den Einfluss digitaler Medien berücksichtigt und gleichzeitig digitale Ressourcen für die Berufliche Bildung anwendbar macht. Durch die Verknüpfung mit realen beruflichen Aufgabenstellungen soll zudem der Transfer des Erlernten in die Berufspraxis gewährleistet sein, was bisherigen informellen Weiterbildungskonzepten nicht zufriedenstellend gelang. Am Untersuchungsgegenstand „Ladungssicherung“ soll festgestellt werden, wie berufliche Weiterbildung aktuell erfolgt. Anhand der Untersuchungsergebnisse werden neue Lernarrangements mit dem Fokus auf tatsächliche betriebliche Handlungen entwickelt, die durch die Ausgestaltung als digitale Anwendung zudem die Medienkompetenz der identifizierten häufig eher weniger bildungsinteressierten Nutzer erhöht. Das Projekt LaSiDig entwickelt und erprobt somit ein universelles Weiterbildungskonzept, das es ermöglicht, Kompetenzen zu fördern, ohne dem Anwender ungewollte Lernstrukturen aufzuzwingen.



10:15 - 10:30

Imagefilme im Studiengang Bauingenieurwesen

Kathrin Schär

Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Schweiz

Das Departement Angewandte Linguistik der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) befasst sich mit Sprachen, Kommunikation und Medien. Das gewonnene Wissen dient zur Lehre im eigenen aber auch in anderen Departementen und fliesst darüber hinaus in Wirtschaft und Gesellschaft ein. Ein wichtiger Leistungsbereich des Departements ist die Förderung berufsbezogener Kommunikationskompetenzen in Form von Kommunikationsmodulen an den verschiedenen Departementen der Hochschule.

Im Studiengang Bauingenieurwesen wird seit Längerem die Szenario-Methode zur Förderung domänenspezifischer Kommunikationskompetenzen eingesetzt. Das heisst im Wesentlichen, dass im Unterricht mündliche und schriftliche (Sprach-)Handlungen, die so in der Berufswelt stattfindenden könnten, simuliert werden. Ein für die Branche zentrales Szenario ist die Information der Öffentlichkeitsarbeit über ein Bauprojekt. Die Studierenden kommunizieren mündlich und schriftlich mit Stakeholdern. Weiter werden Imagefilme gedreht, Webseiten für ein Bauunternehmen gestaltet oder technische Dokumentationen thematisiert.

Im Rahmen des Vortrags wird ein Best-Practice-Konzept zur Förderung berufsspezifischer Kommunikationskompetenzen im Marketingbereich vorgestellt. Für Bauingenieure und Bauingenieurinnen ist es enorm wichtig, dass sie ihre Produkte vermarkten können und die Relevanz von Imagepflege verstehen. Erstens erregen Baustellen in der Öffentlichkeit oftmals Aufmerksamkeit und nicht immer nur positive. Mit einer geschickten Kommunikationsstrategie im Umgang mit den verschiedenen Stakeholdern der Baustelle können viele Konflikte wie beispielsweise juristische Einsprachen von vornherein verhindert oder zumindest abgefedert werden. Zweitens zeigen exemplarische Befragungen durch die Studierenden, dass zwar ein positives Bild von Ingenieuren und Ingenieurinnen in der Gesellschaft vorzuherrschen scheint. Gleichzeitig wissen die Befragten oftmals nicht, was diese Fachleute genau machen. Deshalb lösen die Studierenden gezielte Aufgabenstellungen wie «Erkläre verschiedenen Zielgruppen, was ein Bauingenieur tut» oder «Erstelle einen Imagefilm». Ziel ist die Sensibilisierung der Studierenden hinsichtlich Kommunikation über ihren zukünftigen Beruf, um dadurch das Image von Ingenieuren und Ingenieurinnen in der Gesellschaft zu pflegen. Das im Unterricht Erlernte soll dann später im Berufsalltag ebenfalls angewendet werden. Im Vortrag werden in einem ersten Schritt die didaktischen Prinzipien szenariobasierten Unterrichtens dargelegt. Darauf aufbauend werden die Chancen und Herausforderungen szenariobasierten Kommunikationstrainings aufgezeigt. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Auseinandersetzung mit dem Image-Film als Lernmedium. Aus einem aktuellen Lernprojekt werden einzelne Beispiele gezeigt und in Bezug auf deren Umsetzung und Lernwirksamkeit diskutiert. Im Anschluss an den Vortrag soll der Nutzen eines solchen domänenspezifischen Kommunikationstrainings aus hochschulinterner, aber auch aus praktischer Sicht zur Diskussion gestellt werden.

 
10:00 - 11:003.2.b: Weiterbildung gestalten
Chair der Sitzung: Maren Petersen
ITB - Raum 1.13 
 
10:00 - 10:15

Weiterbildungskonzept - Themenfeld Digitalisierung / Kooperation zwischen Hochschulen und Industrie

Carsten Burchardt

Siemens Industry Software GmbH, Deutschland

Siemens zählt zu den weltweit größten und traditionsreichsten Firmen der

Elektrotechnik- und Elektronikbranche. Die Ausbildung, duale Studiengänge und Erwachsenenbildun bildet bei Siemens einen zentralen Stellenwert. Siemens bietet in diesem Rahmen Ausbildungs- und duale Studiengänge sowie Erwachsenenbildung mit Angeboten im Bereich kaufmännischer, technischer und IT-Ausrichtung an [1]. Seitens Siemens besteht in Deutschland eine enge Kooperation mit verschiedenen berufsbildenden Schulen, Gymnasien sowie 30 verschiedenen Hochschulen mit Dualen Studiengängen sowie Erwachsenenbildung und Summer Schools z.B. in Berlin an der Siemens Technik Academie und Summer Schools [2]. In diesem Beitrag soll die Ausprägung einer Erwachsenenweiterbildung im Verbund mit Hochschulen zu der Thematik Digitalisierung von Siemens PLM, der Business Unit der Siemens Digital Factory Division dargestellt werden. Siemens PLM ist ein weltweiter Anbieter von Softwarelösungen für den digitalen Wandel in der Industrie und arbeitet weltweit mit über 140.000 Unternehmen unterschiedlicher Branchen zusammen [3]. Siemens PLM Software unterstützt Unternehmen aller Größenordnungen bei der digitalen Transformation ihrer Geschäftsprozesse und der Entwicklung innovativer Produkte und Services im digitalen Bereich. Das Siemens PLM Lösungsportfolio umfasst Software Produkte von der Planung und Entwicklung über Fertigung und Lebenszyklus-Support bis hin zur Umsetzung für die Innovationsförderung. Durch gemeinsame Zusammenarbeit mit dem Bundesministerium für Wissenschaft, Industriekunden und Hochschulen werden Lösungen entwickelt, die vielfältige Marktbedürfnisse erfüllen, um eine technologisch innovative Basis aufzubauen, damit Unternehmen sich erfolgreich den Anforderungen der Zukunft stellen können. In diesem Beitrag soll exemplarisch die innovative Erwachsenenweiterbildung im Digitalisierungsumfeld Product Lifecycle Management Professional aufgezeigt werden [4]. Diese PLM Professional Erwachsenenausbildung umfasst eine drei-wöchige berufsbegleitende Blending Learning Ausbildung und beinhaltet die Vermittlung praxisorientierter Kenntnisse und Fertigkeiten vom Produktlebenszyklusmanagements im Bereich der Digitalisierung. Die Weiterbildung wird seit 2015 in enger Zusammenarbeit mit vier Forschungseinrichtungen (Fraunhofer-Institute IPK, IPT, IAO und BIME) sowie verschiedenen Industriepartnern wie Siemens, Daimler, VW, Contact und weitere umgesetzt [5]. Die Ausbildung wurde 2016 seitens Fraunhofer Personnel Certification Authority zertifiziert und wird in einem nächsten Schritt voraussichtlich im Rahmen des Projektes EIT Digital PLM Professional als europaweite e-Learning Plattform Zertifkat angeboten [6]. In diesem Beitrag soll exemplarisch der Werdegang vom Kursaufbau durch die enge bedarfsoriente Zusammenarbeit zwischen Industrie und Instituten, den inhaltlichen Ansprüchen einer Zertifizierung sowie den Themenfeldern für die Entwicklung einer Blended Learning Konzeptes für die Erwachsenenweiterbildung dargestellt werden. Verschiedene Zielstellungen und Herausforderungen werden aufgezeigt, sowie unterschiedliche inhaltliche Elemente beim Kursaufbau bis hin zur Entwicklung eines internationalen Blended Learning Curriculums dargestellt.



10:15 - 10:30

Potenziale digitaler Medien und Gelingensbedingungen für ihren Einsatz in bedarfs- und kompetenzorientierten Studienformaten – Erfahrungen aus der wissenschaftlichen Weiterbildung

Barbara Knauf1,2, Heiko Sieben1,2, Christine Bauhofer1,3

1Technische Universität Hamburg, Deutschland; 2Institut für Technische Bildung und Hochschuldidaktik, Deutschland; 3TUTECH Innovation GmbH, Deutschland

Die Öffnung der Hochschulen für berufserfahrene Zielgruppen durch weiterbildende Studienformate stellt die Hochschulbildung in Deutschland aktuell vor neue Herausforderungen. Auf der Ebene der Formatentwicklung bedeutet dies, dass insbesondere Verfahren und Konzepte zur Förderung individualisierter und kompetenzorientierter Lernprozesse in den Studienverlauf implementiert werden müssen. Dabei gilt es, die Angebotsstrukturen auf die beruflichen Vorerfahrungen einer heterogener werdenden Klientel anzupassen. Der Einsatz digitaler Medien kann, unter Beachtung entsprechender Gelingensbedingungen, dazu beitragen, diese Herausforderungen zu meistern. Digitale Medien bieten vielfältige Potenziale zur didaktisch sinnvollen Anreicherung, Integration oder Virtualisierung von Lehr-Lernprozessen [Wannemacher et al., 2016, S. 63-73]. Besonderes Potenzial für die Förderung von Handlungskompetenz in weiterbildenden Lehr-Lernkontexten hat die mediale Unterstützung von Prozessen der Lernreflexion [Howe; Knutzen, 2013, S. 3-35]. Deren Umsetzung stellt hohe Anforderungen an Lehrende, Lernende und die Infrastruktur der Hochschulen.

Dieser Beitrag fokussiert die Frage, welche Potenziale digitale Medien zur Entwicklung und Begleitung individualisierter sowie kompetenzorientierter Studienformate in der wissenschaftlichen Weiterbildung bieten und welche Gelingensbedingungen ihren Einsatz beeinflussen. Im Zentrum steht der ganzheitliche und nutzerorientierte Prozess der Entwicklung von Studienformaten mit digitalen Medien am Beispiel von sog. Wissenschaft-Praxis-Projekten an der Technischen Universität Hamburg (TUHH).

Das im Projekt ContinuING@TUHH entwickelte und erprobte Studienformat erlaubt die Gestaltung bedarfs- und forschungsorientierter Weiterbildungsangebote für Unternehmen. Mitarbeitende aus Unternehmen bekommen die Möglichkeit, im Arbeitsrhythmus der TUHH-Institute ihren Lernprozess selbst zu steuern, indem sie aktuelle Herausforderungen ihres Arbeitsplatzes im Rahmen von Wissenschaft-Praxis-Projekten analysieren und Handlungsoptionen für ihren Arbeitsalltag generieren [Sieben, Bauhofer & Knutzen, 2018, S. 89-106]. Zur Unterstützung der Kompetenzentwicklung werden in diesem Format ein ePortfolio, ein Kompetenz-Check [Knauf, 2017] und eine Lernplattform (Blended Learning) eingesetzt. Von der nutzerorientierten Softwareentwicklung, der Entwicklung geeigneter didaktischer Einsatzszenarien bis zur Erprobung, Begleitung und Implementierung werden alle Schritte der Formatentwicklung aufgezeigt und gewonnene Erfahrungen reflektiert. Die Ableitung von Gelingensbedingungen der Entwicklung und des Einsatzes digitaler Medien in weiterbildenden Lehr-Lernkontexten beschließt diesen Beitrag.

 
11:00 - 11:30Kaffeepause
 
11:30 - 12:303.3.a: Arbeitswelt gestalten
Chair der Sitzung: Andrea Dederichs-Koch
ITB - Raum 2.07 
 
11:30 - 11:45

Die Digitalisierung der Arbeitswelt als Stressfaktor in der Ingenieurausbildung

Judit Klein-Wiele, Katja Kuhn

DHBW Stuttgart, Deutschland

Die Digitalisierung bringt sowohl in der Arbeitswelt als auch im privaten Umfeld große Veränderungen mit sich [vgl. Buntenbach & Schmucker 2017, S. 1]. Obwohl die meisten Unternehmen den Schritt von „Industrie 3.0“ mit der Automatisierung (durch den Einsatz von Elektronik und IT) zu „Industrie 4.0“ mit Vernetzung (basierend auf Cyber-Physical Systems) noch nicht vollzogen haben [vgl. Dommermuth 2019, S. I], ist in naher Zukunft eine Implementierung in vielen Bereichen geplant. Infolgedessen werden sich die Berufe verändern, die Informationen immer schnelllebiger, die Daten im Überfluss verfügbar sein und die Arbeitsbedingungen immer flexibler. Diese Veränderungen werden heute und zukünftig insbesondere das Ingenieurwesen herausfordern. Diese werden auch direkte Folgen für die Lehre und die zukünftige Ausbildung von Ingenieuren haben [vgl. Heidling et al. 2019, S. 84f.].

Die ersten Auswirkungen zeigen sich bereits in der vielfach geforderten erhöhten Erreichbarkeit, bei der die Grenzen zwischen beruflichen und privaten Leben verschwimmen können und welche zu psychischen Belastungen führen kann [vgl. Gimpel et al. 2018; Strobel 2013]. Auch der Einsatz von neuen Technologien (KI, Assistenzsysteme etc.) kann sowohl psychische als auch physische Belastungen hervorrufen [vgl. Bundesministerium für Arbeit und Soziales 2017, S. 135f.]. Wird die daraus resultierende Beanspruchung negativ erlebt, dann wird dies als Stress bezeichnet [vgl. Stadler 2006, S. 2].

Eine empirische Untersuchung an der DHBW Stuttgart im Rahmen des Projektes „AR/VR-Lehre“ mit Dualen Studierenden des Maschinenbaus soll den Digitalisierungsgrad und den Einsatz neuer Medien an den beiden Lernorten Unternehmen und Hochschule verdeutlichen. Die folgenden Hypothesen werden für diesen Beitrag geprüft:

(H1) Die Digitalisierung ist am betrieblichen Lernort weiter fortgeschritten

als in der Lehre der DHBW Stuttgart.

(H2) Die Digitalisierung verursacht Stress bei Dualen Studierenden des

Maschinenbaus an der DHBW Stuttgart.

Aus dieser ersten Untersuchung werden bereits während des Ingenieurstudiums mögliche Folgen, Chancen und Risiken für das zukünftige Arbeiten und Maßnahmen zur Prävention abgeleitet. Darüber hinaus können auch erste Fähigkeiten und Kompetenzen zukünftiger Ingenieuren/-innen identifiziert werden, welche eine positive Bewertung der psychischen Belastungen durch die Herausforderung Digitalisierung ermöglichen.



11:45 - 12:00

Integration und Zukunftsfähigkeit durch Leadership-Coaching anhand bewährter Klassiker der Führungskunst

Justinus Pieper

Beuth Hochschule Berlin, Deutschland

Viele Studierende der 4 Ing werden im In- und Ausland mit international besetzten, diversen Teams arbeiten und schließlich selbst als Führungskraft tätig sein. Dazu benötigen sie in der Praxis wohlbegründete Führungsqualitäten und gut eingeübte Methoden der Führung und der Motivation der Teammitglieder, Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Historisches Wissen, Bewusstsein der eigenen und der fremden (Führungs-)Kultur, aber auch Schnittmengen guter Führung über (Kultur-)Raum und Zeit hinweg sind dringend notwendig für das Verständnis einer zunehmend als komplex und diversifiziert wahrgenommenen Welt und für die Bewährung als verantwortliche Führungskraft. Praxistaugliche Führungsmethoden aus Europa und dem Nahen, Mittleren und Fernen Osten, Antike, Mittelalter und Neuzeit werden in Verbindung z.B. mit der Hattie-Studie eruiert, strategische und taktische Führungsaufgaben in kleinen Teams anhand von Klassikern der Führungskunst eingeübt. Dabei werden analoges und digitales Lehren und Lernen integriert. Ziele sind das Erlernen von Führungs- und Kommunikationstechniken, die Fähigkeit, weitgehend (angst-) frei vor Gruppen zu sprechen und zu präsentieren, die verbesserte Selbstwahrnehmung und die Stärkung des Selbstvertrauens. Die Fähigkeit zum kritischen Umgang mit historischen und gegenwärtigen Quellen, die Erweiterung des Bildungshorizontes und der Fähigkeit zu Perspektivwechsel und dialektischem Denken sowie die Vermittlung und Reflexion von historischen, kulturhistorischen und philosophischen Kenntnissen sind Grundvoraussetzung für eine erleichterte Integration und nicht zuletzt die Stärkung der staatsbürgerlichen Mündigkeit.

Many students of engineering are about to work in international, divers teams, only to become leaders themselves. Thats why they have to be well educated in leadership qualities founded in good practice and rehearsed methods in leadership and (team) motivation. Historical and cultural knowledge of different types of leadership, common denominators of good leadership traditions over time and space are necessary in a world more and more complex and diverse, as well as a probed and responsible leader. Methods put to test in Europe, in the Near, Middle and far East and from Antiquity up to now are compared with e.g. the theses of John Hattieudy; strategical and tactical challenges are practiced in small teams on the basis of leadership-classics, by which analogue and digital methods are combined. Techniques of leadership and communication, the ability to talk in front of an audience, a sense of self and an improved self conscience, a more critical handling of information, facts as well as „alternative facts“, education and literacy, change of perspective, dialectical thinking and a widening of cultural knowledge, own and foreign, may serve as a means of better integration and, finally, civic maturity.



12:00 - 12:15

Literacy for Entrepreneurship: eine korpuslinguistische Studie zu den sprachlichen Herausforderungen bei Kleinstunternehmensgründungen

Joachim Hoefele, Elsa Liste Lamas, Liana Konstantinidou

Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Schweiz

In den deutschsprachigen Ländern sind neu gegründete mittelständische Firmen in erster Linie Einzelunternehmen mit wenigen bis keinen Angestellten (für die Schweiz [1]). Ein Großteil von Neugründungen findet in gewerblichen und handwerklichen Branchen statt, die im Vergleich mit technisch orientierten Start-Ups weniger wissens- und kapitalintensiv sind. Häufig sind es Personen mit abgeschlossener Berufslehre, die in diesen Bereichen ein Klein-stunternehmen gründen und/oder führen. Auch der Anteil an Personen mit linguistischem Migrationshintergrund ist hier vergleichsweise hoch [2] [3]. Insbesondere für sie stellen sprachliche Anforderungen eine Barriere für die Gründung und Führung eines Unternehmens dar.

Um potenzielle sprachliche Hürden überwinden zu können, gilt es, die bis heute wenig er-forschte Frage nach der Relevanz kommunikativer Kompetenzen im Entrepreneurship-Kontext zu beantworten: Welche Textsorten werden von Kleinstunternehmer/innen gelesen und ge-schrieben? Welche linguistischen Merkmale weisen diese Texte auf? Was zeichnet in diesem Kontext einen guten Text aus? Um darauf Antworten zu finden, wurde im hier vorgestellten Projekt auf vier Datenquellen zurückgegriffen: (1) Interviews mit Unternehmer/innen und Vertreter/innen von Berufsverbänden; (2) Ergebnisse einer an mehr als 500 Unterneh-mer/innen geschickten Umfrage; (3) ein Korpus (= Textsammlung) von ca. einer Million Token; (4) Qualitätsrating einer Auswahl von geschriebenen Texten unterschiedlicher Textsorten.

Nach der Präsentation der relevanten Textsorten wird exemplarisch gezeigt, wie Texte und Textsorten durch ein gemischtes Verfahren von einerseits (semi-)automatischen, korpuslingu-istischen und andererseits manuellen Analysen von Texten in Hinblick auf ihre linguistischen Merkmale und ihre Qualität beschrieben werden können (vgl. [4]). Aus den Ergebnissen lassen sich didaktische Empfehlungen für die (berufliche) Aus- und Weiterbildung ableiten.

 
12:30 - 13:00Rückblick und Ausblick
ITB - Raum 2.07