Spotlight

Die Interview-Blog-Serie „BL Spotlight“ stellt regelmäßig inspirierende Lehrende und Communities der TH Nürnberg vor, die Blended Learning und Digitalisierung in ihre Arbeit an der TH Nürnberg integrieren. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht. Die Volltexte sind über den BL Blog (Login mit my.OHM-Zugangsdaten) zugänglich.

  • Prof. Streitferdt, Fak. BW, im Gespräch
  • Herr Pazureck, Fak. efi, im Gespräch
  • Der MOOC 'Digitalisierung und Hochschullehre'
  • Prof. Schuhbauer, Fak. IN, im Gespräch
  • Prof. Koenig, Fak. AMP/ Language Center, im Gespräch
  • Prof. Siegmund, Fak. efi, im Gespräch
  • Prof. Weissman, ehem. Fak. SW und Mitglied der HL, im Gespräch

Lösungen für didaktische Anliegen

Der Umgang mit komplexen Softwaresystemen kann nicht theoretisch erlernt werden. Praxisbezüge sowie aktives und zunehmend selbständiges Arbeiten sind für einen nachhaltigen Erwerb fachlicher „Employability-Skills“ entscheidend.

Lösung: Fallstudien mit schrittweise reduzierter Betreuung

1. Hintergrundwissen und -fähigkeiten (Fakten- und Methodenwissen)

  • Die Studierenden hören eine Vorlesung zu theoretischen Grundlagen.
  • Sie erhalten Schritt-für-Schritt-Anleitungen für Programme und „Handwerkszeug“.
  • Sie lösen kleinere Aufgaben, um den Umgang damit zu üben.

2. Arbeit mit einer Fallstudie (Handlungskompetenz: auswählen, anwenden, zusammenführen, aufbereiten)

  • Die Studierenden wählen in Kleingruppen geeignete Inhalte und Methoden zur Lösung einer größeren Problemstellung oder Fallstudie aus.
  • Sie wenden diese eigenständig zur Lösung im gegebenen Kontext an.
  • Sie bereiten das Ergebnis für eine Präsentation auf.
  • Zur Unterstützung werden jeder Gruppe wöchentlich Zeiten für eine Individualbetreuung durch die Lehrperson zugewiesen

3. Präsentation des Ergebnisses (Metakognitive Kompetenzen: begründen, bewerten, analysieren, vergleichen)

  • Die Studierenden stellen ihre Lösung vor
  • Sie erläutern, warum sie sich für diese Lösung entschieden haben
  • Sie beschreiben, wie sie zur Erarbeitung der Lösung vorgegangen sind

Kontext

Geeignet für: Studiengänge, in denen viel mit Software gearbeitet wird und zur Vorbereitung auf Berufsfelder, in denen technische Lösungen entwickelt werden

Methoden/ didaktische Prinzipien: Scaffolding, Gruppenarbeit, Lernen durch Lehren, Fallstudienarbeit

Equipment: Fallstudien mit Literatur für jede Gruppe, ein Computerraum mit Beamer, ein Softwaresystem, ggf. unterstützende Tools für die Einführung

Erfahrungswerte

In der Veranstaltung Customer Relationship Management für das 6./7. Semester stellt sich die beschriebene Lösung folgendermaßen dar:

1. Die Studierenden erfahren betriebswirtschaftlichen Hintergrund zu einem Teilprozess des Customer Relationship Managements (CRM) und werden dann im Umgang mit dem entsprechenden Modul einer IT-Standardsoftware angeleitet, um den Teilprozess mit der Software abzubilden.

2. Sie setzen betriebswirtschaftliche Fragestellungen des CRM in Gruppen sinnhaft mit IT-Standardsoftware um. Sie erarbeiten einen Prototyp mit der IT-Standardsoftware, der zum Beispiel die Kommunikationskanäle des (mobile) CRM und sozialer Medien zeigt.

3. Sie präsentieren und diskutieren ihren Prototyp im Plenum. Sie zeigen Grenzen der IT-Standardsoftware auf.

Problematisch mit der Arbeit an Echtsystemen ist, dass die Technik immer funktionieren muss. Ist ein System nicht verfügbar, dann ist der Fortschritt in der Veranstaltung in Gefahr.
Von den Studierenden wurde das praxisnahe Konzept und die Arbeit an Echtsystemen jedoch sehr positiv wahrgenommen. Eine spezifische Evaluation im Sommersemester 2018 soll diesen Eindruck prüfen und präzisieren.

Name Kontakt
Rainer Groß Rainer Groß
Prof. Dr. rer. pol.

Vielfältige Zugangsmöglichkeiten zum Studium resultieren in großen Gruppen mit heterogenen Vorkenntnissen.

Es ist schwer, ein angemessenes Gleichgewicht zwischen „fördern und fordern“ zu finden, ohne zu langweilen bzw. zu überfordern.

Lösung: Strukturen für individuelle Lernpfade

Die Studierenden erhalten verschiedene Möglichkeiten, die Vorlesungsinhalte zu mitzuverfolgen:

1. Eine Vorlesung mit...
... Vortragsfolien(1), die interaktiv beschriftet werden
... einem Skript(2) mit Bereichen für eine strukturierte Mitschrift und konkreten Verweisen auf ein Lehrbuch(3)
... regelmäßigen, anonymen Rückmeldungen zum Verständnis(4)
... Übungsaufgaben(5) als Muster, Zwischenfeedback oder für Gruppenarbeiten
2. Materialien für selbstegsteuertes, individuelles Lernen:
-    ein Lehrbuch(3),
-    Selbsttest-Aufgaben(6)
-    Lehrvideos (7)
Sowohl in als auch begleitend zur Vorlesung können sich die Studierenden also individuell orientieren.

Kontext

Geeignet für: Erstsemesterveranstaltungen, Grundlagenvorlesungen, Vorlesungen, die von Studierenden verschiedener Fachrichtungen besucht werden

Methode/ didaktisches Prinzip: Individuelle Lernpfade, Selbstgesteuertes Lernen

Equipment:

  • (1)Vortragsfolien: z.B. Powerpoint
  • (2)Skript, (5)Übungsaufgaben: Bereitstellung als pdf-Dateien
  • (3)Lehrbuch: Angebot der Bibliothek, wenn möglich mit E-Book-Lizenz
  • (4)Anonyme Fragen an das Plenum: z.B. Abstimmungsplattform PINGO
  • (6)Selbsttest: z.B. Moodle-Aktivität „Test“
  • (7)Lehrvideos: z.B. Office Mix, ggf. Einbindung weiterer Programme, z.B. CAD-Darstellungen

Erfahrungswerte

In der Vorlesung Maschinenelemente werden verschiedene Maschinenelemente mit ihren Besonderheiten vorgestellt und berechnet. Wer mehr Zeit braucht, nutzt das Lehrbuch und die Videos zu wichtigen Berechnungsverfahren. Wem schreiben beim Lernen hilft, greift auf das strukturierte Skript zurück. Wer eine Rückmeldung zum eigenen Kenntnisstand will, löst die Selbsttest-Aufgaben und beteiligt sich an den Rückfragen zum Verständnis in der Vorlesung.

Die Lückenskripte sowie die verteilten Übungsaufgaben werden von allen Studierenden angenommen.

Mittels PINGO konnten die Studierenden mehrmals während der Vorlesung zurückmelden, ob sie den Inhalten noch folgen können. Diese Rückfragen haben am Anfang auch gut geklappt, es leierte sich aber zum Ende des Semesters aus.

Als Leitfaden für die Vorlesung und auch als eine erlaubte Unterlage für die Prüfung dient das Lehrbuch. Dieses gibt es auch als kostenloses E-Book, das allerdings kaum genutzt wird: In der Prüfung sind keine elektronischen Geräte erlaubt, weshalb die meisten sich das Buch kaufen.
Das Buch wird ca. alle zwei Jahre neu aufgelegt. Ich habe in meinen Unterlagen Hinweise auf das Lehrbuch. Das bedeutet, ich habe einen erheblichen Aktualisierungsaufwand.

Diejenigen, die sich die Videos angeschaut und die Selbsttests gemacht haben, haben zurückgemeldet, dass diese Form sehr hilfreich ist.

Ich denke die Vielfalt der verschiedenen Lehrinhalte spricht die verschiedenen Charaktere an und unter dem Strich kommen doch bessere (Prüfungs-)Ergebnisse heraus. Grundsätzlich ist die Zurverfügungstellung einer Vielzahl an verschiedenen Lehrunterlagen ein riesiger Aufwand. Hinzu kommt noch die Beherrschung von Moodle.

Name Kontakt
Rüdiger Hornfeck Rüdiger Hornfeck
Prof. Dr.-Ing.

Praxisnahes Grundlagenwissen wird am besten individuell erarbeitet und eingeübt. Oft passen die verfügbare Zeit und die Gruppengröße einer Veranstaltung aber nicht zu diesem Ziel.

Lösung: Selbstgesteuert lernen mit Vorlesung, Tutorium & Online-Kurs

Die ca. 60-80 Studierenden haben 1 SWS Vorlesung im Hörsaal als Doppelstunde alle zwei Wochen, abwechselnd mit 1 SWS Tutorium im Rechnerraum ebenfalls als Doppelstunde alle zwei Wochen

Zur Unterstützung der Taktung aus Vorlesung und Tutorium wurde ein Selbstlernkurs auf dem E-Learning-Portal aufgebaut, auf dem die zu vermittelnden Inhalte zum größten Teil als Screencasts (3-5 Minuten Dauer) dargestellt sind. Der E-Learning-Kurs dient sowohl zur Vor- als auch zur Nachbereitung der Vorlesung. Der Kurs ist hier zu erreichen (Passwort: „CAD“) https://elearning.ohmportal.de/course/view.php?id=3328

Erfahrungswerte

Das Konzept wird von den Studierenden bislang sehr gut angenommen. Das vorgestellte Konzept erwies sich als sehr gut geeignet, um Lehrinhalte wie das Herangehen an die Bauteilmodellierung und die Anwendung der Software zu vermitteln. Studierende können die Screencasts für ihr persönliches Lerntempo verwenden und auch Inhalte wiederholen oder überspringen.

Die Aktivitäts-Auswertungen im E-Learning-Portal zeigten im Sommersemester 2018 eine regelmäßige Aktivität von ca. 40 Studierenden (im Semester immatrikuliert: 68, 1. Studiensemester!). Da der Kurs anscheinend auch von Studierenden höherer Semester genutzt wird, waren zeitweise 117 Studierende eingeschrieben. Im Juni 2018 fanden über 600 Zugriffe pro Woche von Studierenden statt. Im Sommersemester 2019 stieg die Zahl der Zugriffe von ca. 600 Zugriffen pro Woche im Februar auf 4.500 Zugriffe pro Woche im Juni an.

Die Evaluation der LV im Sommer 2018 ergab bei der Frage nach der Nützlichkeit der Videos im E-Learning-Portal bei 78% der Teilnehmer die beste Bewertung. 70% der Teilnehmer geben an, das E-Learning-Portal einmal pro Woche oder öfter zu nutzen. Der selbst eingeschätzte Wissensgewinn wurde 68% der Teilnehmer als „groß“ oder „sehr groß“ angegeben.

Die Möglichkeit zum Online-Lernen wirkt sich scheinbar auch auf die Anwesenheit in den Präsenzveranstaltungen aus: Während in der Vorlesung (abhängig von der Lage im Stundenplan) meist ca. 30 Studierende anwesend waren, wurde das Tutorium durchweg sehr schlecht besucht.

Abb.: Ergebnisse aus dem Moodle-Report und der Evaluation vom Sommer 2018

Tipps zur Technik

Ganz wichtig: guter Ton

Bei Screencasts spielt der Ton eine sehr wichtige Rolle. Daher ist ein hochwertiges Mikrofon unbedingt notwendig. In dem hier vorgestellten Projekt kamen USB-Kondensator-Mikrofone von Conrad Electronic (www.conrad.de) und auna (www.auna.de) zum Einsatz. Vor allem die Komplettpakete von Auna mit Mikrofon, Popschutz, Spinne und Tischstativ sind ein sehr guter Kompromiss aus Preis und Leistung (im Set ca. 70 €). Ergänzt wurden die Mikrofone mit einem selbst hergestellten kleinen Schallschutz für ca. 5 € (sonst >50 €).

Einfache Aufnahme-Software: Screenpresso

Zur Aufnahme der Screencasts erschien die Standard-Software „Camtasia“ (165 €) bei Projektbeginn als zu teuer. Daher wurde für die Aufnahmen der Screenrecorder „Screenpresso“ (29 €) verwendet (www.screenpresso.com). Bei regelmäßiger Erstellung von Screencasts ist aber Camtasia mit seinen Schnittmöglichkeiten auf jeden Fall zu empfehlen.

Maus gut visualisieren: SpotOnTheMouse

Mit dem Programm „SpotOnTheMouse“ (15 €) ist für die Zuschauer sowohl im Screencast als auch in der Vorlesung die Maus immer gut zu sehen. Gedrückte Tasten werden mit dargestellt und erleichtern so das Nachvollziehen der Aktionen. www.markuswelz.de/software/index_de.html

„Whiteboard Animations“ leicht gemacht: mysimpleshow

Als Eyecatcher wurde ein Einführungsvideo im „Scribble“-Stil an den Beginn des E-Learning-Kurses gesetzt. Die Software für die Erzeugung dieser Videos ist oft extrem teuer. Die Firma Simpleshow Gmbh aus Berlin stellt Hochschulen einen nur leicht begrenzten Funktionsumfang kostenlos zur Verfügung. www.mysimpleshow.com 

Mikrofon mit Schallschutz à la TH Nürnberg
Name Kontakt
Michael Koch Michael Koch
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing.

Häufig bauen komplexe Inhalte in Vorlesungen aufeinander auf.

Wer frühzeitig den Anschluss verliert oder falsche Vorstellungen entwickelt, ohne das explizit zu bemerken, hat es schwer, dem weiteren Verlauf zu folgen.

Für die Lehrperson ist nicht ersichtlich, wieviele Studierende noch den Inhalt erfassen und neues Wissen korrekt verarbeiten können.

Lösung: Verständnisfragen über Abstimmungssysteme stellen

Jede thematische Einheit wird in der Vorlesung vorgestellt, und in den Übungen werden Aufgaben dazu gelöst. Im Anschluss daran wird das Thema abgeschlossen, indem ca. 5 verständnisorientierte Fragen nach dem Schema der Peer Instruction nach Mazur gestellt werden. Die Abstimmungsergebnisse werden projiziert, so dass der individuelle Kenntnisstand mit der Gruppe abgeglichen werden kann und sowohl Lehrperson als auch Studierende einen Überblick erhalten.

Das weitere Vorgehen, also ob Fragen diskutiert, Themen wiederholt oder vertieft werden, oder ob das  nächste Thema begonnen wird, richtet sich nach diesen Abstimmungsergebnissen. Die Peer-Instruction-Fragen werden also als Feedback-Instrument in Blöcken von je 4-6 Fragen eingesetzt, wenn ein Kapitel abgeschlossen und auch in der Übung behandelt wurde.

Kontext

Geeignet für: Grundlagenvorlesungen, „schwere“ Vorlesungen oder Vorlesungen, bei denen Themen aufeinander aufbauen

Methode: Peer Instruction nach Mazur

Equipment: Online-Abstimmungssystem oder Clickersystem

Erfahrungswerte

Vorlesung Theoretische Informatik im zweiten Semester der Studiengänge Informatik und Medieninformatik

Der Einsatz der Methode erfordert ein präzises Herausarbeiten der zu vermittelnden Kompetenzen, was durchaus auch dem Dozenten nutzen kann.

Die Ermittlung schnell aufzunehmender, unmissverständlicher Aufgabenstellungen ist fachlich und didaktisch fordernd. Sie erfordert unter Umständen mehrere Durchläufe, da die Reaktion der Studierenden auf eine Aufgabenstellung nur bedingt vorherzusehen ist - insbesondere bei vom Dozenten als leicht angesehene Aufgaben war die Rückmeldung mitunter überraschend.

Bei der Planung einer Sitzung sollte man berücksichtigen, dass die fachliche Herausforderung in Verbindung mit sozialer Interaktion Studierende durchaus anstrengt. Positiv anzumerken ist die große Intensität, mit der die Studierenden die Aufgaben bearbeiten und diskutieren.

Publikation

Kröner, A.; Meissner, B. (2015). Weg vom Fehlkonzept - Umgang mit unerwarteten Ergebnissen einer Peer Instruction. In: Zentrum für Hochschuldidaktik – DiZ (Hrsg.). Tagungsband zum 2. HDMINT Symposium 2015, Online-Version S. 42-47. [letzter Zugriff: 15.03.2016]

Name Kontakt
Alexander Kröner Alexander Kröner
Prof. Dr.

Als Multiplikator für Lehre ist Prof. Streitferdt Ansprechpartner für Inverted Classroom. Sie können direkt auf ihn zugehen, wenn Sie die Methode einsetzen oder sich dazu austauschen möchten.

In Vorlesungen ist es schwer, Wissensdarbietung und Anwendung unter einen Hut zu bringen. Oft fehlt die Zeit, die Gruppen sind zu groß oder der Stoff zu umfangreich. Auch der Kontakt mit den Studierenden kommt häufig zu kurz.

Inverted Classroom als Lösung

Bei Inverted Classroom bereiten sich Studierende selbständig auf die Vorlesung vor, mit bereitgestellten, angemessenen Lernmaterialien. Sie nutzen z.B. Internetseiten, Skripte oder Lehrvideos, um sich Themen zu erarbeiten und wenden diese in passenden Übungsaufgaben bzw. Arbeitsaufträgen an.

Die Präsenzzeit wird je nach Bedarf und Gruppe flexibel gestaltet. Dabei stehen Anwenden, Üben, das Klären von Fragen und die Vertiefung von Inhalten im Vordergrund. Die Aktivität der Studierenden sowie die Interaktion mit der Lehrperson sind essenziell. Die Lehrperson gibt den Studierenden direkt und indirekt Rückmeldung zu ihrem Kenntnisstand und gibt dadurch Orientierung im Semesterverlauf. Mehr zur Methode

Wie Prof. Streitferdt Inverted Classroom als Lösung für seine Mathematikvorlesung entdeckte und realisierte, erfahren Sie in folgendem Videointerview:

Erfahrungsberichte aus der Lehrpraxis

Überblick

Die Initiative „Schreibkompetenzen fördern“ an der Fakultät Sozialwissenschaften will alle Studierenden ihrer Fakultät in der Entwicklung von Schreibkompetenzen unterstützen. Sie umfasst mehrere aufeinander abgestimmte Bausteine. Diese tragen den heterogenen Bedarfen der Studierenden Rechnung, und können auch jeweils einzeln genutzt werden.

Die Initiative wurde 2018 mit dem Preis für herausragende Lehre des Bayerischen Staatsministeriums für Wissenschaft und Kunst ausgezeichnet.

Die Bausteine

  • Pflichtfach "Wissenschaftlich Arbeiten": Den Schreibprozesses durchlaufen
  • Leitfaden zum wissenschaftlichen Arbeiten als Orientierung im gesamten Studium: Gröhlich, Carola; Heidenreich, Susanne; Rautenfeld, Erika von; Vode, Dzifa (2018): Leitfaden zum Verfassen wissenschaftlicher Arbeiten. an der Fakultät Sozialwissenschaften (2., überarb. Aufl.). Nürnberg. Online verfügbar unter https://www.th-nuernberg.de/fileadmin/global/Gelenkte_Doks/Fak/SW/SW_0600_HR_Leitfaden_WA_public.pdf
  • Workshops zu z.B. Argumentieren, Formulieren, Zeitmanagement, ...
  • AWPF "Schreibwerkstatt": Mit Peer-Learning durch die Abschlussarbeit
  • Aktive Einbindung von Angeboten des Schreibzentrums zu Beratung und Weiterbildung: https://www.th-nuernberg.de/schreibzentrum; Anfragen an: Frau Dzifa Vode, dzifa.vodeatth-nuernbergPunktde, -4270
  • Kooperationen nach Bedarf, auch zum Transfer der Bausteine in andere Fakultäten

Publikation

Gröhlich, C.; Heidenreich, S.; Vode, D.; von Rautenfeld, E. (2018). Die Initiative „Schreibkompetenzen fördern“ an der Fakultät Sozialwissenschaften der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm. In: Franz Waldherr und Claudia Walter (Hrsg.). Forum der Lehre – digitale Akzente setzen. Tagungsband zum Forum der Lehre an der TH Ingolstadt, 16. April 2018. S. 53-57.

Name Kontakt
Carola Gröhlich Carola Gröhlich
Prof. Dr.
Susanne Heidenreich Susanne Heidenreich
Prof. Dr.
Erika von Rautenfeld Erika von Rautenfeld
Prof. Dr. phil.
Dzifa Vode Dzifa Vode
M.A.
Name Kontakt
Markus Kaiser Markus Kaiser
Prof.

Live Online-Redaktion zum Nürnberg Digital Festival (seit 2017)

Die Lehrveranstaltung

Die Lehrveranstaltung wurde als "Journalistisches Projekt" (2 SWS, Modul "Digitaler Journalismus") im 2. Semester des Studiengangs Technikjournalismus durchgeführt. Es nahmen 45 Studierende mit Quervernetzungen zu anderen Lehrveranstaltungen teil. Die Arbeit erfolgte alleine oder in 2er- bis 3er-Teams.

Die Betreuung fand über Redaktionssitzungen, individuelle Gespräche in den Produktionsräumen sowie Online-Betreuung statt, wobei letztere am zeitaufwändigsten war. Die Studierenden bekamen einen Presseausweis und konnten auch die Webseite der Veranstaltung für Publikationen nutzen. Die Arbeit der Studierenden war also vom Veranstalter in die Web Week integriert. Durch die Anwendung der bisher erlernten Grundlagen (z.B. Wahl der passenden Publikationsform, adäquate Gestaltung entsprechend der gewählten Form) konnten die Studierenden ihr Tätigkeitsfeld kennen lernen.

Aus einer Feedbackrunde mit den Studierenden ging hervor, dass zum Beispiel Aha-Erlebnisse, Aufblühen beim Arbeiten, aber auch ein Bewusstwerden der eigenen Grenzen das Projekt zu einer guten Orientierungsmöglichkeit zu Beginn des Studiums machten.

Berichte und Beiträge

Aftermovie - Die TH Redaktion zur Web Week 2017: https://www.youtube.com/watch?v=hkDlqL4dm_A&feature=share

Kanäle mit Beiträgen der Studierenden
Beispiele für Blog-Beiträge

Hintergrund

Mehr zur Methode "Projekt-orientiertes Lernen" finden Sie hier.

Hauptorganisator Christian Albrecht begrüßt zum Blogger-Treffen im Juli 2019 (Foto: Markus Kaiser)

Ein Mentoring-Programm mit Weblog-Paten (seit 2019)

Die Ausgangssituation

2. Semester, Teilmodul „Digitaler Journalismus“ im Bachelorstudiengang Technikjournalismus/Technik-PR

Als praktische Studienarbeit konzipieren Studierende in diesem Seminar einen eigenen Weblog, um zu lernen, wie man Onlinejournalismus betreibt – und das in allen Facetten: von der Recherche über das Texten bis hin zu Suchmaschinenoptimierung und Knowhow im Medienrecht und Design.

Im Gegensatz zu erfolgreichen Blogs wie PolTec oder Lansyn werden die meisten Blogs aber nicht weiterverfolgt, sobald die Prüfungsleistung abgeschlossen ist.

Dabei hätten die Studierenden damit ein vorzeigbares Projekt, mit dem sie sich um ein Volontariat bewerben können, sie würden ihre Kompetenzen weiter ausbauen, und aus einem Blog kann durchaus auch ein Start-up entstehen – PolTec war beispielsweise auf dem Mobile Media Day in Würzburg mit seinem Blog sogar als Aussteller im Start-up-Bereich.

Die Idee

In Form eines Mentoratsprogramms wird jeweils eine erfahrene Bloggerinn oder ein erfahrener Blogger mit einer oder einem Studierenden vernetzt, um sich bei Treffen auszutauschen und über Erfolgskriterien für Blogs zu sprechen. Die Motivation, den Blog über die Lehrveranstaltung hinaus weiterzuführen, soll damit erhöht werden.

Ergebnisse

Die Blogs der Studierenden (PDF)

Newsmeldung der TH Nürnberg (Juni 2019): https://www.th-nuernberg.de/news/3501-von-techno-ueber-back-reze/

Öffentlich präsentiert wurden das Konzept und einzelne Blogs beim Blogger- und Influencer-Treffen am 15. Juli 2019 am Flughafen Nürnberg. Dort waren sowohl Studierende als auch Blogger mitvertreten, die sich hier noch weiter vernetzen konnten. Außerdem haben sich dort weitere erfahrene Blogger bereiterklärt, künftig als Blog-Paten mitzuwirken.

 

 

Inhaltlicher Aufbau

Zur Motivation des physikalischen Problems werden geeignete Demonstratoren für ein einfaches Pendel, ein Doppelpendel, sowie später für kompliziertere Pendel benötigt. An ihnen sollen die Bewegungsvorgänge beobachtet werden, um sie dann in mathematischen Modellen in Form von Differentialgleichungen zu formulieren. Diese sollen anschließend mittels geeigneter numerischer Verfahren computergestützt gelöst werden (siehe Abb. 1). An den visualisierten Lösungen kann schließlich das Verständnis für die komplexen Zusammenhänge reflektiert werden und Abweichungen zwischen Realität und Simulation können beobachtet werden. Somit wird die gesamte Prozesskette vom Phänomen zum Modell über den Algorithmus zur Simulation und der Interpretation der Ergebnisse bis zum vetieften Verständnis des Ausgangsproblems abgebildet.

Abb. 3: Der Demonstrator "Doppelpendel" mit Magnet zur Befestigung an der Tafel. (Foto: A. Papastavrou)

Ausblick

Die Veranstaltung wurde wegen der hohen Teilnahmemotivation und der positiven Resonanz zunächst weiter angeboten. Im Sommersemester 2020 entsteht daraus ein neues Wahlfach, das zum großen Teil auf dem beschriebenen Konzept aufbaut. Außerdem werden Teile des Konzepts in weitere Veranstaltungen des Bachelor- und Masterstudiums integriert, zum Beispiel werden die entwickelten Pendel-Modelle (Beispiel: siehe Abb. 3) zur Veranschaulichung und zur Konkretisierung abstrakter Inhalte eingesetzt. Flankierend zur Pflichtlehrveranstaltung im Master Maschinenbau „Ausgewählte Kapitel der Mathematik und Numerik“ wird die beschriebene freiwillige Zusatzveranstaltung „Einführung in Matlab“ bei Interesse angeboten. Die im Rahmen des Projektes erarbeiteten Übungsunterlagen, Aufgaben und das Tutorial werden darüberhinaus Studierenden, die sich für Projekt- oder Abschlussarbeiten im Matlab einarbeiten müssen, zur Verfügung gestellt.

Name Kontakt
Areti Papastavrou Areti Papastavrou
Prof. Dr.-Ing.
Abb. 2: Ergebnis der Eingangsumfrage: Motivation zur Teilnahme.

Ergebnisse

Teilnahme

Eine Überraschung war das große Interesse an dem in der Vorlesung vorgestellten freiwilligen MATLAB-Pendel-Projekt. Über die Hälfte der Befragten bekundeten Interesse an einer Kursteilnahme und tatsächlich war die Teilnahmequote dann nochmal um 20% höher. Um allen Interessierten die Teilnahme ermöglichen zu können, wurde der Kurs nicht nur für eine Gruppe, sondern für zwei Gruppen angeboten. An dieser Stelle sei das große Engagement der studentischen Hilfskräfte hervorgehoben.

Eingangsumfrage

Zu Beginn der jeweils ersten Kursstunde wurde gleich nach einer kurzen Einleitung eine Online-Umfrage gestartet. Die Beteiligung an der Umfrage war in beiden Gruppen mit einem Rücklauf von 94 % sehr groß.
Insbesondere wurde nach der Motivation zur Teilnahme an dem freiwilligen Extrakurs (siehe Abb. 2) gefragt. Es war möglich, mehrere Antworten gleichzeitig auszuwählen. Die meisten Nennungen (30 von 49) entfielen auf verbesserte Chancen auf dem Stellenmarkt, gefolgt von der Möglichkeit, MATLAB im späteren Verlauf des Studiums nutzen zu können (24 von 49).

Abschlussumfrage

Am Ende des Kurses wurde wieder in beiden Gruppen um die Teilnahme an einer Online-Umfrage gebeten. Die Beteiligung war mit rund 67 % nicht ganz so hoch wie bei der ersten Umfrage. Insgesamt zeigte sich unter den an der Umfrage Teilnehmenden ein großes (74%) bis sehr großes (18%) Interesse an dem durchgeführten Kurs. Der Umfang des Lernstoffes wurde als verhältnismäßig umfangreich empfunden. Das Engagement der Tutoren und der Dozentin wurde positiv angenommen. Die Teilnehmenden fühlten sich gut (38%) bis sehr gut (62%) unterstützt. Die Einbeziehung von studentischen Hilfskräften, insbesondere bei der Durchführung von Rechnerübungen, hat sich hier als besonders effektiv

Abb. 1: Darstellung eines Doppelfadenpendels.

Prof. Dr.-Ing. Areti Papastavrou, Anna Titlbach, Dominik Rotzoll, Magnus Barth
Fakultät MB/VS

An geeigneten Demonstratoren werden Pendelbewegungen beobachtet und in mathematische Modelle überführt. Der gesamte Prozess: Phänomen->Modell->Algorithmus->Simulation ->Interpretation wird abgebildet. So werden Fachinhalte aus Mechanik, Mathematik und Informatik aktiv zusammengeführt.

Ausgangssituation

Die Lehrveranstaltung Numerische Lösungsverfahren (NLV) wird im vierten Semester verplichtend für alle Studierenden des Bachelorstudiengangs Maschinenbau als Teil des Moduls Ingenieurinformatik gehalten. Sie ist der Vermittlung von Methoden zur numerischen Lösung ingenieurwissenschaftlicher Aufgabenstellungen gewidmet. Im Wintersemester sind durchschnittlich 50 Studierende in der Vorlesung und im Sommersemester durchschnittlich 100 Studierende.


Die gesamte Veranstaltung umfasst regulär nur zwei Semesterwochenstunden. Somit ist eine praxisorientierte Einführung in MATLAB, und insbesondere in die Programmierung mit MATLAB, leider nicht möglich.

Lösung: Ein ergänzendes Fach mit Praxisbezug

Daher wurde eine freiwillige Zusatzveranstaltung zur Einarbeitung interessierter Studierender in MATLAB aufgebaut. Ziel ist es, an den Beispielen des einfachen Pendels als Faden-  bzw. Stabpendel und der entsprechenden Doppelpendel Bewegungsvorgänge zu beobachten, die zugehörigen Differentialgleichungen zu formulieren und diese mit numerischen Verfahren, die in der Vorlesung behandelt werden, zu lösen. Die Implementierung der Algorithmen wird in MATLAB durch die teilnehmenden Studierenden unter Anleitung der Dozentin und studentischer Hilfskräfte realisiert, nachdem die Studierenden anhand von ersten Übungen an die Programmierung mit MATLAB herangeführt wurden. Die Ergebnisse dieser Zusatzveranstaltung werden am Ende des Semesters in der regulären Vorlesung allen Studierenden präsentiert und gegebenenfalls zugänglich gemacht.

Szenen aus dem Video „Zustandsgrenzen am bindigen Boden“

Kontext des Praktikums

Im Rahmen des Bachelorstudiengang Bauingenieurwesen werden im 2. und 3. Semester mit dem Modul Geotechnik 1 neben ingenieurgeologischen Grundlagen wichtige Zusammenhänge zur Bodenmechanik vermittelt.

Dabei absolvieren die Studierenden zusätzlich zur Vorlesung das geotechnische Laborpraktikum, um das mechanische Verhalten von Böden anschaulich nachvollziehen zu können. Die Teilnahme am geotechnischen Laborpraktikum muss zum Bestehen des Moduls Geotechnik 1 zusätzlich zur Klausur als Teilnahmenachweis erfolgreich anerkannt sein.

In dem geotechnischen Laborpraktikum führen die Studierenden an insgesamt 6 Übungsterminen grundlegende bodenmechanische Versuche wie z.B. die Bestimmung der Konsistenzgrenzen von bindigen Böden (siehe Abbildungen) selber bzw. in kleinen Gruppen durch. Das Semester wird dabei aktuell in 8 Gruppen aufgeteilt.

Um einen zügigen und reibungslosen Ablauf der Übungstermine zu gewährleisten ist eine Vorbereitung der theoretischen Grundlagen, der Versuchsdurchführung und Auswertung durch die Studierenden im Rahmen des Selbststudiums erforderlich. Grundlagen zu den einzelnen Versuchen werden in der Vorlesung vorgestellt. Details zu den Laborversuchen sind in den Vorlesungsunterlagen dokumentiert. Sämtliche Informationen und Unterlagen inklusive Formblätter zur Versuchsauswertung werden den Studierenden über einen Moodle-Kurs zur Verfügung gestellt. Der Moodle-Kurs wird u.a. auch zur Kommunikation mit den Studierenden verwendet.

Um die Studierenden zur erforderlichen Vorbereitung für die Übungstermine im Selbststudium zu motivieren, wurden verschiedene Varianten mit unterschiedlichem Erfolg getestet.
1. Vorbereitung anhand der Vorlesungsunterlagen

Zunächst wurde eine klassische Variante zur Vorbereitung genutzt. Die Studierenden sollten sich anhand der Vorlesungsunterlagen vorbereiten. Die Zusammenhänge wurden dann gemeinsam jeweils zum Anfang der Übungstermine in den einzelnen Gruppen mit Verständnisfragen an die Studierenden durchgesprochen. Hierbei konnten Fragen nur von einzelnen Studierenden beantwortet werden.

Die überwiegende Anzahl der Gruppenteilnehmer war schlecht vorbereitet. Damit verzögerte sich häufig der Ablauf der Übungstermine und bei den Versuchsauswertungen traten oft Verständnisprobleme auf.
2. Vorbereitung mit einem Multiple-Choice-Test

In einem nächsten Schritt wurde die Vorbereitung zu den Übungsterminen jeweils mit einem Multiple-Choice-Test überprüft. Dabei wurden zu jedem Übungstermin ca. 30 Fragen als Multiple-Choice-Test im dem Moodle-Kurs eingerichtet. Damit konnten die Studierenden selber ihre Vorbereitung testen. Zu Beginn jedes Termins wurden jeweils 8 Fragen (von den im Moodle-Kurs vorhandenen Fragen) über einen Papierfragebogen als Multiple-Choice-Test abgefragt und überprüft. Zulässig waren maximal 2 falsche Antworten. Ansonsten mussten sich die Studierenden nochmals vorbereiten und an einem späteren Gruppentermin teilnehmen.

Dieses war insofern erfolgreich, dass die Studierenden nach kurzer Zeit die Multiple-Choice-Tests erfolgreich bestanden, um an den Übungsterminen teilnehmen zu können. Jedoch zeigten zusätzliche Fragen an die Studierenden, dass teilweise grundlegende Zusammenhänge trotzdem nicht verstanden wurden. Nach gezielter Rückfrage bei Studierenden stellte sich heraus, dass man, ohne die fachlichen Inhalte nachvollziehen zu können, den Multiple-Choice-Test bestehen kann. Bei begrenzter Anzahl möglicher Fragen, hatten die Studierenden teilweise nur die Zuordnung der richtigen Antworten auswendig gelernt.

Somit wurden die Fragen von vielen Studierenden nicht genutzt, um sich die Zusammenhänge zu den Laborversuchen als Vorbereitung für die Übungstermine als auch für die Klausur kontinuierlich anzueignen.

Daher wurde diese Variante ebenfalls beendet.

Die Lösung: Videos plus Kurzreferate

Gut funktioniert eine andere Variante:

Die Studierende stellen die Grundlagen zu den Versuchen jeweils zu Beginn der Übungstermine selber als Kurzreferat vor. Dabei werden am Anfang der Übungstermine die Laborgruppen in 3 Teilgruppen eingeteilt und die vorzustellenden Grundlagen werden den Teilgruppen zugeordnet. Die Studierenden haben ca. 10 Minuten Zeit sich innerhalb der Teilgruppen die vorzustellenden Inhalte weiter selber aufzuteilen. Die Kurzreferate erfolgen dann so, dass jeder Teilgruppenteilnehmer etwas vorstellt und Fragen hierzu beantworten muss. Hierbei stellt sich relativ einfach heraus, ob sich die Studierenden grundlegend vorbereitet haben. Die Studierenden, die sich nicht vorbereitet haben, können dann an dem Übungstermin nicht weiter teilnehmen und müssen zu einem späteren Übungstermin nochmals erscheinen. Diese Variante hat sich bisher als zielführend bewährt.

Jedoch hat sich gezeigt, dass die Vorbereitung anhand der Vorlesungsunterlagen teilweise nicht ausreichend anschaulich ist. Es fehlte teilweise eine genauere Vorstellung zu den Versuchsgerätschaften und zur Versuchsdurchführung.

Abhilfe konnte hierzu mit Hilfe von Lehrvideos zu den Laborversuchen geschaffen werden:

Erstellt wurden bzw. werden die Lehrvideos von Studierenden aus höheren Semestern entsprechend dem Grundsatz „von Studierenden – für Studierende“. Damit konnte erzielt werden, dass die Videos ansprechend und verständlich für die Studierenden sind. Zur Verfügung gestellt werden die Videos als Stream über einen Link im Moodle-Kurs.

Download: Erfahrungswerte beim Erstellen der Videos (PDF)

Nach Rückfrage bei den Studierenden werden die Videos gerne und viel genutzt zur anschaulichen Vorbereitung auf die Übungstermine des Laborpraktikums. Ein größerer Vorbereitungserfolg für die Übungstermine konnte auch anhand von Verständnisfragen an die Studierenden festgestellt werden. Bei den Übungsterminen verliert man weniger Zeit, um grundlegende Abläufe wiederholt zu erläutern.
Nach den bisherigen Erfahrungen sind die Lehrvideos also eine erfolgreiche Ergänzung.
Name Kontakt
Bernd Plaßmann Bernd Plaßmann
Prof. Dr.-Ing.

"Voll gute Lehre"

Initiiert vom Schreibzentrum verfassten Studierende und Lehrende im Frühjahr 2014 gemeinsam ein Buch voller Essays, die sich dem Thema gute Lehre widmen. In „Voll gute Lehre“ wird Lehre aus der Studierenden- und Lehrendenperspektive beschrieben. Insgesamt haben sich 23 Personen an dem Buchprojekt beteiligt. Für Hochschulangehörige ist das Buch kostenfrei erhältlich; bitte senden Sie Ihre Bestellung an Dzifa Vode.

"Voll gute Lehre" PDF zum Download

Die Verlinkungen führen zu pdf-Dateien oder auf externe Seiten

Förderhinweis

Die beschriebenen Lehrprojekte werden bzw. wurden gefördert mit Mitteln:

  • des Programms "Gute Ideen für die Lehre" (finanziert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01PL16024, Projekt QuL),
  • des Programms "Lehrforschung - forschendes Lernen" (finanziert vom Bayerischen Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst)

sowie

  • des Projekts "HD MINT - Hochschuldidaktik für die MINT-Fächer" (finanziert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01PL12023G, 2012-2016)

Kontakt

Name Kontakt
Barbara Meissner Barbara Meissner
Dr.
Heike Ullrich Heike Ullrich

Das Programm Lehrforschung - forschendes Lernen ist umgezogen. Sie finden es ab sofort hier.