Digitales Lehren und Lernen in Ingenieurwissenschaften

Forscherin betrachtet Graphenstruktur; Copyright: BONNINSTUDIO (Thinkstock, alle Rechte vorbehalten)

Im vom BMBF geförderten Projekt „NanoTecLearn“ wird eine Lern-und-Wissensplattform für die Mikro-Nano-Technologie entwickelt. Auf der 11. Ingenieurpädagogischen Regionaltagung 2016 haben Vertreter des Projekts die Plattform vorgestellt.

Der Vortrag von Heidi Krömker, Martin Hoffmann und Nadja Huntemann (Technische Universität Ilmenau) befasste sich mit Wissensstrukturierung für das Lernen in den Ingenieurwissenschaften.

Laut den Projektverantwortlichen stellt sowohl die systematische Auswahl als auch die Strukturierung von ingenieurwissenschaftlichen Wissen für die Lehrenden der ingenieurwissenschaftlichen Studiengänge eine Aufgabe dar, die mit dem zunehmenden und heterogenen Wissensumfang in den Studienfächer immer wichtiger wird. Die Literaturanalysen von Krömker et al. ergaben, dass es bisher kein geschlossenes methodisches Vorgehen gibt, diese Aufgabe zu unterstützen.

In Anlehnung an die Arbeiten von Gustav Grüner entwickeln die Wissenschaftler der TU Ilmenau ein Modell zur systematischen Auswahl von Wissen für Studienfächer, das Bezüge zur Wissenschaft und zur berufsorientierten Anwendung gleichermaßen erhält. Um geeignete Prinzipien zur didaktischen Vermittlung des Wissens zu finden, wurden im Rahmen einer Fallstudie für das Feld der Mikro-Nano-Integration analytische und empirische Studien durchgeführt.

Es wurde zunächst analysiert, nach welchen Prinzipien die Autoren und Autorinnen von Lehrbüchern und Lernplattformen dieses Wissen strukturieren. In ergänzenden eigenen empirischen Studien mit über 40 Lehrenden und Lernenden wurden die Anforderungen an die didaktische Vermittlung speziell im Kontext von digitalen Lernplattformen präzisiert. Als Ergebnis entstand ein Konzept zur methodischen Wissensauswahl und -strukturierung, das für die Mikro-Nano-Integration umgesetzt und evaluiert wurde.

Darüber hinaus sprachen Nadja Huntemann und Heidi Krömker auf der Tagung über den Einsatz von 3D-Technologien für das Erreichen von ingenieurwissenschaftlichen Lernzielen.

3D-Darstellungen finden in der Lehre der Ingenieurwissenschaften vermehrt Anwendung. Sie dienen der Informationsvermittlung und der Erklärung komplexer technischer Sachverhalte. Weiterhin ermöglichen 3D-Darstellungen die Präsentation von Objekten, die in der Realität noch nicht existieren.

Der Einsatz von 3D-Darstellungen stellt ein effektives Mittel dar, um Objekte so zu zeigen wie sie der menschlichen Wahrnehmung in der Realität entsprechen. 3D-Visualisierungen können mit unterschiedlichem technologischem Aufwand in Hinblick auf Ihre Darstellung und Interaktivität aufbereitet werden. Anhand von Beispielen zeigten Huntemann und Krömker, mit welchen 3D-Visualisierungen und Interaktionsstufen welche Lernziele erreicht werden können.

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