ELLI 2 – Exzellentes Lehren und Lernen in den Ingenieurwissenschaften

Projektträger BMBF/DLR
Projektnummer 01 PL 16082 C
Projektleiter Prof. Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya
Ansprechpartner Joshua V. Grodotzki M. Sc. (Leiter Arbeitsgruppe)
Dipl.-Inf. Alessandro Selvaggio • Siddharth Upadhya M. Sc.
Oleksandr Mogylenko M. Sc.

 

Die Lehre in den Ingenieurwissenschaften wandelt sich zurzeit ebenso rasant wie die Technologie im Zuge von Industrie 4.0 selbst. Es wird eine Digitalisierung und Flexibilisierung der Lehre gefordert, um die Studierenden von heute auf das Arbeiten von morgen vorzubereiten. Ein solcher Wandel erfordert daher nicht nur auf technologischer Ebene Forschung für die Lehre, sondern auch im Bereich moderner, didaktischer Konzepte.

Das Verbundprojekt ELLI 2 der RWTH Aachen, der Ruhr-Universität Bochum sowie der Technischen Universität Dortmund, seit 2011 (ELLI) gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung innerhalb des Qualitätspakts Lehre, vereint daher technologische mit didaktischer Forschung, um moderne Konzepte für die Lehre in den Ingenieurwissenschaften zu entwickeln, zu erproben und zu verbreiten.

Das Projekt ist dabei in vier übergeordnete Kernbereiche gegliedert:
• Remote-Labore und virtuelle Lernwelten
• Globalisierung
• Student Life Cycle
• Entrepreneurship

An der TU Dortmund forschen Ingenieure des IUL gemeinsam mit den Hochschuldidakter/-innen des Zentrums für HochschulBildung (zhb) an den Fragestellungen, wie zukünftig Ingenieure/-innen ausgebildet werden sollen. Innerhalb des Kernbereichs „Remote-Labore und virtuelle Lernwelten“ werden dabei am IUL zwei Maßnahmen beforscht: (1) der Ausbau der teleoperativen Prüfzelle und Integration neuer Experimente sowie (2) das virtuelle Umform-technik-Labor.

Das ELLI-Team vor dem Remote-Labor zur Materialcharakterisierung.

Dank eines starken Teams konnte in diesem Jahr sowohl die Software- als auch Hardware-Entwicklung für die virtuellen und Remote-Labore vorange trieben werden. Die Remote-Zelle zur Materialcharakterisierung wurde dabei um den Stauchversuch erweitert, welcher nun zusätzlich zum Zugversuch an der Zwick Z250 per Remote-Zugriff verfügbar ist. Dozierende sowie Studierende können den Versuch nutzen, um sowohl Fließkurven bei höheren Umformgraden zu ermitteln als auch Effekte wie die Zug-Druck-Asymmetrie zu erfassen. Zudem wurde sowohl der Zugriff auf die Remote-Labore als auch die Ansteuerung der Maschinen selbst überarbeitet und auf den technisch neuesten Stand gebracht. Dies dient der Stabilität beim Zugriff auf die Labore und ermöglicht zugleich die Nutzung von verschiedensten mobilen und nicht-mobilen Endgeräten. Das neue System wurde erstmals im Zuge des Vorkurses für den internationalen Masterstudiengang MMT von Studierenden aus den verschiedensten Teilen der Erde genutzt.

Diese sowie weitere Entwicklungen wurden auf der diesjährigen International Conference on Remote Engineering und Virtual Instrumentation (REV) in Bangaluru, Indien, vorgestellt. Neben den Vorträgen konnten die Konferenzteilnehmer die Entwicklungen vor Ort in einer Demo-Session live testen. Alessandro Selvaggio erhielt für seinen Beitrag zum Remote-Stauchversuch den Best-Paper-Award. Die Teilnehmenden der Fachkonferenz für digitale Hochschullehre in NRW (e.Learn NRW) konnten ebenfalls die Remote-Labore in einem interaktiven Format selbstständig ausprobieren. Hierbei stand zudem die Vorstellung der neugegründeten HFD Community Working Group zum Thema Remote-Labore im Vordergrund. Anhand der Demonstration der bereits entwickelten Labore wurde das Interesse für diese Thematik bei den Hochschuldozierenden geweckt.

Neben diesen Konferenzbeiträgen wurde in diesem Jahr ein Beitrag im Herausgeberband Hochschullehre & Industrie 4.0, erschienen beim wbv-Verlag, gestellt. Dieser beschreibt neben den aktuellen ELLI-Forschungsergebnissen einen visionären Ausblick in die Zukunft der Ingenieurslehre von (über-)morgen. Somit wird die Brücke zwischen aktuellen Entwicklungen und dem, was zukünftig noch zu erforschen ist, geschlagen.

Neben der Verbesserung und Digitalisierung der eigenen Lehre am Institut, hierzu zählt auch die Unterstützung anderer Forschungsprojekte bei der Erstellung von Lehrinhalten wie bspw. der Damage-Vorlesung im TRR188, nutzt das Projekt seine Ressourcen, um sowohl fakultätsintern sowie -übergreifend für diese Thematiken zu sensibilisieren. In einer neu initiierten Workshopreihe können die wissenschaftlichen Mitarbeiter anderer Lehrstühle und Institute aus den Erfahrungen des Projektes zum Thema „Gute, digitale Lehre“ profitieren und das Erlernte in ihrer Lehre integrieren. Dabei werden durch das IUL u. a. die Themen interaktive Lehr-/Lernformate, „Flipped Classroom“-Konzepte, der Einsatz von Apps in der Lehre sowie Remote-Labore vorgestellt, da in diesen Bereichen entsprechende Erfahrungswerte durch die Tätigkeiten im ELLI-Projekt vorhanden sind.

Ein wesentlicher Bestandteil des ELLI 2-Projektes ist es, neben der universitären Lehre, moderne Technologien auch an Schulen zugänglich zu machen und für Technik im Allgemeinen zu begeistern. Zu diesem Zwecke wurde zum zweiten Mal ein Workshop für Lehrkräfte aller Schul- und Unterrichtsformen angeboten, in welchem das Thema 3D-Druck im Schulunterricht vermittelt wurde. Die Lehrkräfte können somit im Anschluss mit den von der KARL-KOLLE-Stiftung gespendeten 3D-Druckern in ihren Schulen als Vermittler/-innen dieser Technologien tätig werden. Mithilfe der Drucker können die Schüler/-innen sowohl das Arbeiten mit Produktionsmaschinen als auch das Konstruieren sowie Programmieren niederschwellig erlernen. Neben diesem Workshop engagieren sich die Mitarbeiter des ELLI-Teams auch an den universitären Angeboten MinTU, Girls’Day, der Schnupper-Uni sowie dem do-camp-ing. Bei allen Veranstaltungen stehen Schüler/-innen im Fokus und können in interaktiven Formaten das Studieren sowie moderne Technologien kennenlernen.