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Technische Universität DortmundInteraktionsraum: Kunst
Klassenzimmer und Fachräume werden in den Bildungswissenschaften oft als statische Lernumgebungen konzeptualisiert, deren Beschaffenheit Unterricht vermeintlich determiniert. Das forschungsbasierte Lehrkonzept versteht Unterricht hingegen als Interaktion in räumlich-situativen built environments, die als kommunikative Ressource von den beteiligten Akteur/innen dynamisch genutzt werden und am Vollzug unterrichtlicher Interaktion beteiligt sind. Gerade im Kunstunterricht mit seinen selbstinitiierten Praxis- und Kooperationsphasen spielt die dynamische Raumnutzung in der Interaktion von Schüler/innen und Lehrkräften eine zentrale Rolle. Ziel des forschungsbasierten Lehrprojekts ist, gemeinsam mit Studierenden auf der Basis von Laborversuchen und teilnehmender Beobachtung im Schulalltag das Lehrkonzept einer auf das Unterrichten im Fach Kunst bezogenen De-Facto-Didaktik zu entwickeln, welche in der Lehrer/innenbildung der TU Dortmund verstetigt werden kann. Dabei geht es nicht um Optimierbarkeit oder Routinen, sondern darum, unterrichtliche Situationen als de facto komplexe raumbasierte Aushandlungsprozesse in den Blick zu nehmen. Lehramtsstudierenden wird bereits in der Bachelor-Phase ein Zugang eröffnet, um lehrer/innen- und schüler/innenbezogenes situatives Handeln im Kunstunterricht professionell zu verstehen.
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Digitale Werkstofflabore in Lehrveranstaltungen und als E-Prüfungsformat
Das transdisziplinäre Projekt aus den Bereichen Werkstofftechnik und Hochschuldidaktik hat zum Ziel, digitale Werkstofflabore für werkstofftechnische Grundlagenlehrveranstaltungen mit hohen Teilnehmendenzahlen zu entwickeln, zu integrieren und bereitzustellen, um die Lehre kompetenz- und praxisorientiert zu gestalten. Dadurch werden authentische Wissenschafts- und Arbeitssituationen geschaffen. Um diese Gestaltung auch in der Prüfung konsequent umzusetzen, werden erstmalig digitale Labore auch in digitalen Prüfungen implementiert. Durch die Integration in ein digitales Prüfungssystem lässt sich u.a. der Wunsch der Studierenden nach mehr Praxisbezug auch ökonomisch in digitalen Prüfungen realisieren und eröffnet durch digitale Labore neue und praxisnahe Gestaltungsmöglichkeiten (u. a. kompetenzorientiertes und authentisches Prüfen), die einen Transfer zwischen Theorie, Methodik und Praxis ermöglichen. In diesem Zuge wird die Lehre studierendenzentriert ausgestaltet, indem Studierende sich aktiv am Projekt beteiligen und in Form eines Studiengremiums oder der Mitentwicklung an digitalen Laboren einbringen. Mittels diverser Evaluationsmethoden werden Bedarfe aller Veranstaltungsteilnehmenden ermittelt. Die Projektentwicklungen werden über eine Homepage veröffentlicht und Studierenden, Lehrenden und weiteren Interessierten auch über geplante Publikationen, Barcamps und Workshops vorgestellt. Letztere dienen auch als Netzwerk-, Austausch- und Diskussionsplattform.
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Datenwissenschaftliche Problembehandlung
Anlagen vernetzen, Daten auswerten & Bier brauen! DaBe bereichert die Lehre der TU Dortmund um einen problembasierten Kurs zum sog. Industrial Internet of Things (IIoT). Die Wirtschaft nutzt IIoT, um Maschinen und Anlagen mit intelligenter Sensorik auszustatten und Daten in Echtzeit auszuwerten. Studierende techn. Fächer müssen das Zusammenspiel von Hard- & Software mit praktischen erleben, jedoch bleiben Anwendung in der alltäglichen Frontal-Lehre auf der Strecke. DaBe baut dabei auf einer cyber-physischen Versuchsbrauerei auf, die ihre Ursprünge im BMWK-Projekt DaPro (01MT19004D) hat. Anhand dieser Anlage lernen Studierende, wie Hands-On Retrofitting und Vernetzen von technischen Anlagen funktioniert. Die Brauerei fungiert als lebender Demonstrator und wird von Studierenden inkrementell nach ihren Vorstellungen weiterentwickelt. Wir starten nicht jedes Semester von Neuem, sondern realisieren ein langfristiges Ergebnis und verknüpfen theoretisches Wissen mit eigenen Ideen der Studierenden. Die Situation ist typisch für die Industrie: Oft werden Altanlagen nachträglich mit intelligenter Technik ausgestattet und vernetzt. Der Kurs bereitet Studierende also auch auf nachhaltige Maßnahmen zum Nachrüsten von Anlagen vor. Während sie zum einen auf die Dokumentation vorheriger Gruppen angewiesen sind, müssen sie gleichzeitig ihre eigenen Arbeiten festhalten und lernen so hautnah die Notwendigkeit von Wissensmanagement und technischer Dokumentationen.
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Flexibel kombinierbare Cross-Reality Labore in der Hochschullehre: zukunftsfähige Kompetenzentwicklung für ein Lernen und Arbeiten 4.0
Konzepte zur Digitalisierung der Laborausbildung wie Simulationen, virtuelle Laborumgebungen oder Remotelabore, die unter dem Sammelbegriff Cross-Reality-Labore (CrossLabs) zusammengefasst werden, haben nicht erst in der aktuellen Pandemiesituation ihre Leistungsfähigkeit und Flexibilität bewiesen. Obwohl das Potenzial einer hochschulübergreifenden Nutzung offensichtlich ist, bleiben diese aber hochschul-lokal isoliert. Trotz inhaltlicher Überdeckung lassen sich die festgefügten Installationen, die auf die didaktischen Erfordernisse an einem Standort zugeschnitten wurden, nicht aus dem Kontext (Vorkenntnisse der Studierenden, individuelle Schwerpunkte, Umfang der Aufgabenstellung) einer anderen Hochschule heraus nutzen. CrossLab zielt auf die Etablierung eines hochschulübergreifenden, interdisziplinären Netzwerkes von digitalisierten Labormodulen, die vergleichbar mit den Konzepten der Industrie 4.0, bedarfsbezogen in einer Lernumgebung für studierenden-zentrierte Lehre kombiniert werden können. Dafür werden durch die Partner TU Bergakademie Freiberg, TU Ilmenau, TU Dortmund und der NORDAKADEMIE sowohl auf didaktischer, technischer und organisatorischer Ebene Lösungen entwickelt und evaluiert.
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Digital Humanities Ruhr - Algorithmic Accountability an der TU Dortmund
Anknüpfend an die Zusammenarbeit zur Förderung von Datenkompetenzen (Data Literacy) entwickeln die Ruhr-Universität Bochum (RUB), die Technische Universität Dortmund (TUDO) und die Universität Duisburg-Essen (UDE) Konzepte und Module für die curriculare Verankerung von Digital Humanities (DH). Die drei Partner der Universitätsallianz Ruhr (UAR) integrieren die Kurse und Materialien in ausgewählte Studiengänge und tragen zu einem fach- und hochschulübergreifenden Programm bei, das von allen UAR-Studierenden im Wahlpflichtbereich belegt und perspektivisch mit einem Zertifikat abgeschlossen werden kann. Die Partner bringen sich mit verschiedenen Schwerpunkten ein. Die UDE widmet sich digitalen Methoden der Germanistik und Philologien mit Fokus auf der texttechnologischen Aufbereitung und Auswertung von Korpora, digitalen Editionen und Archiven. Adressiert werden u.a. Korpusanalysen, linguistische Annotationen und die Arbeit mit Metadaten. Die Maßnahmen der RUB zielen auf die fachübergreifende Vermittlung von grundlegenden digitalen Kompetenzen, Werkzeugen und Methoden für die Geistes-/Gesellschaftswissenschaften ab und integrieren dabei den Einsatz von universellen Programmiersprachen wie Python in Studium und Lehre. Die TUDO legt den Schwerpunkt auf den Teilbereich der Algorithmic Literacy. Durch interdisziplinäre Zusammenarbeit werden Studierende befähigt, die Auswirkungen von Algorithmen auf die Gesellschaft zu untersuchen, kritisch zu hinterfragen und zu kommunizieren.
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Studierende als Akteur*innen des Wandels: Die Entwicklung eines innovativen, forschungsbasierten und studierendenzentrierten Flipped Classroom-Moduls im BA-Studiengang Wirtschaftswissenschaften an der TU Dortmund
Das Projektvorhaben beschäftigt sich mit den Herausforderung der Studierenden in einem Modul des Bachelor-Studiengangs in der Fakultät Wirtschaftswissenschaften der TU Dortmund und berücksichtigt die Heterogenität der Studierenden, ihre wissenschaftlichen Fähigkeiten und die Kompetenzen des 21. Jahrhunderts aufzubauen und weiterzuentwickeln. Das Projektvorhaben STARK umfasst drei Maßnahmen, die in Kooperation der Professur Hochschuldidaktik und Hochschulforschung mit dem Bereich Hochschuldidaktik sowie den Studierenden gemeinsam entwickelt und umgesetzt werden. In der entwicklungsorientierten Maßnahme des Projekts wird ein Lehrkonzept des kooperativen Forschenden Lernens im hybriden Flipped Classroom entwickelt, implementiert und evaluiert. Die forschungsorientierte Maßnahme untersucht eine Forschungslücke mit den Forschungsfragen an welchen Stellen im Forschenden Lernen Liminal Spaces auftreten und wie Studierende im Forschenden Lernen bei der Überschreitung der Liminal Spaces begleitet werden können. Zur Sicherung der Nachhaltigkeit des Projektes werden Maßnahmen zum Wissenstransfer innerhalb der Fakultät Wirtschaftswissenschaften, hochschulweit und hochschulübergreifend durchgeführt. Die Einbindung der Studierenden in die Modulkonzeption, die Umsetzung sowie die Evaluation wird eine hohe Studierendenzentriertheit und ihre Rolle als Akteur*innen des Wandels in der Ko-Konstruktion von Wissen sicherstellen.
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KICK 4.0 KI-Chat-Kompetenzen im Labor
Cross-Reality-Labore (XR-Labore: Lehr-Lernlabore, die digitale Medien und VR mit einbeziehen) drängen inzwischen verstärkt in die hochschulische Laborlehre auf allen Studienstufen der MINT-Fächer. Neben der fachbezogenen Kompetenzentwicklung können so auch Kompetenzen für kollaboratives, agiles Lernen 4.0 von den Studierenden generiert werden. KICK 4.0 greift diese Entwicklungslinien auf, verknüpft sie aber mit völlig neuartigen KI-Kompetenzbedarfen, die mit der zunehmenden Verbreitung von KI-basierten Natural-Language-Processing(NLP)-Systemen umfassend notwendig werden. Ziel des Projektes ist es, Chancen und Grenzen dieser Mensch-KI-Kollaboration für Studierende reflexiv erfahrbar zu machen. Hierzu werden Real-World-Scenarios (didaktische Szenarien für Real-World-Problem-Solving) für die Laborlehre in der Strömungsmechanik entwickelt und eingesetzt, in denen Studierende die KI für motivierende, berufsnah gestaltete Forschungsaufträge unterstützend nutzen sollen. Sie werden so gezielt in ihrem kreativen, realweltlichen Problemlösen gefördert, sollen aber auch die Unzulänglichkeiten solcher Systeme kritisch prüfen, beurteilen und überwinden lernen. Auf diese Weise sollen die Studierenden in realweltlichen Laborkontexten eine für Gesellschaft und Arbeitswelt 4.0 zunehmend notwendige KI-Kompetenz reflexiv-kritisch entwickeln. Methodisch wird hierzu ein Design-Based-Research-Ansatz verfolgt, der Studierende und Lehrende in die Gestaltung der KI-unterstützten Laborlehre einbindet.
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Lehrer:innenbildung im Zeitalter von KI
Das Innovationsprojekt zielt darauf, die hochschulische Lehrer*innenbildung an der TU Dortmund zukunftsorientiert zu gestalten und angehende Lehrkräfte auf die Anforderungen einer digitalen Gesellschaft sowie auf einen verantwortungsbewussten Umgang mit künstlicher Intelligenz (KI) vorzubereiten. Dazu soll die Auseinandersetzung mit KI in den bildungswissenschaftlichen Anteilen der Lehrer*innenbildung strukturell implementiert werden, um den Lehramtsstudierenden - unter Berücksichtigung der Heterogenität dieser Zielgruppe - individuelle und partizipative Lernprozesse im Bereich KI zu ermöglichen und ihnen unter Einbezug der Möglichkeiten, Potenziale und Grenzen von KI eine ganzheitliche Perspektive auf die Anwendung von KI im schulischen Kontext zu vermitteln. Dies soll durch die kollaborative sowie empiriebasierte Entwicklung modularer, innovativer und insbesondere digitaler interaktiver Lernmaterialien sowie die Konzipierung eines digitalen Lernraums erreicht werden, die mit Hilfe eines Konzepts in verschiedene Lehrveranstaltungen implementiert werden sollen. Das Projekt wird durch eine kontinuierliche Begleitforschung im Sinne des Konzepts Design-based Research flankiert, wobei verschiedene Forschungsmethoden zum Einsatz kommen. Die Beteiligung der Studierenden wird durch verschiedene Maßnahmen sichergestellt, um ihre Perspektiven zu berücksichtigen und sie aktiv in den Entwicklungsprozess einzubeziehen.
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Diversitätskompetenz durch PBL und Hackathons
Auf Basis der Studierendenbefragung der letzten Semester, die einen fehlenden Praxisbezug der bisher theoretisch ausgerichteten Übung Diversity and Inclusion Management feststellten, wird diese neu konzipiert. Die Veranstaltung ist eine Wahlpflicht-Übung im Bachelor Wirtschaftswissenschaften an der TU Dortmund. Das Projekt DiveHack kombiniert problembasiertes Lernen (PBL), Hackathon und den Einsatz von Videoaufzeichnungen. Die Studierenden arbeiten in Teams an realen Problemen, die von Partner*innen aus der Wirtschaft und dem öffentlichen Sektor bereitgestellt werden. Diese Partner*innen, darunter die Prospektiv GmbH, die PR-Agentur Presigno, das Autohaus Bieling sowie die Stadt Dortmund, werden konkrete Diversitäts- und Inklusionsherausforderungen einbringen, für die Studierende im Rahmen eines Hackathons praktische Lösungen entwickeln. Zusätzlich bringt die Stabstelle Chancengleichheit, Familie und Vielfalt der TU Dortmund ihre Expertise ein, indem sie bei der Konzeption der Übung und bei der Betreuung der Studierenden unterstützt. Die Problemstellung und Lösungen werden von den Studierenden videografisch dokumentiert und gemeinsam evaluiert, wodurch eine intensive Reflexion und Diskussion gefördert wird. Durch die Kooperation mit externen Partner*innen wird der Praxisbezug gestärkt und den Studierenden ermöglicht, ihre theoretischen Kenntnisse in der Praxis anzuwenden und ihre Diversitätskompetenz zu vertiefen. Die Teilnahme am Hackathon ist Teil der Prüfungsleistung.
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Flexible DaZ-Professionalisierung im Lehramt
Dynamische gesellschaftliche Entwicklungen stellen hohe Anforderungen an Lehrkräftebildung und Schulen:Lehrachitekturen müssen agil auf diversifizierte Studienbiografien und neue Zielgruppen reagieren können. Schulen sind mit zunehmenden Anforderungen an die Sprachbildung konfrontiert. Dies gilt insbesondere für die mehrsprachige Metropole Ruhr mit ihren überdurchscnittlich vielen Schulen in herausfordernder sozialer Lage. Diesen strukturellen und inhaltlichen Herausforderungen stellen sich die drei Partner*innen der Universitätsallianz Ruhr (UA Ruhr) mit dem vorliegenden Verbundvorhaben. Dafür werden im Bereich Deutsch als Zweitsprache (DaZ) (1) das obligatorische DaZ-Modulstudiumsbegleitend, individuell profilierend und flexibler gestaltet, (2) eine Spezialisierung auf neu zugewanderte Schüler*innen ermöglicht und (3) Theorie-Praxis-Bezüge konzeptionell innoviert und strukturell flexibilisiert. Im gut ausgebauten Bereich DaZ der UA Ruhr ergänzen sich die Forschungs- und Lehrgebiete hervorragend.Gelenkt wird der Verbund durch die zentralen Stakeholder der drei Universitäten.Ein externer Expert*innenrat berät an Gelenkstellen des Projekts. Die Bedingungen für das Gelingen sind in der 2007 gegründeten UA RuhrRuhr hervorragend: Sie ist mit aktuell ca. 20.000 Lehramtsstudierenden bundesweit der bedeutendste lehrkräftebildende Bildungsraum, und bietet ihren Studierenden am Ruhrcampus3das gesamte, gemeinsame Lehrveranstaltungsangebot.
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Gemeinsamer Lernort Schule: Diagnose und Förderung in der Schuleingangsphase erfahren und erlernen
Studien zeigen, dass Diagnose- und Förderkompetenzen von (angehenden) Lehrkräften häufig nicht ausreichend sind. Studierende empfinden im Studium erworbenes Wissen häufig als zu theoretisch und in der unterrichtlichen Praxis schwer anwendbar. Sie beklagen zudem zu geringe Praxisanteile im Studium. Die bestehenden Praxisanteile kommen erst spät im Studium (Praxissemester im Master) und fokussieren nur selten explizit auf Diagnose und Förderung (DiF) bzw. bleiben sehr punktuell. Im Projekt soll ein Modulkonzept entwickelt und erprobt werden, das Lehramtsstudierenden kontinuierliche und DiF-bezogene Praxiserfahrungen im gemeinsamen Lernort Schule ermöglicht. Die Studierenden sollen regelmäßig, über ein Semester hinweg und in Zusammenarbeit mit Lehrkräften unterrichtsbegleitende DiF-Einheiten für Schüler:innen mit Schwierigkeiten in Mathematik in der Schuleingangsphase (Frühförderung) planen, durchführen und reflektieren. Dabei können die Studierenden nicht nur ihr theoretisches Wissen in einer realen Unterrichtssituation anwenden und festigen, sondern auch einen Beitrag zur Entschärfung der alarmierenden Situation in den Schulen leisten (vgl. IQB-Bildungstrend 2022). Insbesondere in der Schuleingangsphase benötigen viele Kinder individuelle Unterstützung, die Lehrkräfte auch auf Grund des akuten Lehrkräftemangels kaum leisten können. Durch die enge Zusammenarbeit der Studierenden und Lehrkräfte wird Schule zum gemeinsamen Lernort für Schüler:innen, Studierende und Lehrkräfte.
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Tragverhalten von Holz virtuell und real erkunden
Werden Bäume überlastet oder verletzt, werden Schad- und Reparaturmechanismen sichtbar. Letztere basieren auf Wachstum und mechanischen Prinzipien, welche im Sinne der Bionik u.a. auf technische Verstärkungsmaßnahmen für das Bauwesen hinweisen. Um hierfür bei Studierenden ein Bewusstsein sowie Fachkenntnis für nachhaltiges Bauen mit Holz zu entwickeln, werden reale und virtuelle Lernpfade o.g. Phänomene und fundiertes Wissen zum Baum als holzgenerierendes Lebewesen darstellen sowie Bezug zum daraus gewinnbaren Baustoff und dessen technischen Eigenschaften herstellen.Ein einführender, realer Lernpfad in Präsenz motiviert die Studierenden und gibt einen ersten Überblick der Phänomene. Die nachfolgende Selbstlernphase in der VR-Lernumgebung nutzt 3D-Modelle (bspw. Scans echter Bäume) als Wissensstationen innerhalb einer virtuellen Lernwelt. Die dafür verwendete Software (Game-Engine) bietet virtuelles Geocaching zu den Wissensstationen. Dort werden Lerninhalte durch Visualisierungen, Audio- und 360°-Videosequenzen erklärt und durch diverse Aufgaben (Quests) abgefragt. Das immersive Erleben der Lerninhalte bereitet eigenständige Erkundungen vor, um Anschauungsobjekte und Phänomene in Grünanlagen, Wäldern etc. zu dokumentieren und den technischen Bezug herzustellen.Das konkrete Lehrkonzept wird gemeinsam mit Studierenden ausgearbeitet. Als Prüfungsleistung wird die Ausarbeitung eines E-Portfolios verlangt, welches Studierende durch reales Geocaching und Dokumentation absolvieren.
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Intersektionalität im Lehren und Lernen
Die Diversität der Studierenden an der TU Dortmund wirkt sich stark auf ihre Lernbedürfnisse aus. Diese können nur adressiert werden, wenn Lehrende und Lernende situierte Intersektionalität gemeinsam konzeptualisieren und diese konstruktivistisch in die Lehrpraxis (Curricula, Prüfungen und Lernumgebungen) integriert wird. Das Projekt fokussiert die Herausforderungen der Studierenden in einem Modul des Bachelorstudiengangs Wirtschaftswissenschaften an der TU Dortmund. Unter Berücksichtigung der Heterogenität der Studierenden wird beabsichtigt, ihre wissenschaftlichen Fähigkeiten und Kompetenzen zu Diversität und Inklusion intersektional auf- und auszubauen.Hierbei werden folgende Projektaktivitäten und -ziele verfolgt: a) eine Bestandsaufnahme von Intersektionalität im Lernraum, b) die Zusammenstellung von Beispielen für Herausforderungen im Zusammenhang mit Intersektionalität in unterschiedlichen Arten von Organisationen, c) die Erstellung einer digitalen Lernumgebung zur Veranschaulichung dieser Herausforderungen, d) die Implementierung von herausforderungsbasiertem Lernen im Lernraum mittels Projekt- und Gruppenarbeit sowie, e) die Neugestaltung der Prüfung zur Berücksichtigung von situierter Intersektionalität. Um die Nachhaltigkeit des Projekts zu gewährleisten, werden Maßnahmen zum Wissenstransfer innerhalb der Fakultät Wirtschaftswissenschaften sowie auf universitätsweiter und -übergreifender Ebene durchgeführt.
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KI unterstütztes VR-Lernmedium für Maschinenelemente
Das digitale Unterstützungstool, AssistME, kombiniert künstliche Intelligenz mit virtueller Realität, um Studierenden des Maschinenbaus die Möglichkeit zu geben, Bauteile oder ganze Baugruppen in einer spielerisch aufbereiteten VR-Umgebung zu betrachten, zu testen und auszuprobieren. Während des Maschinenbaustudiums lernen die Studierenden u. a. das Lesen, Verstehen und Erstellen von Technischen Zeichnungen sowie das Konstruieren von ganzen Getrieben. AssistME wandelt Technische 2D Zeichnungen in 3-dimensionale Objekte und stellt diese in einer VR-Umgebung zur Verfügung, wo sie von den Studierenden erkundet werden können. In der VR-Umgebung können die 3D-Objekte dann mittels Brille und Controller betrachtet und montiert werden, wodurch die Studierenden die Zusammenhänge zwischen der Technischen Zeichnung und den realen Bauteilen und deren Zusammenwirken in eindrucksvoller Weise erfahren. Hilfestellungen erhalten die Studierenden innerhalb der VR-Umgebung durch visuelle Hinweise. Auch eigene Konstruktionen können so von den Studierenden überprüft und Fehler aufgedeckt werden, wodurch die Motivation der Studierenden der gesteigert wird. Die mittels Constructive Alignment formulierten Kompetenzziele werden in der Lehre mit AssistME somit einfacher erreicht (Flipped Classroom, Blended Learning). Das Programm kann auch an üblichen PCs ohne VR-Geräte (wie Brille oder Controller) genutzt werden. Die Entwicklung einer App für die Nutzung auf Smartphones ist perspektivisch vorgesehen.
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Modelle und Algorithmen in der Cloud entwickeln
Simulation und Optimierung sind zentrale Bestandteile naturwissenschaftlich-technischer Studiengänge. Klassische Vorlesungs- und Übungsformate nutzen noch nicht die heutigen Möglichkeiten, Anwendungen zu integrieren und zum Selbststudium zu animieren.Die Veranstaltungen "Methoden zur Planung und Steuerung der Transportlogistik" und "Modellgestützte Analyse und Optimierung" haben das gemeinsame Ziel, dass Studierende Fähigkeiten in der Simulation und Optimierung u. a. in logistischen Systemen entwickeln. Während der Fokus in der Informatik auf methodischen Aspekten liegt, liegt er in der Logistik auf anwendungsbezogenen Inhalten.Bei der bisherigen Durchführung der Lehrveranstaltungen wurde viel Zeit für die Einarbeitung in Software benötigt und die Kooperation der Veranstaltungen fehlte.Eine cloud-basierte Plattform für die niederschwellige didaktische und methodische Integration von JupyterNotebooks soll genutzt werden, damit Studierende und Lehrende interdisziplinär an realen Anwendungsfällen arbeiten können.Durch projektbezogenes Lernen in einer Fallstudie sowie durch interdisziplinäres Lernen mit der Kooperation zwischen den Disziplinen und mit Unternehmen werden die Studierenden optimal auf ihre berufliche Praxis vorbereitet.Um dieses Projekt umzusetzen, kooperieren das Institut für Transportlogistik (ITL) der Fakultät Maschinenbau, der Lehrstuhl Modellierung und Simulation (Informatik 4) der Fakultät Informatik und das Zentrum für HochschulBildung (zhb) der TU Dortmund.
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Advance Organizer in der VR für Verfahrenstechnik
Ein grünes Chemiewerk soll allen Interessierten an (Hoch)Schulen und im Arbeitsleben als digitales Abbild in der virtuellen Realität (VR) verfügbar gemacht werden. Unzusammenhängend erscheinende Lehrinhalte werden in einen größeren Kontext eingebettet und das Zusammenwirken der Lehrinhalte maßgeblicher Kurse wird an verschiedenen Bereichen der Anlage erlebbar. Die Einbindung der Anlage in den Kurs Einführung in das BCI erzeugt Vorwissen welches in der Verwendung als semesterübergreifender Advance Organizer (AO) in weiteren Kursen aktiviert wird, wodurch vernetztes Wissen entsteht. Auch in Grundlagenfächern wird so verfahrenstechnischer Bezug deutlich. Um der hohen Abbruchquote weiter entgegenzuwirken wird ein semester- und fächerübergreifender Gamification-Ansatz verfolgt, in welchem bspw. der Lösung eines Kriminalfalls im Verlauf des Studiums durch steigende verfahrenstechnische Kompetenzen näher gekommen wird.Physikalische Darstellungen erfolgen in verschiedenen Detailgraden auf molekularer, infinitesimaler und makroskopischer Skala und bieten so auch Studierenden anderer Fachrichtungen einen konzeptionellen Mehrwert. Zunehmende Kenntnisse der Studierenden werden durch Detailtiefen der Anlagenbestandteile und Modelle berücksichtigt. Constructive Alignment (CA) basierte Laborversuche werden in der VR-Anlage durchführbar sein, welche fachliche Nöte der Studierenden adressieren, die Reflexion des Standes ihrer Kompetenzen ermöglichen und das Lernen und Arbeiten 4.0 adressieren.
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Interdisziplinäres Mentoring für Innovation
Im Rahmen des Projekts Interdisziplinäres Mentoring für Innovation (MentorInn) wird ein innovatives Lehr-Lernangebot entlang des Ansatzes Design Thinking entwickelt, das auf der gesammelten Expertise eines interdisziplinären Konsortiums aus der Universität Duisburg-Essen, der Ruhr-Universität Bochum und der Technischen Universität Dortmund fußt. Das Herzstück des Konzepts besteht in einem zielgerichteten und bedarfsorientierten Mentoring-Angebot für Studierende, das sie in den verschiedenen Phasen eines Innovationsprozesses bestmöglich unterstützen soll. Als Mentor:innen fungieren die erfahrenen Partner:innen des Konsortiums und setzen dabei ihre Erfahrung und Kompetenz u.a. aus ihren Forschungsbereichen ein. Die Innovationskraft unseres Formats soll bottom-up-Innovationen aus den Hochschulen der UA Ruhr heraus beschleunigen und deren Qualität erhöhen. Durch die hochschulübergreifende Natur wird die UA Ruhr gestärkt und weitere Vernetzungsmöglichkeiten geschaffen. Ferner trägt der multidisziplinäre Charakter des Lehr-Lernangebots dazu bei, Grenzen zu überwinden und den komplexen Herausforderungen unserer Zeit mit Wissen und Erfahrung aus diversen Fachbereichen zu begegnen.
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Stadtvision 2050: Die Zukunft entwerfen
Stadtvision 2050: Die Zukunft entwerfen ist ein interdisziplinäres Lehrprojekt für Studierende der Wirtschaftswissenschaften, der Wirtschaftsmathematik/-informatik und der Raumplanung. Im Mittelpunkt des Projekts steht ein Stadtplanungs-Planspiel, zu dem die Studierenden der verschiedenen Fachrichtungen individuelle Beiträge leisten. In dem Planspiel müssen die Studierenden stadtplanerische und planungspolitische Entscheidungen treffen, die sich auf verschiedene Lebensbereiche der fiktiven Bewohnerinnen auswirken. Dies können bspw. der Bau von Infrastrukturprojekten oder die Ansiedlung neuer Unternehmen sein. Die Simulation reagiert darauf mit modellbasierten Mechanismen, die zuvor aus der Literatur abgeleitet wurden. So kann der Bau einer Autobahn bspw. das BIP erhöhen, aber die Gesundheit der Bewohnerinnen verschlechtern. Nach Fertigstellung eines Prototyps soll das Planspiel im Rahmen von Masterprojekten mit den Studierenden modular um gesellschaftlich relevante Themen erweitert werden. Jeweils im auf das Masterprojekt folgenden Semester wird das Spiel im Rahmen eines Bachelorseminars angeboten, damit diese mit "Game-based Learning" ökonomische Zusammenhänge in der Stadtentwicklung verstehen. Die praktische Lernerfahrung bildet in der ökonomischen Stadtforschung und Datenkompetenz. Nach Ablauf des Förderzeitraums sollen sowohl das Masterprojekt als auch das Bachelorseminar dauerhaft eigenfinanziert weitergeführt werden.
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Immersive Bauwelten
Physische und digitale Modelle sind ein essentieller Bestandteil in der Lehre der Architektur und des Bauingenieurwesens, werden jedoch zumeist allein durch die Lehrenden vorgeführt und erläutert. Digitale Modelle erlauben es, Bauwerke oder Teilsysteme als dreidimensionales, umfängliches Modell zu erleben und diese in die Lehre zu integrieren. Dies ermöglicht eine viel aktivere Auseinandersetzung mit den jeweiligen Lehrinhalten, welche gemeinsam besprochen und erlebt werden können im Sinne einer gemeinsamen digitalen Exkursion. Digitale Modelle haben zudem den Vorteil, dass das Bauwerk wieder in seine Bestandteile aufgliedert, die Konstruktion der bereits gebauten Umwelten sichtbar gemacht (Röntgenblick), Details isoliert dargestellt, Bauzustände eingebunden oder die ursprüngliche Entstehung nachvollzogen werden kann. Das Applizieren zusätzlicher Informationen auf bestehende Bauwerke lässt immersive Welten entstehen, die abstrakte Ingenieurmodelle, numerische Simulationen oder räumlich verhafteten Bauwerkskontext erscheinen lassen. Dabei wird im Projekt Immersive Bauwelten VR, AR als auch MR Technik verwendet, um den virtuellen Raum noch eindrücklicher mit der Realität zu verblenden. Eine freie Zugänglichkeit der Modelle und der aufbereiteten digitalen Lernräume erlauben unterschiedliche Lehrkonzepte, eine Nutzung auch an anderen Hochschulen und ein von Ort und Zeit unabhängiges asynchrones, selbstbestimmtes Lehren und Lernen.
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mappingNRW - Baustoff, Baukonstruktion, Baukultur
Angesichts der zunehmenden Ressourcenknappheit und der Tatsache, dass die Bauindustrie rund 40 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verursacht, ist ein grundlegender Wandel der Baubranche erforderlich. Das Projekt "mappingNRW" an der TU Dortmund zielt darauf ab, Architekturstudierende auf diesen Wandel vorzubereiten. Durch experimentelle Lehrformate soll ein vertieftes Verständnis für lokale Baukultur und nachhaltige Bauweisen etabliert werden. Studierende erkunden im Rahmen von geführten Stadtspaziergängen die gebaute Umwelt NRWs und setzen sich in unterschiedlichen Lehrformaten aktiv mit lokaler Baukultur, Naturbaustoffen und ressourcenschonenden Konstruktionsweisen auseinander. Dabei werden sie von externen Expert:innen begleitet. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in der digitalen Kartenstruktur "mappingNRW" aufbereitet und als Atlas veröffentlicht. Dieser dient als Grundlage für das forschende Entwerfen und wird in die Pflichtlehre integriert. Das Projekt folgt dem didaktischen Konzept des "Lernende durch Lehren" (LdL), bei dem Studierende aktiv in den Lernprozess eingebunden sind. Durch eine partizipative, digitale Kartierung entsteht eine kooperative Lernumgebung, die Peer-to-Peer Learning fördert. Ziel ist es Architekturstudierende für regionale Baukultur und Konstruktionsweisen zu sensibilisieren und die Themen Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung fest in der Lehre der TU Dortmund zu verankern, um langfristig einen wichtigen Beitrag zur Bauwende zu leisten.
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Mathematische Exit-Games zur integrierten Förderung von Digitalitätskompetenz (DPACK) sowie fachlichem und fachdidaktischem Wissen
Im Fach Mathematik besteht in Deutschland ein dramatischer Lehrkräftemangel. Die Gründe dafür sind mannigfaltig, u.a. etwa durch ein herausforderndes Anforderungsprofil des Lehrberufs. Letzteres erweitert sich durch den digitalen Wandel und die curricular verpflichtende Integration digitaler Medien in den Fachunterricht. So sollen Lehrkräfte über fachliches und fachdidaktisches Wissen sowie umfangreiche digitalitätsbezogene Kompetenzen (DPACK) verfügen. DPACK werden in der Lehrkräfteausbildung oftmals unzureichend berücksichtigt. MEXIT-KOMP adressiert diese Herausforderungen durch die Vernetzung von fachlichem und fachdidaktischem Wissen sowie DPACK mithilfe digitaler mathematischer Exit-Games. Exit-Games sind ein spielbasiertes Lernsetting, in dem eingebettet in eine Geschichte verschiedene Problemlöseaufgaben gelöst werden, um im Wettlauf gegen eine vorgegebene Zeit z. B. einer misslichen Lage zu entkommen. An der TU Dortmund wird ein Seminarkonzept für Masterstudierende entwickelt und umgesetzt, in dem sie Exit-Games für Schüler:innen der Primar- und Sekundarstufe entwickeln. Unterstützt werden sie dabei durch Selbstlernmodule. Projektbegleitend werden die Kompetenzentwicklungen der Studierenden bei der Entwicklung der Exit-Games beforscht. Das Seminarkonzept, die Selbstlernmodule und ein Exit-Game-Editor werden als OER über eine Webseite disseminiert und stehen anschließend deutschlandweit zur Verfügung.
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Vernetzter Bildungsraum für BNE
Die Implementierung von Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) in die hochschulische Lehrkräftebildung wurde bisher weitgehend randständig behandelt und steht noch vor vielen Herausforderungen. Dazu zählt, wie BNE den Lehramtsstudierenden so nahegebracht werden kann, dass sie Möglichkeiten der schulpraktischen Umsetzung erfahren und BNE nicht nur als eine in der Praxis nicht realisierbare, zusätzliche Bürde für ihren zukünftigen Beruf wahrnehmen. Hier setzt das Projekt an, indem mittels eines digitalen Portals ein vernetzter Bildungsraum entwickelt wird, durch den die Studierenden in ihren individuellen Lernprozessen zu BNE unterstützt werden. Dieser wird in Seminare der Bildungswissenschaften zum studienbegleitenden Schulpraktikum implementiert. Die Studierenden erhalten dadurch verschiedene Zugänge und Lernpfade zu BNE und können an deren (Weiter-)Entwicklung selbst mitwirken. Um eine ganzheitliche Perspektive auf BNE für die Lehramtsstudierenden zu eröffnen, erfahren die Studierenden in Vernetzung mit BNE-orientierten Schulen ergänzend reale Beispiele der schulpraktischen Umsetzung, die sie mit ihrem theoretischen Wissen verknüpfen können. Zudem können die Studierenden durch das aufgebaute Netzwerk im Rahmen des studienbegleitenden Schulpraktikums in diesem Modul die Umsetzung von BNE selbst erleben. Dadurch wird eine Brücke zwischen dem hochschulischen Lernfeld zu BNE und der schulpraktischen Umsetzung gebaut, die ein ganzheitliches Lernen im Bereich BNE eröffnet.
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Access@DigitalLabs
Auch wenn heute unstrittig ist, dass Studierende mit Behinderung ein Recht auf eine chancengleiche und gleichberechtigte Teilhabe an Hochschulbildung haben, ist der Zugang zu Lehrveranstaltungen im Labor weiterhin schwierig für Studierende mit heterogenen Lernvoraussetzungen. Um Studierenden insgesamt den Zugang zu Laboren zu erleichtern, wurde in den letzten Jahren an der TU Dortmund intensiv daran gearbeitet digitale Labore, von Remote-Laboren bis zu VR-Laboren, zu entwickeln. Allerdings wurde bislang noch nicht analysiert und erprobt, inwiefern digitale Labore auch von Studierenden mit Behinderung barrierefrei genutzt werden können und inwiefern diese ein Potential hinsichtlich eines chancengleichen und gleichberechtigten Experimentierens im Labor besitzen. Daher werden bestehende digitale Labore basierend auf einem Design-Based-Research-Ansatz untersucht und studierendenzentriert weiterentwickelt. Bei der Anforderungsanalyse und iterativen Weiterentwicklung spielt das Studierendenfeedback eine zentrale Rolle (Fokusgruppendiskussionen, Usability-Tests und Feedbackschleifen). Die didaktisch und technisch weiterentwickelten digitalen Labore werden in konkreten Lehrveranstaltungen in den Fakultäten Bio-Chemie-Ingenieurwesen und Maschinenbau erprobt, evaluiert und im Erfolgsfall künftig in der Laborlehre eingesetzt. Ausgehend von der Erprobungsphase werden Design-Prinzipien für Entwicklung und Einsatz barrierefreier und inklusiver digitaler Labore abgeleitet und verbreitet.
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Die Digitale Landkarte der Rehabilitationspädagogik
RehaLand Die digitale Landkarte der Rehabilitationspädagogik Im Fokus stehen die Entwicklung und Evaluation von RehaLand, der digitalen Landkarte der Rehabilitationspädagogik. RehaLand unterstützt die Studierenden des Bachelorstudiengangs Rehabilitationspädagogik dabei, die komplexe Rehabilitationslandschaft mit ihren vielfältigen Berufsfeldern und interdisziplinären wissenschaftlichen Ausrichtung zu erschließen. Die geplante Lehrinnovation stellt eine kontextualisierende Ergänzung zu den bislang im Curriculum verankerten Einführungsveranstaltungen im Bachelor Rehabilitationspädagogik dar. Relevante Begrifflichkeiten, Praxisfelder und verwandte Wissenschaftsdisziplinen werden auf der Basis einer systematischen Literaturrecherche und Fokusgruppengesprächen mit ExpertInnen der Rehabilitationswissenschaft in Deutschland im Projekt digital aufbereitet (didaktisch-fundierte Erklärvideos), anschließend zueinander in Beziehung gesetzt und visualisiert (digitale Landkarte) und über die didaktische Methode des problemorientierten Lernens erarbeitet.
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Verkehrssimulation neuer Handelskonzepte
Angesichts sich wandelnder Konsumtrends und der zunehmenden Veränderung der Handelslogistik erhöht sich das Verkehrsaufkommen in städtischen Gebieten und der Verkehrsfluss wird durch den Anstieg an Lieferfahrzeugen gestört. Das Projekt adressiert die Vermittlung dieser Herausforderung, indem es Studierenden die Möglichkeiten einer veränderten Organisation der Zustellung im urbanen Raum didaktisch aufbereitet und spielbasiert vermittelt.Durch einen Serious-Game-Ansatz werden dazu Lade- und Lieferzonen in Innenstädten simuliert. Gamification wird genutzt, um die Lerninhalte auf spielerische Weise zu vermitteln, wodurch reale Zusammenhänge virtuell abgebildet, unterschiedliche Perspektiven aufgezeigt und das risikofreie Testen verschiedener Lösungen ermöglicht werden. Das interaktive Konzept ermöglicht die aktive Beeinflussung des Spielverlaufs und eine individuelle Anpassung des Lerntempos.Das Projekt umfasst die Anforderungsanalyse und Konzeptionierung, die Entwicklung des Simulation Games und die Implementierung in die Lehre. Eine umfassende Evaluation, um das Spiel zu optimieren, sichert den Lernerfolg. Studierende und Lehrende werden aktiv in die Umsetzung des Projekts einbezogen. Die Zusammenarbeit mit dem Bereich Hochschuldidaktik der TU Dortmund stellt sicher, dass das Projekt didaktisch konzipiert und evaluiert wird. Durch das Projekt sollen die Lernziele effektiver erreicht und die Studierenden besser auf ihre zukünftige berufliche Tätigkeit vorbereitet werden.
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Iterativer Crowd-Innovation Ansatz zur Etablierung von Mindfulness als innovatives Lehrmodul zur Förderung der Bildung für Nachhaltige Entwicklung
Ziel des Projekts InMind B-NEw ist die Gestaltung eines innovativen Lehrmoduls unter Anwendung des Crowd-Innovation Ansatzes, um die Bildung für Nachhaltige Entwicklung durch Mindfulness in den beteiligten Hochschulen zu implementieren & somit Studierende frühzeitig zu zukunftsfähigem Denken & Handeln zu befähigen. Die Integration des Crowd-Innovation Ansatzes bei der Gestaltung von Lehrmodulen ist in dieser Form neuartig. Damit soll gezielt von der traditionellen Wissensvermittlung durch passives Lernen Abstand genommen, die Erarbeitung für Stakeholder geöffnet & Open-Innovation mit einem Community-basierten Crowdsourcing verbunden werden. So entsteht eine kollaborative Schwarmintelligenz, wodurch externes Wissen vernetzt & nutzbar für die Konzeption des innovativen Lehrmoduls gemacht wird. Dieses Vorgehen ermöglicht 1) eine inhaltliche & 2) eine methodisch/didaktische Innovation. Das mit dem Crowd-Innovation Ansatz entwickelte Lehrmodul profitiert von einer nachhaltigen Konzeption, wobei sich die Projektziele an einem SCRUM-Prozess orientieren. Diverse Stakeholder werden in den Entwicklungsprozess eingebunden sowie bestehende Ressourcen wie CANVAS & Moodle zielführend genutzt & deren Potentialmaximierung im Rahmen der Implementierung eruiert. Nicht zuletzt setzen sich Studierende durch die Integration in der Konzeptionsphase frühzeitig mit den Lehrinhalten auseinander, wodurch der Lehrerfolg sowie die Identifikation mit dem Modul gefördert wird.
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