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Digitale Lernumgebung – Baustatik – als ganzheitliches Konzept

Eine digitale Lernumgebung im Fach Baustatik, bestehend aus Teaser, Screencast, videografiertes Experiment, Trainingstool, virtuelles Labor und Inverted Classroom, soll das persönliche Lernumfeld bereichern und zudem individuelle Förderung generieren.

Eckdaten

Kann Lösungsansätze für folgende Problemstellungen der Lehre bieten:

  • Hohe Komplexität der Lerninhalte
  • Geringe Lernmotivation
  • Passivität der Studierenden

Eignet sich für folgende Virtualisierungsgrade:

  • Anreicherung
  • Integration

Nutzt folgende Medieneigenschaften zur Unterstützung des Lernprozesses:

Interaktivität: 5 (trifft vollkommen zu)
Adaptivität: 2 (trifft eher nicht zu)
Synchronizität: 3 (trifft zu)
Selbststeuerung: 5 (trifft vollkommen zu)

Ziel unseres Projektes ist eine digitale Lernumgebung für Studierende des Bauingenieurwesens im Grundlagenfach Baustatik, welches an Fachhochschulen und Universitäten fest in den Curricula verankert ist. Das Fach überträgt Prinzipien der Mechanik auf baupraktische Strukturen und wird von Studierenden als sehr anspruchsvoll wahrgenommen.

Um die Studierbarkeit zu verbessern, sollen digitale Formate den Studierenden eine rezipierende, reaktive Rolle bzw. eine selbstständige, aktive Rolle je nach Bedürfnis anbieten. Die digitalen Formate Teaser, Screencast, videografiertes Experiment, Trainingstool, virtuelles Labor und Inverted Classroom können autark oder innerhalb der Präsenzveranstaltungen genutzt werden. Das Angebot soll sich sowohl institutionell als auch in das individuelle Lernverhalten integrieren, weshalb der intrinsische Wert durch ein für die Studierenden zählbarer Wert ergänzt wird. Dafür verpflichten sich die Antragsteller auf abgestimmte Lernziele und Inhalte sowie gemeinsame Prüfungsanforderungen und -formen im Sinne des Constructive Alignement.

Das ganzheitliche Konzept der digitalen Lernumgebung soll das persönliche Lernumfeld bereichern und zudem individuelle Förderung generieren. Wir bündeln die Expertise der Professuren für Baustatik und die Kompetenz der Fachdidaktik Bautechnik, um diese Ziele zu erreichen.

Medieneigenschaften zur Unterstützung des Lernprozesses

Interaktivität: 5 (trifft vollkommen zu)

Im „Trainingstool“ können die Studierenden ihr Wissen anhand von Aufgaben trainieren. Hierzu wird ein individuelles Feedback gegeben, ob ein Fehler in der Lösung vorliegt und wie man diesen beheben kann. Das „virtuelle Labor“ bietet den Studierenden die Möglichkeit statische Systeme einzugeben. Als Ergebnis erhält man hier die Schnittgrößenverläufe sowie die Biegelinie. Des Weiteren erhalten die Studierenden ein Feedback darüber, ob ihr System kinematisch ist.

Adaptivität: 2 (trifft eher nicht zu)

Im „Trainingstool“ wird ein individualisiertes Feedback gegeben. Dies besteht zum einen aus der Speicherung des aktuellen Lernstandes (Anzahl richtig gelöster Aufgaben) und zum anderen aus einem Feedback, ob und wo im System ggf. ein Fehler vorliegt und wie dieser zu beheben wäre. Des Weiteren sind die Aufgaben nach Schwierigkeitsniveau geordnet und gekennzeichnet.

Synchronizität: 3 (trifft zu)

Im Rahmen des Inverted-Classroom-Konzepts arbeiten die Studierenden individuell und asynchron mit dem „Trainingstool“, um anschließend synchron im Plenum zu diskutieren.

Selbststeuerung: 5 (trifft vollkommen zu)

Es können wahlweise theoretische Grundlagen wiederholt werden, der „Screencast“ oder die Sinnhaftigkeit über die „Teaser“ hinterfragt werden. Eine aktive Umsetzung des gelernten Stoffes erlauben die Formate „Trainingstool“ oder das „virtuelle Labor“.

Lösungsansätze für Problemstellungen der Lehre

Für die folgenden Problemstellungen kann das Praxisbeispiel Lösungsansätze bieten:

  • Hohe Komplexität der Lerninhalte:
     In der Vorlesung erfolgt die Herleitung der Theorie der Modelle und Berechnungsverfahren. Mit der Einbeziehung von „videografierten Experimenten“ werden die theoretisch fundierten Berechnungen in einen praktischen Kontext gesetzt. Die konkreten Schritte zur Anwendung der Berechnungsverfahren werden in „Screencasts“ zusammengefasst. Diese ermöglichen den Studierenden die Inhalte in ihrem eigenen Tempo nachzuvollziehen, zu verstehen und zu verinnerlichen. Es dient der Nachbereitung der Vorlesung und ist für die Vorbereitung der Übungsvorlesung hilfreich.
  • Geringe Lernmotivation:
     Jeder Themenblock beginnt mit einem „Teaser“. In diesem Video wird der praktische Nutzen aufgezeigt, um die Studierenden zur Auseinandersetzung mit dem Thema zu motivieren.
  • Passivität der Studierenden:
     In der Übungsvorlesung werden die Verfahren an verschiedenen Beispielen vertieft. Die Ergebnisse können im „virtuellen Labor“ nachvollzogen werden. Es ermöglicht den Studierenden im Sinne von Trial-and-Error eigene Versuche durchzuführen und fördert damit das intuitive Verständnis.

Virtualisierungsgrad

Der Virtualisierungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen Präsenz- und virtuellen Phasen. Das Praxisbeispiel unterstützt die folgenden Virtualisierungsgrade:

  • Anreicherung
  • Integration

Ressourcen

Weitere Informationen zum Praxisbeispiel

Kontakt

Sie möchten mehr über das Praxisbeispiel erfahren? Hier können Sie Kontakt zu den Autorinnen und Autoren aufnehmen:

Prof. Dr.-Ing. Sven Klinkel
RWTH Aachen University
Baustatik
Mies-van-der-Rohe-Str. 1
52074 Aachen
Mail: klinkel@lbb.rwth-aachen.de
Webseite: Zur Person