ViP-Thermo – Virtuelles Praktikum Thermodynamik
Ziel ist die Weiterentwicklung eines virtuellen Laborpraktikums als interaktive Lernplattform, welche sowohl theoretisches Wissen als auch praktische Fähigkeiten vermitteln und zu einem besseren Verständnis des Lehrstoffs dienen soll.
Dadurch erhalten Studierende in Studiengängen mit großer Teilnehmerzahl die Möglichkeit, komplexe Problemstellungen an praktischen Beispielen differenziert zu bearbeiten und zu lösen – eine Möglichkeit, die ihnen sonst aus Ressourcengründen oft verwehrt bleibt. Ein großer Vorteil dieses Lehrkonzepts ist die Möglichkeit viele Studierende individuell ansprechen zu können. Dies ist vor allem in Grundlagenveranstaltungen mit großer und heterogen zusammengesetzter Teilnehmerzahl ein Problem. Durch eine umfangreiches Versuchsangebot können die Studierenden je nach Interessenlage Beispiele finden und diese über den Pflichtbereich hinaus selbstständig weiter bearbeiten. Außerdem liefern Kontrollfragen vor Versuchsbeginn und nach Versuchsabschluss ein direktes Feedback an die Studierenden. Eine Feedbackfunktion für die Kursverantwortlichen ermöglicht das flipped classroom Modell.
Details
Projektträger
Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus (SMWK)
Lessons Learned
Was lief gut im Projektverlauf?
HTW: Es gelang, die Durchführung von 12 Praktikumsversuchen zur Thermodynamik zu filmen, zu kommentieren, mit Datensätzen zur individuellen Auswertung zu unterlegen und z.T. interaktiv zu gestalten. Darüber hinaus wurden bestehende Praktikumsversuche so digitalisiert, dass jeder einzelne online vollständig bearbeitet und anschließend ausgewertet werden kann. TUD es gelang alle realen Versuche digital abzubilden, die Praktikumsszenerie digital nachzustellen und bereits in laufende Veranstaltungen einzubauen.
Welche Herausforderungen ergaben sich bei der Projektdurchführung?
Inbesondere eine studentenbezogene Interaktivität erfordert mehr Zeit und Mittel, als im Projekt zur Verfügung standen. Die Ergebnisse sind als ein erster, aber wichtiger Schritt in Richtung "virtuelles Praktikum" zu bewerten. Ein Problem bei der Digitalisierung war es vor allem, Studierende als SHK mit entsprechenden Vorkenntnissen (z.B. Programmierung) sowie der Bereitschaft für ein längerfristiges Engagement zu finden, da oft semesterbegrenzte Jobs gewünscht sind.
Traten unerwartete Schwierigkeiten auf? Wenn ja, welche?
Qualität der Tonspuren war in den ersten Aufnahmen unzureichend. Die zu Anfang fehlende Kongruenz von Ton- und Bild inklusive Erstellung eines sinnvollen Skripts mit allen notwendigen Informationen machte Mehrfachaufnahmen notwendig. Teilweise lange Einarbeitungszeiten (Programmierung), parallele Durchführung/Bearbeitung der Laborversuche als Vorlage für digitale Versuche sowie zur Erstellung von Fotos/Videos, um diese in die digitalen Versuche einzubinden (zusätzl. Zeitaufwand, Personal...). Die Unterstützungsleistung des regulären Personals ist extrem hoch.
Außerdem musste aufgrund der im Projektzeitraum aufgetretenen Pandemie sichergestellt werden, das die im Projekt arbeitenden Beschäftigten entsprechend des geltenden Hygienekonzepts arbeiten konnten (gr. Abstände, mobiles Arbeiten usw.). Darüber hinaus wurden die im Projektzeitraum fertigstellten Versuche direkt in den laufenden Lehrbetrieb eingebunden. Dies geschah z.B. durch die Kopplung der realen Laborversuche mit den vollständig digitalisierten Versuchen sowie die Bearbeitung der erstellten Versuche und kleineren Übungs- und Seminargruppen sowie als Teil eines E-Assessments im Rahmen einer Lehrveranstaltung im Grundstudium. Aus diesen Gründen war es notwendig, aus den bewilligten Sachmitteln einen Laptop und einen Beamer (entsprechend unserer Mail vom 03.11.2021) zu beschaffen.
Was würden Sie aus Ihren Erfahrungen heraus für ähnlich angelegte Projekte empfehlen?
Erst filmen, wenn ein ausgeklügelter "Drehplan" erstellt ist – d.h. es müssen Regisseure an der Arbeit mitwirken.
Die Möglichkeit einer kostenneutralen Verlängerung einräumen, da es teils schwierig war, geeignete Studierende zu akquirieren und diese auch mit entsprechendem Zeitumfang längerfristig "zu binden" (Arbeit parallel zum Studium, Pandemiesituation...). Bereits eingearbeitete Studierende hätten so mit geringerer Stundenanzahl längerfristiger und nachhaltiger gebunden werden können, so dass die sonst wieder notwendige Einarbeitungszeit bei "neuen" Projektbeschäftigten entfällt.
Weitere „Lessons-Learned“:
Mittlerweile sind derartige E-Learning Projekte auf einem technischen Stand, der es in Zukunft immer weniger erlauben wird, dieses Aufgaben über SHK zu realisieren.
Nachnutzungsmöglichkeiten
Die erstellten 12 Video-Versuche werden bereits erfolgreich als Ergänzung im Praktikum "Physikalische Chemie II" an der HTW Dresden eingesetzt.
Die virtuellen Versuche (TUD) werden parallel zu Präsenz angeboten und dienen einer intensiven Vorbereitung mittels des geführten Selbststudiumanteils.
Weitere Informationen
Projektzeitraum: 01.07.2020 bis 31.12.2021
Kontakt
Prof. Dr. Cornelia Breitkopf
Technische Universität Dresden
cornelia.breitkopf@tu-dresden.de
0351 463-34711
Prof. Dr. habil. Grit Kalies
Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden
0351 462-2552