Digitale Technologien Beispiele
Lehrgruppe Physik für Ingenieure: Nutzung von 17 interaktiven physikalischer Experimente (entstanden im Rahmen des Projektes BASICplus).
Algorithmen und Programmierung für Ingenieure: Nutzung eines webbasierten Struktogramm-Editors für die Grundlagenausbildung in Algorithmen und Programmierung
Die Programmierung der Steuerungen für die Exponate der Praxisprojekte (zum Beispiel Autonome Miniaturtransporter) erfolgt in zwei Varianten:
(a) Programmierung von Arduino-Board mit den Steuerungsalgorithmen
Unterstützung des Entwurfs und der Testung durch den Simulator AMTsim
Hier geht es zum Video des Simulator AMTsim
Hier geht es zum Interview mit Timo Räth - Entwickler des Simulators
(b) Implementierung von Schaltungen unter Nutzung von FPGA-Boards
Das Remote LabGOLDi-labs.net bietet ein umfassendes System mit nutzbaren virtuellen und remote-Experimenten sowie darauf abgestimmten Werkzeugen für den Entwurf von Steuerungen. Die Möglichkeiten zur Konfiguration der Experimente ermöglichen einen umfassenden Einsatz in allen Lehrformen der Informatik-Ausbildung (Vorlesung, Übung, Praktikum, Selbststudium). Im Rahmen des Projektes erfolgten konzeptionelle, technologischen und inhaltlichen Weiterentwicklung des Remote Labs.
Die etablierte Lernumgebung GETsoft wurde umfassend genutzt und gemäß den technologischen Erfordernissen aktualisiert.
Das Lernmanagementsystem Moodle wird standardmäßig an der TU Ilmenau zur Unterstützung der Lehre und des Lernens genutzt. Aktuell befinden sich dort mehr als 1500 Kursräumen.
Für alle Fächer der BASIC-Modellgruppen und ggf. Praktika wurden Kursräume genutzt und gemäß dem eingesetzten Lehrmodell konfiguriert.
Besonders konfigurierte Moodle-Kursräume wurden
eingesetzt.
Moodle-Kursräume wurden zur prozessorientierten Bereitstellung von unterstützenden Materialien und für die Zusammenarbeit Studentischer Arbeitsgruppen genutzt.
Außerdem setzten die Studierenden bei der Bearbeitung professionelle Entwurfswerkzeuge gemäß der Fachspezifik ein (z. B. CAD, Quartus). Ergänzend konnten komplexe virtuelle Experimentierumgebungen wie das RemoteLab Goldi-labs.net und der Simulator AMTsim sowie Testmodelle für die unterschiedlichen Entwicklungsstufen für die Entwicklung der Steuerungen genutzt werden.
Eine Herausforderung ist die schwer überschaubare Komplexität unterstützenden Materialien für die interdisziplinären Praxisprojekten. Insbesondere für Studienanfänger*innen ist die eigenständige Zuordnung fachbezogener Materialien zu den interdisziplinären Problemstellungen oft schwierig. Mit spezieller Methodik (Interviews, Focusgruppen) wurden unter Einbeziehung aller Nutzergruppen die Art und Weise der Bereitstellung dieser Materialien angepasst (Strukturierung und Usability-Aspekte, Einbindung von Wissenslandkarten und eines evidenzbasierten Problemkataloges, Aktualisierungsprozess). Ergänzend wurden interaktive Topic Maps in Moodle-Kursräume integriert. Diese ermöglichen, die hohe Komplexität schrittweise zu erfahren und zum entsprechenden Lernmaterial zu gelangen.
Die Nutzung dieser Technologien unterstützt die zeitliche und örtliche Flexibilität der Lernangebote und damit auch die Anpassung an individuelles Vorwissen und individueller Lernwege. Es konnten von den Studierenden Erfahrungen in ingenieurtypischen Arbeitsweisen hinsichtlich der Nutzung digitaler Technologien gesammelt werden. Es zeigten sich auch positive Effekte hinsichtlich Motivation und aktivem Lernverhalten.