Adaptive Lernumgebung im Fach Dynamik als OER - ALFDYN
Für das Projekt ALFDYN haben sich die TU Dortmund, TH Köln, Universität Duisburg-Essen, RWTH Aachen und die Hochschule Ruhr West zusammengeschlossen, um Studierende in ihrem Lernprozess im Fach Dynamik gezielter zu unterstützen. Die Partner haben sich zum Ziel gesetzt, eine Lernumgebung zu gestalten, welche individuelle Lehr- und Lernprozesse ermöglicht. Dies impliziert, dass zunächst eine entsprechend breit gestreute Auswahl an unterschiedlichen Lernformaten generiert wird, um überhaupt persönliche Bedürfnisse bedienen zu können.
Individualisierung bedeutet aber auch, dass eine Diagnose der Lernbarrieren und des Lernverhaltens notwendig ist, wofür Studierende natürlich bereit sein müssen. Aber hier ist das Projekt besonders spannend und wichtig, da wir gerade im Bereich der digitalen Lehre neue Instrumente brauchen, um die Interaktion zwischen Bereitstellung und Verwendung von Lehrmaterial zu bekommen. Dazu schlagen wir vor, dass sich Studierende bezüglich Motivation und Wissensstand zunächst selbst einschätzen, und die Lernplattform nachfolgend immer wieder Selbsttests anbietet und analysiert, um den nächsten Lernschritt vorzuschlagen. Zudem wird die Plattform Feedback zu den Formaten einfordern, um diese weiter entwickeln zu können. Das Diagnosetool wird keine Voraussetzung für die Nutzung des Contents sein – der Zugang ist unabhängig davon. Wer aber die Diagnose und Interkation nutzt, wird gleichzeitig auch an der Verbesserung der Lehrprozesse mitarbeiten.
Zusammensetzung des Konsortiums
Das ALFDYN Projekt ist eine Zusammenarbeit der TU Dortmund, TH Köln, Universität Duisburg-Essen, RWTH Aachen und der Hochschule Ruhr West. Die folgenden Akteure tragen maßgeblich zur Erstellung des Contents bei:
- Prof. Dr. -Ing Ingo Münch (Technische Universität Dortmund, Konsortialführung)
- Prof. Dr.-Ing. habil. Carolin Birk (Uni Duisburg-Essen)
- Prof. Dr. -Ing Hannelore Damm (Technische Hochschule Köln)
- Prof. Dr. -Ing Ansgar Neuenhofer (Technische Hochschule Köln)
- Prof. Dr.-Ing. Daniel Jun (Hochschule Ruhr West)
- Prof. Dr. -Ing. Marion Gelien (Hochschule Ruhr West)
- Prof. Dr.-Ing. habil. Sven Klinkel (RWTH Aachen)
Insgesamt werden an den beteiligten Hochschulen ca.1000 Studierenden in dem Fachbereich durch die Materialen angesprochen.
Die Lerninhalte
Um den Studierenden die Inhalte des Fach Dynamik nahezubringen, wird der gesamte Stoff in 8 Lerninhalte unterteilt.
- Kinematik des Massenpunktes
- Kinetik des Massenpunktes, -systems
- Kinematik starrer Körper
- Kinetik starrer Körper und Massenträgheitsmomente
- Freie Schwingungen (Eigenfrequenz, Dämpfung)
- Erzwungene Schwingungen (Resonanz)
- Modalanalyse
- Antwort- und Bemessungsspektrum (Erdbebenbemessung nach EC 8)
Die Lerninhalte werden von den Studierenden nacheinander durchgearbeitet. Am Ende jedes Themenblockes ist eine Lernstandserfassung vorgesehen, welche den Studierenden eine Rückmeldung gibt und den individuellen Lernpfad bestimmt.
Der individuelle Lernpfad ergibt sich durch die Empfehlung unterschiedlicher Formate, welche für jeden Lerninhalt erstellt werden. Je nach Lernverhalten und -fortschritt werden den Studierenden eher rezipierende und reaktive oder selbständige und aktive Rollen vorgeschlagen. Es stehen die folgenden Formate zur Verfügung:
Die Screencasts basieren auf Präsentationsfolien mit übergeordnetem Wiedererkennungswert und stellen eine kompakte Zusammenfassung der Vorlesung dar. Studierende können damit Inhalte der Vorlesung in ihrem eigenen Tempo repetieren und verinnerlichen.
Der Selfie ist ein Selbstlernmaterial. Die Studierenden bekommen Fachwissen vermittelt und beantworten im gleichen Zuge kleine Aufgaben oder schlussfolgern einfache Zusammenhänge. Auf diese weise wird das gelernte direkt angewendet, überprüft und verinnerlicht.
Die Motivationsvideos zeigen im Stil von Kurzfilmen die praktische Anwendung der Lerninhalte und zielen auf situativen Kontext ab. Sie geben zudem Impulse für das o.g. Selfie-Format und sind im Bildmaterial der Screencasts wiedererkennbar.
Das digitale Dynamik-Labor schult Verständnis und Intuition, indem Laborszenarien dynamischer Systeme durch Simulation erlebbar werden. Die Studierenden bekommen die Möglichkeit, das mechanische System und die Massenverteilung per „drag-and-drop“ zu verändern und durch virtuelle Stöße in Schwingung zu versetzen (Gamification). Die Antwort des Systems wird interaktiv dargestellt und unmittelbar erfahrbar.
In den digitalen Experimenten werden reale Versuche zur Dynamik vorgeführt. Kurzvideos zeigen Effekte und vergleichen Messdaten mit dem Ergebnis der Theorie. Das Format wird auch zur individuellen Beschäftigung mit dem digitalen Dynamik-Labor anregen.
Der digitale Aufgabenpool trainiert Berechnungsverfahren und gibt kontextbezogene Beurteilung. Als zusätzlicher Hinweis wird eine Formelsammlung passend zum Aufgabentyp bereitgestellt. Diese beinhaltet interaktive Links zu den Screencasts und ähnlichen Aufgaben.
Der Klausuraufgaben-Chat adressiert kollaboratives Lernen in einer Gruppe unter Begleitung Lehrender. Dafür werden Aufgaben auf Klausurniveau und deren Lösung von Lehrenden und Studierenden erstellt. Indem Studierende Lösungswege kommentieren, Fragen stellen, Antworten geben und selbst Aufgaben hochladen entsteht Lerncontent, welcher mit vielen Einzelhandlungen zusammenhängt. Studierende können sogar Inhalte der Prüfung vordenken und sich in Synthese zur Thematik begeben.
Aktueller Stand - Februar 2023
Die Materialien des ersten Lerninhaltes „Kinematik des Massenpunktes“ sind fertiggestellt. Das Motivationsvideo, welche die H-Bahn der TU-Dortmund und den Fußballschuss thematisiert, kann unter dem folgenden Link bereits auf ORCA.nrw angesehen werden.
zum Video