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Hochschule PforzheimShared Excellence - Laboratory Learning Spaces 4.0
Für die Vermittlung von digitalen Kompetenzen für die Arbeitswelt 4.0 spielen Laborveranstaltungen an den HAW eine herausragende Rolle. Diese Veranstaltungsart kann von digitalen Lehr- und Lernmethoden vielfältig profitieren, zugleich ist dort die Umsetzung digitaler Lehre sehr herausfordernd und aufwendig. Die vier Verbundpartner, die Hochschule Karlsruhe (federführend), die Hochschule Mannheim, die Hochschule Offenburg und die Hochschule Pforzheim, setzen im Projekt Shared Excellence Laboratory Learning Spaces 4.0 einen hochschulübergreifenden Pool hybrider kompetenzorientierter Laborveranstaltungen zur digitalen Transformation um, unter Einbindung der in hohem Maße anerkannten Geschäftsstelle der Studienkommission für Hochschuldidaktik (GHD). Im Verbund entwickelte Laborveranstaltungen sollen als Modelle für erfolgreiche hybride HAW-Laborlehre dienen. Zugleich ist die Öffnung von Veranstaltungen für Studierende mehrerer HAW ein innovativer Ansatz, um das Lehrangebot für Studierende zielgerichtet zu erweitern sowie seine Attraktivität und Interdisziplinarität zu erhöhen gerade auch dort, wo Erfordernisse zur Profilschärfung und effizienten Ressourcennutzung die Breite des hochschuleigenen Lehrangebots limitieren.
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Interaktive, skalierbare Lernumgebung für die Elektrotechnik
Im Projekt INSKALE soll erstmals eine interaktive, skalierbare Lernumgebung für die Elektrotechnik geschaffen werden. Sie soll u. A. die wichtigsten Prinzipien zur Berechnung von elektrischen Schaltungen mit Gleichspannung und Wechselspannung vermitteln sowie die Berechnung magnetischer Schaltkreise erlauben. Im Gegensatz zu existierenden Tools kann die Lernumgebung analytisch rechnen und ist damit universell für viele Probleme der Elektrotechnik einsetzbar. Insbesondere erlaubt sie das Herleiten und Darstellen von vereinfachten Schaltkreisen, einschließlich deren quantitativer Berechnung. Die Lernumgebung wird im Browser auf verschiedensten Endgeräten laufen, benötigt in der Standardausführung keine speziellen Server und kann von weiteren Hochschulen leicht und sicher adaptiert werden. Sie ist für viele Nutzer gleichzeitig skalierbar und hat das Ziel, die Lehre in der Elektrotechnik zu verbessern.
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Hybride Bausteine für immersive Lehrlabore
Lehrlabore sind ein elementarer Bestandteil in natur- und ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen. Die Studierenden verbinden dort ihre theoretischen Kenntnisse mit praktischen Fähigkeiten. Herausforderungen im Studienalltag sind die enge Taktung, die Vorbereitung ohne Laborumgebung sowie die beschränkte Wiederholbarkeit. Dazu verlangen Studierende oder Dozierende mit längerfristigen Erkrankungen und der steigende Bedarf an berufsbegleitender Weiterbildung nach digitalen Lösungen. Bisher existieren jedoch kaum didaktische und technische Konzepte, die ähnliche Lern-, Erfolgs- und Interaktionserlebnisse in digitaler Form ermöglichen. Im Projekt "Hybricks" sollen erstmals Bausteine auf Basis moderner KI-Technologie entwickelt und bereitgestellt werden, die immersive, digitale Zwillinge neuer und vorhandener Lehrlabore erlauben. Mittels neuer KI-Verfahren wie Neural Radiance Fields (NeRF) oder Gaussian Splattings im Zusammenspiel mit frei verfügbaren 3D-Engines werden soziale und technische Interaktionsmethoden sowie Hardware- und Softwaretools entwickelt und bereitgestellt, die eine realitätstreue Umsetzung von online- und hybriden Laborversuchen erlauben. Die Bausteine werden am Beispiel eines vorhandenen und eines neu zu konzipierenden Medizintechnik-Labors entwickelt. Zur Validierung und Evaluation erfolgt ein Vergleich mit dem Präsenzlabor. Methoden und Werkzeuge werden als Open Source veröffentlicht.
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Mobility lab Integrierte Verkehrsplanung
Mit dem Mobility lab Integrierte Verkehrsplanung möchten wir die Lehre intelligent verbessern: Von der sektoralen Lehre zu einer integrierten, ganzheitlichen Entwurfstechnik.Wenn in der Verkehrsplanung Fehler gemacht werden, entstehen Defizite, die man nur schwer, teuer oder fast gar nicht reparieren kann: Der Verkehr fließt zwar, aber die neue Straße schädigt unnötig stark Umwelt und Klima; das Wohngebiet ist erschlossen, aber eine Busanbindung bleibt unmöglich; Radwege wurden zwar gebaut, aber für Kinder und vulnerable Gruppen bleibt der Weg gefährlich.Deshalb wird heute mehr und mehr versucht, integratives Denken zu lehren. Dabei werden alle wichtigen Aspekte aus allen Fachdisziplinen (Ingenieurswesen, Stadtplanung, Design, Psychologie und Umwelt) gleich zur Synthese gebracht. Gleichzeitig vermittelt man Strategien, so dass der besser durchdachte Entwurf einfacher gegenüber Politik und Öffentlichkeit vermittelt werden kann. Diese inter- und transdisziplinäre Sichtweise sollte nicht nacheinander vermittelt werden, denn das frustriert und überfordert Lernende sehr schnell. Sondern in einem integrierten Ansatz. Dazu wollen wir ein lernendes Portal entwickeln, um es dann auch anderen Fachgebieten zur Verfügung stellen, öffentlich vorstellen und im Diskurs weiterentwickelt zu können.
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