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Fakultät Wirtschaftsingenieurwesen der THWS setzt „problembasiertes Lernen“ in der Lehre ein
Kein klassischer Frontalunterricht, sondern eine realitätsnahe Problemstellung, die Studierende selbstständig bearbeiten: Bei den englischsprachigen Bachelorstudiengängen Business and Engineering und Logistics an der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) ist zum ersten Mal in der Vorlesung „Connected Industry (COIN)“ die Lehrmethode des „Problem-based Learning“ eingesetzt worden.
Der Dozent und Vizepräsident der THWS Prof. Dr.-Ing. Jan Schmitt beschreibt die Methode: „Die Studierenden arbeiten aktiv und selbstgesteuert, oft in kleinen Gruppen, um das Problem zu analysieren, eigene Lernziele zu definieren und sich das notwendige Wissen eigenverantwortlich anzueignen.“ Das übergeordnete Ziel sei dabei, theoretisches Wissen durch die praktische Anwendung auf konkrete Fälle zu verstehen und dabei entscheidende Problemlösungsfähigkeiten zu entwickeln. „Connected Industry“ vermittelt die nötigen Kompetenzen zur Realisierung von Industry 4.0 – zu den Inhalten der Vorlesung gehören Netzwerktechnik, Internet of Things (IoT), grafische Programmierung in Node-Red und Anbindung von Sensoren sowie die Visualisierung von Daten in Dashboards. „Als Professor bleibt mir dabei die Rolle als Moderator, Begleiter und Unterstützer im Hörsaal, wobei ich in kürzeren, aber sehr intensiven Phasen auch das notwendige Wissen in die Köpfe der Studierenden bringen muss.“
Die Besonderheit in diesem Semester: Die Lehrinhalte bezogen sich nicht auf Maschinen innerhalb eines Produktionsablaufs, sondern auf die Digitalisierung von Bäumen. „Ob nun IoT-fähige Sensoren in einer Fabrikhalle mit dem Ziel integriert werden, den ,Gesundheitszustand‘ einer Maschine zu überwachen oder ob ein Baum damit ausgestattet wird – einen großen Unterschied für die notwendige IT gibt es da nicht“, so Prof. Dr.-Ing. Schmitt. In beiden Fällen werde eine automatische E-Mail versendet, sollte Unheil drohen. Einen Baum zu überwachen sei sogar anspruchsvoller: „Die Natur ist weitaus nicht-linearer als die Industrie“, führt Prof. Dr.-Ing. Schmitt weiter aus. Es gebe viele Indikatoren, die gemessen werden können – unter anderem Temperaturwechsel, Leitfähigkeitsänderungen des Bodens oder des Baumstamms oder Luft- und Bodenfeuchte – dennoch sei es viel anspruchsvoller, deren Auswirkungen auf die Baumgesundheit zu bestimmen.
Unterstützung aus vielen Hochschulbereichen
Um sich dieser Herausforderung zu stellen, erarbeitete ein Team von sieben Studierenden zunächst ein Sensorkonzept, wählte das technische Equipment aus und verwirklichte die datentechnische Integration und Visualisierung. Im Laufe des Semesters mussten sich die Studierenden auch anderen herausfordernden Aspekten stellen: Das Projektbudget muss eingehalten, Bestellzeiten berücksichtigt und die notwendige IT-Infrastruktur muss hergestellt werden.
Für die ausgewählten Sensoren wurde ein sogenanntes LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) aufgebaut, ein Funkstandard, der besonders leistungsfähig in Bezug auf Energieeffizienz und Reichweite ist. Hierbei unterstützten Prof. Dr. Andreas Schiffler und sein Team des Instituts für Digital Engineering (IDEE) der THWS, außerdem Sotirios Stefanis vom Gebäudemanagement sowie Roland Oppelt von der Fakultät Maschinenbau. „Ich bedanke mich ausdrücklich bei allen Beteiligten, die das Vorhaben eines Baum-Monitorings als Semesterprojekt der Vorlesung COIN unterstützt haben“, betont Prof. Dr.-Ing. Schmitt, der auch THWS-Vizepräsident für Forschung und Gründung ist. „Es zeigt eindrücklich, wie positiv Zusammenarbeit in unserer Hochschule wirkt. Wir haben jetzt nicht nur den digitalen Zwilling eines Baums im Innenhof des Campus Ledward, sondern auch ein weitreichendes LoRa-Netzwerk am THWS-Standort Schweinfurt – das wird uns in Zukunft noch sehr nützlich sein.“
Auch Prof. Dr. Peter Meyer, Dekan der Fakultät Wirtschaftsingenieurwesen, war involviert: Am Ende des Semesters gruben die Studierenden unter Aufsicht des Dekans eigenhändig die Sensoren ein und montierten Luft- sowie Leitfähigkeitssensoren am Baum – alles nach ihrem zu Beginn des Semesters erstellten Konzept. Dann der spannende Augenblick: Sämtliche Daten – Temperaturen, Feuchte, Leitwerte, Widerstände und Stress – waren auf dem Dashboard der Studierenden zu sehen, aktualisierten sich alle 15 Minuten und wurden im Zeitverlauf dargestellt. „Ein durchweg erfolgreiches Projekt, das Digitalisierung und Nachhaltigkeit verbindet – ein wesentlicher Teil des Markenkerns unserer Fakultät Wirtschaftsingenieurwesen“, lautete das Fazit des Dekans.
Auch das Feedback der Studierenden war rundum positiv – anfängliche Bedenken, etwa wegen zu wenig IT-Erfahrung nicht mitmachen zu können, wurden durch die gegenseitige Unterstützung im Team schnell ausgeräumt. Für Dozent und Vizepräsident Prof. Dr.-Ing. Schmitt war das Engagement der Studierenden besonders lobenswert: „Als ich selbst einmal terminlich verhindert war, trafen sich die Studierenden trotzdem im Hörsaal, um gemeinsam an ihrer Lösung zu arbeiten.“ Damit habe sich das Format des problem-basierten Lernens bewährt und soll auch in den kommenden Semestern eingesetzt werden.
Über die THWS
Die Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) zählt zu den größten Hochschulen für angewandte Wissenschaften in Bayern und steht seit ihrer Gründung im Jahr 1971 für hervorragende Lehre und angewandte Forschung. Mit rund 9.000 Studierenden und einem breit gefächerten Angebot von mehr als 60 Studiengängen deckt die THWS ein weites Spektrum ab, das von Technik über Wirtschafts- und Sozialwissenschaften sowie Sprache bis hin zu Gestaltung reicht. Die THWS ist nicht nur regional in Franken und Bayern verwurzelt, sondern auch stark international ausgerichtet, was sich in zahlreichen Kooperationen und Austauschprogrammen weltweit und nicht zuletzt in einem vielseitigen englischsprachigen Studienangebot widerspiegelt.
Prof. Dr.-Ing. Jan Schmitt
jan.schmitt@thws.de
Prof. Dr. Andreas Schiffler (re.) unterstützt beim Aufbau eines besonders leistungsfähigen Netzwerks
Source: THWS/Jan Schmitt
Copyright: THWS/Jan Schmitt
Den digitalen Zwilling eines Baums erstellen – das Studierenden-Team hat die Aufgabe erfolgreich gel ...
Source: THWS/Jan Schmitt
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Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students, all interested persons
Economics / business administration, Electrical engineering, Environment / ecology, Information technology, Mechanical engineering
transregional, national
Advanced scientific education, Studies and teaching
German
Prof. Dr. Andreas Schiffler (re.) unterstützt beim Aufbau eines besonders leistungsfähigen Netzwerks
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Den digitalen Zwilling eines Baums erstellen – das Studierenden-Team hat die Aufgabe erfolgreich gel ...
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