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Die Technische Universität Ilmenau startet am 1. September zwei innovative digitale Lehrprojekte, die vom Freistaat Thüringen im Rahmen des Fellowship-Programms für Innovationen in der digitalen Hochschullehre gefördert werden: Ein Lehrprojekt simuliert in einer virtuellen Lernwelt ein 3D-Umspannwerk, das die Energieversorgung der Zukunft für Studierende erfahrbar machen soll. Ein weiteres Projekt macht Studierende auf der Basis experimenteller Daten mit Methoden des maschinellen Lernens vertraut. Die Ergebnisse der Projekte sollen in Zukunft auch Lehrenden anderer Hochschulen als frei zugängliche und kostenlose Lehr-, Lern- und Forschungsressourcen zur Verfügung gestellt werden.
Das Thüringer Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur und der Stifterverband, ein Fördernetzwerk aus Unternehmen, Stiftungen, Wissenschaftsorganisationen und Privatpersonen, fördern zwei innovative digitale Lehrprojekte der TU Ilmenau. Das Fellowship-Förderprogramm zielt darauf ab, Anreize für die Entwicklung und Erprobung digital gestützter Lehr- und Prüfungsformate zu schaffen und digitale Lehre in den Hochschulen zu verstetigen. Für den Förderzeitraum 1. September 2025 bis 31. Dezember 2026 erhalten die Hochschullehrenden bis zu 50.000 Euro für die Entwicklung digitaler Lehrinnovationen. Die Materialien oder Verfahren, die in den geförderten Projekten erstellt werden, sollen als Open Educational Resources hochschulübergreifend anderen Lehrenden zur Verfügung gestellt werden.
Projekt „Virtuelle Energiesysteme – 3D-Welten zur Vermittlung von nachhaltigen Energiesystemen“ | Fördersumme: 39.700 Euro
Das Projekt „Virtuelle Energiesysteme – 3D-Welten zur Vermittlung von nachhaltigen Energiesystemen“, das Professor Dirk Westermann, Leiter des Fachgebiets Elektrische Energieversorgung, im September startet, will durch den Einsatz von 3D-Modellen von Umspannwerken und Betriebsmitteln das Verständnis von Elektrotechnik-Studierenden für Energiesysteme vertiefen. Indem die digitalen Modelle es Studierenden ermöglichen, sich selbstständig in der virtuellen Umgebung eines Umspannwerks zu bewegen und die einzelnen Komponenten zu erkunden, sollen sie ihnen moderne Energieversorgung veranschaulichen und nachvollziehbar machen. Die Modelle ermöglichen auch eine detaillierte, wirklichkeitsnahe Darstellung von Betriebsmitteln, die in der Realität oft schwer zugänglich oder gefährlich sind. Den Lehrenden dienen die Modelle gleichzeitig, um bestimmte Funktionen der Umspannwerke und Prozesse moderner Energieversorgung zu erklären. Da das System browserbasiert ist, erhalten die Nutzer von verschiedenen Endgeräten aus einen einfachen und flexiblen Zugang zu den Lerninhalten.
Das Besondere an dem Lehrvorhaben ist die ganzheitliche Integration von elektrischen Energiesystemen in eine virtuelle Lernwelt. Im Gegensatz zu bisherigen Lehrmethoden, bei denen Fotos und Videos genutzt werden, ermöglichen die 3D-Modelle eine interaktive und immersive Lernerfahrung. Die Nutzung solcher digitalen Modelle soll bei den Studierenden nicht nur das Verständnis für komplexe Vorgänge in Energiesystemen fördern, sondern auch ihre Motivation für ein anspruchsvolles Studium steigern.
Projekt „Komplexe Systeme mit Methoden des Maschinellen Lernens modellieren (KoSyMo)“ | Fördersumme: 50.000 Euro
Im Projekt „Komplexe Systeme mit Methoden des Maschinellen Lernens modellieren (KoSyMo)“ von Professor Christian Cierpka, Leiter des Fachgebiets Technische Thermodynamik, und Dr. Jan Heiland vom Fachgebiet Optimization-based Control wird demonstriert, wie digitale, live abrufbare Messdaten aus einem technischen Experiment für mathematische Voraussagen genutzt werden können. Ähnliche Aufbauten und Daten spielen zum Beispiel in der Wetterbeobachtung eine Rolle und werden verwendet, um kurz- und mittelfristige Vorhersagen treffen zu können. Daten-basierte mathematische Methoden an der Schnittstelle zu innovativer Messtechnik werden in der modernen Welt in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen benötigt, denn überall gilt es, komplexe Systeme – etwa Ökosysteme, das Internet, das menschliche Nervensystem oder auch Stadtverkehr und Volkswirtschaften – zu begreifen und technologisch zu beherrschen.
Das nachhaltige und kostengünstige technische Setup, das Prof. Cierpka und Dr. Heiland konzipiert haben, koppelt Experiment und Datenanalyse unmittelbar miteinander: den praktischen physikalischen Versuch und die mathematische Systemtheorie. So erkennen die Studierenden verschiedenster technischer Fachrichtungen theoretische und technische Schwierigkeiten auf Anhieb. Zudem geben ihnen Daten, die in Echtzeit aus einem Experiment gewonnen wurden, ein direktes Feedback über Erfolg oder Nichterfolg der angewendeten mathematischen Modellierung ebenso wie der Erfassung der Messdaten – und das in den vielfältigsten interdisziplinären Bereichen: etwa in der Datenanalyse, der Messtechnik, der Simulation oder dem Anlagenbau. So schafft die neue Technologie, eingebettet in einen theoretischen Rahmen, für die Studierenden innovative Lernbedingungen, die stetige Lernerfolge und eine große Zufriedenheit im Studium erreichen können.
Prof. Anja Geigenmüller
Vizepräsidentin für Studium und Lehre
+49 3677 69-5010
vpsl@tu-ilmenau.de
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students, Teachers and pupils, all interested persons
Electrical engineering, Information technology, Mathematics, Mechanical engineering, Physics / astronomy
transregional, national
Studies and teaching
German
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