Transfer in der Lehre - hybride Lehr-/Lernsettings skalieren und transferieren

Durch kompetenzorientierte und studierendenzentrierte Lehr-/Lernsettings wie Challenge-Based Learning, Game-Based Learning, sowie KI-basierte Coaching-Formate fördern wir den Erwerb von Future Skills sowie eigenverantwortliches und kollaboratives Lernen.

Begleitend werden die erprobten Lehr-/Lernsettings im Sinne des Scholarship of Teaching and Learning reflektiert und in Form von didaktischen Patterns sowie OER-Lizenzen der Lehrcommunity zur Verfügung gestellt.

• (Weiter-) Entwicklung und Erprobung innovativer Lehr-Lernsettings in den Ingenieurwissenschaften 
• Begleitforschung der Lernszenarien und Diskussion der Ergebnisse mit der Lehrcommunity (Scholarship of Teaching and Learning SoTL) 
• Ausweitung erprobter Lehr-/Lernformate auf weitere Module und Studiengänge hochschulweit 
• Curriculare Verankerung von Future Skills 

Dieser Ansatz wird in den folgenden drei Bausteinen umgesetzt: Challenge-Based Learning, Game-based Learning und AI-Based Coaching 

Eine der Maßnahmen des Teilprojekts ist die Erprobung und Weiterentwicklung des Lehrkonzepts Challenge-Based Learning in den Ingenieurwissenschaften. Mit dem Format des Challenge-Based Learning wird ein kompetenzorientierter und studierendenzentrierten Ansatz verfolgt, der nicht nur eine curriculare Verankerung von Future Skills vorsieht, sondern auch die Förderung eines Absolvent:innenprofils, welches auf die komplexen Herausforderungen einer sich schnell verändernden Arbeitswelt abgestimmt ist. 

Im Hinblick auf den nachhaltigen Transfer des Lehrkonzepts sieht das Projekt eine Ausweitung des Challenge-Based Learning-Ansatzes auf weitere Module in der ingenieurwissenschaftlichen Lehre, insbesondere im Modellstudiengang Product Engineering and Context vor.

Inter- oder transdisziplinäre Challenges an der TH Köln

Gewinnerteam Remote Lab Challenge (Bild: Valérie Varney)

Einmal pro Semester wird ein inter- oder transdisziplinäres Challenge-Angebot durchgeführt, bei dem Studierende der ingenieurwissenschaftlichen Studiengänge an der TH Köln in verschiedenen Modulen die Möglichkeit erhalten, in Projektteams innovative Lösungen für reale gesellschaftliche und globale Herausforderungen zu erarbeiten. Hierbei wechselt das Format semesterweise zwischen einer hochschulinternen Challenge und der deutschlandweiten „Ingenieure ohne Grenzen Challenge“ (IoGC), welche in Kooperation mit der TU Dortmund, der RWTH Aachen, der Bergischen Universität Wuppertal und dem Ingenieure ohne Grenzen e.V. ausgerichtet wird. 

Gewinner:innen der IoGC WS 2023 (Bild: Bianca Griech)

Ausgehend von meist interdisziplinär ausgelegten Fragestellungen, entwickeln studentische Teams Lösungen für existierende gesellschaftliche Herausforderungen, die von einer Fachjury bewertet und je nach Format vom Prototyp bis zur realen Umsetzung weiterentwickelt werden. Im Sinne des „Responsible Engineering“ erleben die Studierenden in diesen praxisnahen Lernszenarien nachhaltiges, eigenständiges und verantwortungsbewusstes Lernen. Im Wintersemester 2022 konnte ein Team der TH Köln den ersten Platz und im Wintersemester 2023 den dritten Platz bei der „Ingenieure ohne Grenzen Challenge“ für sich entscheiden. 

Ansprechpartnerin: Bianca Griech 

FutureING

Im Mixed Reality Game FutureING trainieren Studierende in interaktiven Spielmodulen Kompetenzen im Bereich Projektmanagement, Kommunikation und Teamarbeit und reflektieren ihren Arbeits- und Teamprozess in Coachingsessions mit studentischen Tutor:innen sowie unter Einbindung KI-basierter Coaching-Elemente. Die im Projekt entwickelte FutureING Lernumgebung umfasst das TrainING-Center mit Vorlesungsvideos und interaktiven Inhalten, das AR-Modul zur Planung einer Produktionshalle und Förderung von Planung und Teamarbeit, und das Desktop-Modul zur Entwicklung von Fähigkeiten in Produktmanagement, Wartung und Kommunikation. Der innovative Ansatz der FutureING Lernumgebung wurde bei den internationalen E-Learning Awards 2024 in der Kategorie Blended Learning Experience mit dem Bronze Award ausgezeichnet. 

Ansprechpartnerin: Caroline Dick

Welten der Werkstoffe

Als weiteres Format der gamebasierten Lehre wurde das Point-and-Click-Adventure Welten der Werkstoffe als Flipped Classroom Element entwickelt. Das Spiel richtet sich an Studierende verschiedener ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge sowie an Interessierte der Werkstoffkunde und konfrontiert die Spieler:innen mit unterhaltsamen Herausforderungen, deren Lösung ein grundlegendes Verständnis der Werkstofftechnik erfordert. 

Ansprechpartner: Prof. Dr. Martin Bonnet

Ein weiteres Projekt befasst sich mit der Entwicklung und Evaluation von KI-basierten Coaching-Chatbots und verfolgt das Ziel Reflexions- und Feedbackprozesse zu teilautomatisieren und für große Gruppen zu skalieren. Dabei liegt der Fokus auf dem effektiven, effizienten und sicheren Einsatz von Large Language Modellen zur Gesprächsführung und zur Erzeugung natürlicher Sprache. Durch Feedback aus Feldversuchen sowie Studien unter Laborbedingungen sollen die Chatbots kontinuierlich weiterentwickelt und neue Technologien stetig erprobt werden.

Begleitforschung spielt dabei eine zentrale Rolle: Im Promotionsprojekt von Vanessa Mai sowie weiteren Abschluss- und Studierendenarbeiten werden die Wirksamkeit und beziehungsbildenden Faktoren im Chatbot-Coaching untersucht. 

StudiCoachBot

Der StudiCoachBot unterstützt Studierende mit Prüfungsangst durch lösungs- und ressourcenorientierte Coachingansätze und fördert die Selbstreflexion und das lösungsorientierte Denken in einer bewertungsfreien Umgebung. Er wird in einem interdisziplinären Team von Studierenden, Lehrenden und Coaches aus Psychologie, Maschinenbau, Kommunikationswissenschaft und Informatik entwickelt. Dieser Ansatz unterstützt die Erweiterung von Handlungsmöglichkeiten und die Entwicklung von Strategien im Umgang mit Prüfungsangst. Das übergeordnete Ziel des Chatbot-Coachings ist es, Selbstreflexion und lösungsorientiertes Denken zu fördern. Die Interaktion mit dem StudiCoachBot kann das Coaching mit einem Menschen nicht ersetzen, aber sie bietet Vorteile: Studien zeigen, dass User in Chatbot-Interaktionen eine hohe Bereitschaft zeigen, etwas über sich preiszugeben, weil sie das System als unvoreingenommen und bewertungsfrei wahrnehmen. Der StudiCoachBot wurde mit dem Delina Award 2023 ausgezeichnet. 

Während der StudiInfoBot Studieninteressierten die Möglichkeit bietet, sich bei der Studienfachwahl über die Maschinenbaustudiengänge der F09 zu informieren, zielen der HIP-Bot und der MPEC-Bot auf ein etwas breiteres übergeordnetes Ziel ab. Hierbei geht es darum, Reflexionsprozesse bei den Studierenden anzuregen und zu unterstützen. Der HIP-Bot begleitet interdisziplinäre Projektgruppen bei der Teamarbeit und hilft, Teamprozesse im Laufe der Projektwoche zu reflektieren. Als Prototyp wurde er bereits zweimal in der hochschulweiten Interdisziplinären Projektwoche 2023 eingesetzt. Der MPEC-Bot hingegen wird entwickelt, um einzelne Studierende zu begleiten und sie auf Reflexionen vorzubereiten, die im Verlauf des Bachelor-Studiengangs Maschinenbau - Product Engineering and Context (MPEC) essentiell sind.  

Begleitforschung spielt dabei eine zentrale Rolle: Im Promotionsprojekt von Vanessa Mai sowie weiteren Abschluss- und Studierendenarbeiten werden die Wirksamkeit und beziehungsbildenden Faktoren im Chatbot-Coaching untersucht. 

Ansprechpersonen: Vanessa Mai, Alexander Bauer