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Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) hat einen festen Platz im deutschen Bildungssystem gefunden. BNE setzt sich die Ziele, Lernende zu informierten und verantwortungsbewussten Konsumenten zu befähigen sowie sie darauf vorzubereiten und das eigene Verhalten sowie das Verhalten anderer kritisch zu reflektieren. Der Nachhaltigkeitsbegriff von BNE orientiert sich hierbei an den drei Perspektiven, Soziales, Ökonomisches und Ökologisches, und an deren Wechselwirkungen untereinander.
Um Lernenden Nachhaltigkeitsthemen nach der Definition von BNE zu vermitteln, bieten sich Photovoltaik-Systeme (PV), vor allem in Off-Grid-Ausführungen, an, da sie aufgrund ihrer Eigenschaften als erneuerbare Energieerzeuger einen rücksichtsvolleren Umgang mit den vorhandenen Ressourcen fordern, Reflexion des eigenen Verhaltens anregen und sich in verschiedenen Situationen unter den drei Perspektiven der Nachhaltigkeit betrachten lassen.
Für eine Projektarbeit an allgemeinbildenden sowie beruflichen Schulen wurde außerhalb dieser Arbeit ein Off-Grid-PV-System entworfen, anhand dessen Lernende Fragestellungen der elektrischen Energieerzeugung aus Sonneneinstrahlung sowie allgemeine Nachhaltigkeitsthemen erforschen. Das didaktische Konzept zur Begleitung des PV-Systems wurde anhand von den Anforderungen der BNE entwickelt und gliedert sich in die Bereiche einleitende Workshops, Lern- und Arbeitsmaterial, weiterführendes Material sowie einen abschließenden Workshop zur Reflexion des erlernten. Die getroffenen Entscheidungen im Bereich der Technik sowie des Lehr-Lern-Materials werden jeweils didaktisch begründet.
Die Digitalisierung der Hochschullehre schreitet aktuell weiter voran. Mit dem Beginn der Corona-Pandemie und den Einschränkungen im öffentlichen Raum sind Studierende als auch Lehrende auf alternative Lehrmethoden angewiesen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, zu beantworten, inwiefern eine E-Lerning Anwendung unter Verwendung von Gamification Elementen realisiert werden kann. Zur Konzeption und Programmierung eines Prototypen und zur Generierung und Aufbereitung von Lehrinhalten unter Berücksichtigung mediendidaktischer Aspekte, wurde einen Laborversuch aus dem Bereich der Elektrotechnik zurückgegriffen. Zur Extraktion der Informationen wurden die Component Display Theorie und die Elaborationstheorie genutzt.
Anhand der gesammelten Lehrinhalte wurden mithilfe des Octalysis-Frameworks passende Gamification Elemente gewählt. Insbesondere wurden hier die positiven Motivatoren gewählt, in Kombination mit einem ausgewogenen Verhältnis zwischen intrinsischen und extrinsischen Antrieben.
Im Bereich der Schaltungsssimulation wurde auf das Open Source Projekt Spice-Sharp zugegriffen, welches auf der SPICE Bibliothek basiert.
Abschließend wurde die Unity Engine für die Realisierung des Prototyps verwendet. Mit diesem wird ein Grundlagenversuch aus der Elektrotechnik simuliert.
Als deutliche Erkenntnis zeigt sich, dass das Octalysis-Framework sinnvolle Spielelemente im Zusammenhang mit einer E-Learning Anwendung liefert.
Eine weitergehende Forschung im Bereich der Gamification von Simulationssoftware könnte mit einer Evaluation der vorgeschlagenen Spielelemente problemlos fortgeführt werden.
Im Jahre 2010 bot die Hochschule Offenburg ein Medizintechnikstudium mit dem Schwerpunkt ’Kardiologie, Elektrophysiologie und elektronische kardiologische Implantate’ als Bachelor- und später auch Masterstudiengang an. Ziel des auf diesen Schwerpunkt ausgelegten didaktischen Lehrkonzeptes ist die Vermittlung sofort anwendungsbereiten theoretischen Wissens und praktischen Könnens, welches die Absolventinnen und Absolventen in ihrer künftigen Berufsausübung in der Industrie oder als technische Partner der behandelnden Ärztinnen und Ärzte in hochspezialisierten klinischen Einrichtungen benötigen.
Aufgrund fehlender kommerzieller Angebote ist zur Umsetzung dieses Lehrkonzeptes die ingenieurtechnische Realisierung geeigneter Lehrmittel zwingend erforderlich. Dies betrifft die hard- und softwareseitige Erstellung visueller Demonstrationsmöglichkeiten für pathologische und implantatinduzierte Herzrhythmen, sowie die synthetische Bereitstellung originalgetreuer elektrokardiographischer Ableitsignale aus der klinischen Routine. Des Weiteren den Aufbau von in-vitro Trainingssystemen zu Therapien mit elektronischen kardiologischen Implantaten sowie zur Hochfrequenz-Katheterablation.
Insbesondere die Wahlfächer ’Programmierung von Herzschrittmachern’ und ‚Programmierung von Defibrillatoren’, deren Besuch den Teilnehmenden einen besonders raschen Berufseinstieg ermöglichen sollte, wurden in didaktischer Hinsicht in engem Bezug zum 4-Komponenten-Instruktionsdesign-Modell der Lehre gestaltet.
Durch den kontinuierlichen Einsatz der Instrumente der formativen Evaluation gelangen sowohl deutliche Verbesserungen am Gesamtkonzept der Lehrveranstaltungen als auch an den dort eingesetzten, selbst realisierten Lösungen des benannten speziellen Lehr- und Trainingsequipments.
Eine summative Evaluation des Lehrkonzeptes ist aufgrund seines Alleinstellungsmerkmals schwierig. Aus diesem Grund erschien die quantitative Prüfung des Einflusses eines Besuchs des praktisch orientierten Wahlfachs ’Programmierung von Herzschrittmachern’ auf die Note der kombinierten Abschlussklausur in den Fächern ’Elektrokardiographie’ und ’Elektrostimulation’ sinnvoll. In diese Evaluation eingeschlossen wurde eine Kohorte von 221 Studierenden, 76 Frauen und 145 Männer, von denen 93 am Wahlfach nicht teilnahmen und 128 die es besucht hatten.
Über 7 zusammengefasste Studienjahre zeigte sich, dass die praktische Ausbildung im Wahlfach ’Programmierung von Herzschrittmachern’ das Leistungsniveau der Studierenden der Medizintechnik in der kombinierten Abschlussprüfung ’Elektrokardiographie und Elektrostimulation’ deutlich beeinflusste.
Das im Rahmen dieser Arbeit mitgestaltete Lehrkonzept, die realisierten Lehrmaterialien und Lehrumgebungen wurden im Bachelor- und Masterstudiengang der Medizintechnik an der Hochschule Offenburg in den Praktika, Seminaren und Vorlesungen des Schwerpunktes ’Kardiologie, Elektrophysiologie und elektronische kardiologische Implantate’ vielfältig genutzt. Sie ermöglichten die Gestaltung interaktiver praktischer Weiterbildungsveranstaltungen für ärztliches und mittleres medizinisches Personal und für auf diesen Gebieten tätige medizintechnische Firmen.
Mit Hilfe eines Präzisionsmessplatzes soll es ermöglicht werden, automatisierte Tests mit optischen Distanzsensoren der Firma SICK durchzuführen. Hierbei handelt es sich um applikationsbezogene Vergleichsmessungen. Für die Realisierung einer erweiterbaren, automatischen Ansteuerung wird mit LabVIEW eine Software entwickelt, die unterschiedliche Distanzsensoren für Displacement Anwendungen (kurze Reichweite) einbindet. Zur Bewertung von Sensoren werden unterschiedliche Messmodi bereitgestellt. Hierbei werden motorisierte Linearachsen angesteuert, wodurch dynamische 2D-, bzw. 3D Messungen von unterschiedlichen Materialproben ermöglicht werden. Außerdem können Messergebnisse verschiedener Materialproben visuell verglichen werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, aufgenommene Messdaten zu exportieren.
Mit der realisierten Ansteuerungssoftware ist es möglich, in Zukunft Mitarbeiter der global agierenden Sales & Service Units ressourcenschonend und in einem anwendungsbezogenen Kontext in die Benutzung und Bewertung von Dis-placementsensoren einzuarbeiten. Für diese Maßnahme der betrieblichen Weiterbildung ist eine Lerneinheit konzipiert. Hier geht es hauptsächlich darum, dass Mitarbeiter die Eigenschaften und Konfigurationsmöglichkeiten von Displacementsensoren verstehen und für unterschiedliche Testobjekte anwenden. Für die Lerneinheit sind Unterrichtsmaterialien erstellt sowie ein vollständiger Unterrichtsentwurf erarbeitet. Der Unterrichtsentwurf orientiert sich an dem Perspektivenschema nach Klafki (vgl. 1994, S. 270ff.).
Das Unternehmen Coca-Cola mit ihrem Slogan „Mach dir Freude auf“ oder der Automobilkonzern Audi mit ihrem Leitspruch „Vorsprung durch Technik“ sind Marken mit weltweitem Bekanntheitsgrad. Der Begriff Marke wird durch diese und noch weitere bekannte Unternehmungen in erster Linie mit dem Konkurrenzmarkt von Konsumgütern verknüpft und weniger mit Einrichtungen aus dem Bildungsbereich, wie beispielsweise einer Hochschule. Die beiden Begrifflichkeiten Marke und Hochschule wachsen jedoch nach der Strukturreform der Hochschulen mehr und mehr zusammen. Die Hochschulen befinden sich in einer Reform, die Veränderungen in ihrer Organisation und in ihrem Gesamtauftritt, mit sich bringt. Anlässlich des 50. Jubiläums der Hochschule Offenburg im Mai 2014, soll im Rahmen dieser Arbeit ein Blick auf die Außenwirkung und das Erscheinungsbild der Hochschule geworfen werden. Dabei wird die Hochschule als Marke sowie eine Logoentwicklung im Fokus stehen.
Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist eine Webanwendung, die als Lernhilfe für die Grundlagen des algorithmischen Denkens und Arbeitens dienen soll. Das Erstellen eines Struktogramms (Nassi-Shneiderman-Diagramm) dient in vielen Vorlesungen und Unterrichten, die sich mit den Grundlagen der Informatik beschäftigen, als Mittel der Darstellung eines Algorithmus. Hierfür bestehen die unterschiedlichsten Editoren. Dabei handelt es sich um PC- oder Webanwendungen, welche hauptsächlich in Java realisiert sind. Diese Thesis beschäftigt sich mit der Erstellung eines webbasierten Tools, das es ermöglicht, ein solches Struktogramm zu erstellen und auch auf Funktion zu testen. Hierbei steht jedoch nicht nur die reine Ausführbarkeit, sondern auch der didaktische Nutzen im Vordergrund. Ziel ist es, mit der Anwendung die Studierenden des ersten Semesters des Studiengangs Medien und Informationswesen bei allen Vorgaben, die das Struktogramm betreffen, zu unterstützen. Die Ausführbarkeit des Struktogrammes ist hierbei eine wichtige Hilfe um eigene Fehler zu erkennen und zu verstehen. Umgesetzt wird die Anwendung mit dem interaktiven SVG-Format. Dabei handelt es sich um vektorbasierte Grafiken, die über JavaScript interaktiv gestaltet werden können. Die Arbeit enthält zudem eine gründliche Recherche über vergleichbare Anwendungen, deren Vor- und Nachteile sowie einen Vergleich untereinander. Aus den Resultaten der Vergleiche sowie weiterer Recherche im Bereich der Didaktik werden die Anforderungen an ein entsprechendes Hilfsmittel erfasst und aufgestellt. Nach der Konzeptionierung wird ein Prototyp erstellt und eine erste Evaluierung durchgeführt. Schlussendlich folgt eine Zusammenfassung und ein Ausblick.