Folgt man Empfehlungen des Wissenschaftsrates, ist die Ausgestaltung der Lehre unter Einsatz digitaler Medien stärker an selbst- und eigenverantwortlichen Lernformaten auszurichten und die Lehrenden an Hochschulen vollziehen einen Rollenwechsel von der Wissensvermittlung zur Lernbegleitung.

Im Modul 'Algorithmen und Datenstrukturen' der Bachelor-Informatikstudiengänge an der Hochschule Osnabrück wird dieser Rollenwechsel durch eine Kombination des Inverted Classroom Modelles mit der Scrum-Methodik vollzogen. Hierbei sind die Studierenden angehalten, sich die fachlichen Inhalte des Moduls auf der elektronischen Lernplattform mithilfe von Videoaufzeichnungen, digitalem Skript und interaktiven Übungseinheiten selbstständig zu erarbeiten. Die durch den Wegfall der klassischen Vorlesung in Präsenz freigewordene Zeit wird zur Beantwortung von Fragen, Diskussionen, Hörsaal-Quizze zur Selbstreflexion oder der Aufarbeitung des erlernten Stoffes umgenutzt. Die Studierenden sind dabei in Bezug auf die Inhalte der Veranstaltungen federführend und gestalten sich ihre individuellen Lernprozesse.

Theorie und Praxisteile der Veranstaltungen werden analog zur Scrum-Methodik in sog. 'Sprints' von zwei bis drei Wochen Dauer bearbeitet. Hierzu arbeiten die Studierenden selbstständig in Gruppen von drei bis vier Personen. Die Aufgaben sind in den Kontext einer eigens für das Modul entwickelten virtuellen Betriebssystemumgebung 'HSOS' eingebettet, die es ermöglicht, das in der Theorie erlernte Wissen in einem praxisorientierten Kontext anzuwenden und bauen inhaltlich aufeinander auf. Das entsprechende Softwareprojekt wird den Studierenden hierzu in Form eines GitLab-Repositories zur Verfügung gestellt. Die Verwendung von Git mit einem zugehörigem Code-Repository und integrierten Test-Routinen entspricht einer realitätsnahen Vorgehensweise, wie sie in der Softwareentwicklung zurzeit allgemein gängige Praxis ist.

Um den wirkungsvollen Einsatz solcher Sprints erlebbar zu machen, werden wir im Rahmen des Beitrages diese Sprint-Zyklen in kompakter Form mit allen Phasen von der Planung bis zur Retrospektive durchlaufen und die dabei gemachten Erfahrungen diskutieren.

Mit sorgfältig strukturierten Arbeitsblättern, die Studierenden anhand konkreter Problemstellungen helfen, schwierige Konzepte im MINT-Bereich zu verstehen, lässt sich der Lernerfolg nachweisbar steigern. Dies trifft besonders dann zu, wenn die Materialien bekannte Verständnisschwierigkeiten berücksichtigen und von den Studierenden in Kleingruppen mit Unterstützung durch eine Lehrperson bearbeitet werden können.

Derartige Materialien wurden in den 1990er-Jahren an der University of Washington für Grundlagenvorlesungen der Physik entwickelt, an verschiedenen amerikanischen Universitäten eingesetzt und getestet, und unter dem Namen Tutorials in Introductory Physics veröffentlicht. Nach diesem Vorbild entwickeln wir an der TU Hamburg ähnliche Arbeitsblätter für Grundlagenfächer im ingenieurwissenschaftlichen Studium. Die Tutorien zur Elektrotechnik (zu Gleich- und Wechselstromsystemen) sowie die Tutorien zur Technischen Mechanik (zur Statik, Elastostatik und Kinetik) sind bereits erschienen und weitere Themen sind in Arbeit.

In diesem Workshop erhalten die Teilnehmenden Gelegenheit, Ausschnitte aus einzelnen Tutorials aus der Lernendenperspektive kennenzulernen, indem sie diese in Kleingruppen bearbeiten. Darüber hinaus werden wesentliche Aspekte der Arbeitsblätter diskutiert, ihre Entwicklung skizziert und empirische Ergebnisse über ihre Wirksamkeit kurz vorgestellt.

Fragen der Teilnehmenden zum sinnvollen Einsatz der Materialien sollen gesammelt und in dem anschließenden Beitrag „Forschungsbasierte Lernmaterialien für Konzeptverständnis 2: Tutorials in der Lehre einsetzen (Erfahrungsberichte und Podiumsdiskussion)“ diskutiert werden.

Mit sorgfältig strukturierten Arbeitsblättern, die Studierenden anhand konkreter Problemstellungen helfen, schwierige Konzepte im MINT-Bereich zu verstehen, lässt sich der Lernerfolg nachweisbar steigern. Dies trifft besonders dann zu, wenn die Materialien bekannte Verständnisschwierigkeiten berücksichtigen und von den Studierenden in Kleingruppen mit Unterstützung durch eine Lehrperson bearbeitet werden können.

Derartige Materialien wurden in den 1990er-Jahren an der University of Washington für Grundlagenvorlesungen der Physik entwickelt, an verschiedenen amerikanischen Universitäten eingesetzt und getestet und unter dem Namen Tutorials in Introductory Physics veröffentlicht. Nach diesem Vorbild entwickeln wir an der TU Hamburg ähnliche Materialien für Grundlagenfächer im Ingenieurwissenschaftlichen Studium. Die Tutorien zur Elektrotechnik (zu Gleich- und Wechselstromsystemen) sowie die Tutorien zur Technischen Mechanik (zur Statik, Elastostatik und Kinetik) sind bereits erschienen und weitere Themen sind in Arbeit.

Der vorausgehende Beitrag „Forschungsbasierte Lernmaterialien für Konzeptverständnis 1: Tutorials kennenlernen (Workshop)“ bietet den Teilnehmenden die Gelegenheit, sich anhand von Beispielen mit den Materialien vertraut zu machen.

Im gegenwärtigen Beitrag berichten Lehrende über den Einsatz derTutorials in den Fächern Physik, Elektrotechnik und Mechanik an deutschen Hochschulen und Universitäten. Zudem werden Forschungsergebnisse über die Wirksamkeit der Materialien kurz vorgestellt. Im Anschluss daran werden in einer Podiumsdiskussion Bedingungen für einen erfolgreichen Einsatz der Materialien diskutiert und Fragen aus dem Publikum (auch aus dem vorangegangenen Workshop) beantwortet.