Lernmanagement-Systeme mit Konzept einsetzen – Lehrende und Studierende beim Online-Lernen begleiten

Um die Nutzung digitaler Medien in der Lehre zu erleichtern, hat die Hochschule Ostwestfalen-Lippe ein Konzept entwickelt, mit dem Lehrende durch wissenschaftliche und studentische „eTutoren“ und Studierende durch studentische „eMentoren“ bei der Nutzung digitaler Medien im Lehr-/Lernprozess unterstützt werden. Ein zentraler Bestandteil des Modells ist die Nutzung des Learning-Management Systems ILIAS. Im folgenden Beitrag werden auf der Basis einiger grundsätzlicher Überlegungen zur Veränderung der Hochschullehre durch digitale Medien (1) zunächst die Konzepte des eTutoring und eMentoring kurz vorgestellt (2) und dann erläutert, wie das 5-Stufen-Modell für Online-Kurse von Gilly Salmon (3) für die konkreten Bedingungen an der Hochschule OWL angepasst wurde und von den eTutoren und eMentoren zur Unterstützung von Lehrenden und Studierenden genutzt wird (4). Der Beitrag schließt mit einem Fazit der bisherigen Erfahrungen (5).

Bayesian statistics for the calibration of the LISA Pathfinder experiment

The main goal of LISA Path finder (LPF) mission is to estimate the acceleration noise models of the overall LISA Technology Package (LTP) experiment on-board. This will be of crucial importance for the future space-based Gravitational-Wave (GW) detectors, like eLISA. Here, we present the Bayesian analysis framework to process the planned system identification experiments designed for that purpose. In particular, we focus on the analysis strategies to predict the accuracy of the parameters that describe the system in all degrees of freedom. The data sets were generated during the latest operational simulations organised by the data analysis team and this work is part of the LTPDA Matlab toolbox.

„Lernen durch Lehren“ in der Mathematik – Videotutorials und Apps im Praxistest

Das Fach Mathematik stellt Lehrende in vielfältiger Weise vor Herausforderungen: Die Inhalte fallen den meisten Studierenden schwer, die verschiedenen Lerntypen machen sich besonders deutlich bemerkbar und konventionelle Lehrmethoden erfordern hohe Selbstdisziplin, weil der Stoff hier kontinuierlich nachgearbeitet werden muss. Dies äußert sich in hohen Durchfall- und Abbruchquoten in einem Studienfach, das ausgezeichnete Arbeitsplatzchancen in Aussicht stellt und dessen Absolventen in der Wirtschaft und Industrie stark nachgefragt sind. Eine Überlegung, wie dieser Herausforderung zukünftig begegnet werden kann, besteht darin, Studierende mit Hilfe entsprechender Anreize mehr in die Lehrveranstaltungen einzubinden und auf diesem Weg eine tiefergehende Beschäftigung mit den Inhalten zu unterstützen. Dabei soll eine aktive und gleichzeitig im Semesterverlauf kontinuierliche Auseinandersetzung mit den mathematischen Inhalten angeregt und gefördert werden. In diesem Beitrag werden zwei Ideen vorgestellt, die sich an der didaktischen Methode „Lernen durch Lehren“ (LdL) orientieren und die eine Aktivierung sowie eine stärkere thematische Einbindung der Studierenden zum Ziel haben. (DIPF/Orig.)

Entdeckendes Lernen als didaktisches Konzept in einem interdisziplinären Lehr-Lernprogramm zur Statistik

Der Methodenlehre-Baukasten1 ist ein interaktives Lehrprogramm für Methodenlehre und Statistik, das versucht, mithilfe didaktischer Interventionen die Problematik des Phänomens „Statistikangst“, das unter Studierenden der Geistes- und Sozialwissenschaften identifiziert wurde, entgegenzuwirken. Auf dem Konzept des Entdeckenden Lernens basierend, bietet das Lernprogramm den Studierenden die Möglichkeit, anhand realer Forschungsdaten und fachspezifischer Zugänge zu aktuellen wissenschaftlichen Fragestellungen, ihr Verständnis der Statistik und Methodenlehre ausgehend von ihren naiven Konzepten in kleinen kognitiven Schritten hin zu einem wissenschaftlichen Verständnis zu erweitern. Der vorliegende Beitrag stellt zunächst kurz die Struktur des Lernprogramms dar, um im Folgenden auf die didaktischen Konzepte einzugehen, mit denen diesen motivationalen Problemen begegnet wird. Das Beispiel einer Übung konkretisiert die Anwendung des didaktischen Konzepts im Methodenlehre-Baukasten.(DIPF/Orig.)

A noise simulator for eLISA: Migrating LISA Pathfinder knowledge to the eLISA mission

We present a new technical simulator for the eLISA mission, based on state space modeling techniques and developed in MATLAB. This simulator computes the coordinate and velocity over time of each body involved in the constellation, i.e. the spacecraft and its test masses, taking into account the different disturbances and actuations. This allows studying the contribution of instrumental noises and system imperfections on the residual acceleration applied on the TMs, the latter reflecting the performance of the achieved free-fall along the sensitive axis. A preliminary version of the results is presented.

Rezeptions- und produktionsorientiertes Lernen in mediengestützten kollaborativen Szenarien

Jede Lernumgebung muss ein Gleichgewicht von drei Anforderungen sicherstellen: Inhaltsvermittlung, Förderung von Aktivitäten der Studierenden und Unterstützung von lern- und arbeitsbezogenen Interaktionen. Auf dem Hintergrund von Ansätzen zu Task-Technology-Fit und zu Prozessverlusten bei Gruppenleistung wird ein Workflow-basiertes Modell einer Lern- und Arbeitsumgebung für kooperatives und kollaboratives Lernen und Arbeiten in der Psychologie und den empirischen Sozialwissenschaften zur Erreichung dieser Ziele vorgelegt. Es wird gezeigt, wie rezeptionsorientierte Lernvorgänge, die durch Lernprogramme angeregt werden, durch Funktionalitäten von Kooperation ergänzt werden können. Ferner wird gezeigt, wie produktionsorientierte Lernvorgänge durch kollaborative Lernprojekte gefördert werden können, welche die Lern- und Arbeitsschritte in einer studentischen Arbeitsgruppe unterstützen. Die Nutzung eines geteilten Arbeitsbereichs sowohl für Aktivitäten im Lernprogramm als auch im Lernprojekt werden diskutiert.(DIPF/Orig.)

E-Bau: Aktives Lernen und Arbeiten in der Baubranche

UNITRACC, Underground Infrastructure Training and Competence Center, ist eine moderne E-Learning-Lösung mit dem Schwerpunkt Leitungsbau und Leitungsinstandhaltung. Die Zielgruppe stellt die gesamte Breite der in diesem Bereich des Tiefbaus tätigen Personenkreise dar: Facharbeiter, Techniker, Ingenieure in Ingenieurbüros und öffentlichen Verwaltungen, Studierende in Universitäten und Fachhochschulen, Teilnehmer in Aus- und Weiterbildungsinstituten sowie Auszubildende in Berufsschulen. Momentan erfolgen Berufsausbildung, Umschulung und Weiterbildung in der Bauindustrie im Rahmen der Präsenzlehre noch in speziell dafür eingerichteten Ausbildungszentren, Berufsförderungswerken und Berufsschulen. Eine der Zielsetzungen von UNITRACC ist die Entwicklung eines komplementären Angebots, das flexibel und individuell einsetzbar ist und im Hinblick auf Zeit und Kosten die Präsenzausbildung optimiert und ergänzt. Die Möglichkeit der Dezentralisierung des Lernens unterstützt die Bildung von neuen Ausbildungswegen und eine Verselbständigung des Lernens, da eine Integration in den aktiven Arbeits- und Entscheidungsprozess realisiert wird. In jeder Phase des Arbeitslebens wird UNITRACC als Informationszentrale für den Praktiker ein Arbeits- und Hilfswerkzeug sein: in der Ausbildung wie im Studium und in der Fortbildung, so auch in der Berufsausübung und als Kommunikationsplattform zwischen Unternehmen, Universitäten, Schulen und Institutionen.(DIPF/Orig.)

Free-flight experiments in LISA Pathfinder

The LISA Path finder mission will demonstrate the technology of drag-free test masses for use as inertial references in future space-based gravitational wave detectors. To accomplish this, the Path finder spacecraft will perform drag-free flight about a test mass while measuring the acceleration of this primary test mass relative to a second reference test mass. Because the reference test mass is contained within the same spacecraft, it is necessary to apply forces on it to maintain its position and attitude relative to the spacecraft. These forces are a potential source of acceleration noise in the LISA Path finder system that are not present in the full LISA con figuration. While LISA Path finder has been designed to meet it's primary mission requirements in the presence of this noise, recent estimates suggest that the on-orbit performance may be limited by this 'suspension noise'. The drift-mode or free-flight experiments provide an opportunity to mitigate this noise source and further characterize the underlying disturbances that are of interest to the designers of LISA-like instruments. This article provides a high-level overview of these experiments and the methods under development to analyze the resulting data.

LIVE-Fab – CNC-Programmierung und Montageplanung in einer virtuellen Lernfabrik. Konzepte, Grundlagen, Technik, Anwendung

Am Institut für Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation (ifab) Universität Karlsruhe wird zurzeit das Projekt LIVE-Fab (Lernen in der virtuellen Fabrik) gemeinsam mit der Fachhochschule Landshut, Fachbereich Maschinenbau, durchgeführt. Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms „Neue Medien in der Bildung“ gefördert. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines anschaulichen Lehr- und Lernmodells für eine Fabrik als funktionierendes Ganzes. Dazu soll im Rechner eine Modellfabrik mit den Bereichen Wareneingang, Fertigung, Montage und Qualitätssicherung abgebildet werden. Die Fabrik mit ihren Anlagen (Maschinen, Transportsysteme etc.) und Materialflüsse soll in einem 3D-Modell visuell erfassbar sein. Die Grundlagen zur Schaffung einer virtuell funktionierenden Produktion einschließlich Anlagenplanung, Arbeitsvorbereitung, die Mechanismen, Kundenbestellungen und Qualitätsmanagement sollen in einzelnen Fallstudien den Studierenden vermittelt werden. Den Studierenden aus den Fachbereichen Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Elektrotechnik und Betriebswirtschaft mit technischer Ausrichtung soll mit der virtuellen Fabrik ein Werkzeug an die Hand gegeben werden, mit dem sie die komplexen, ineinander verzahnten Vorgänge eines Produktionsprozesses besser verstehen lernen. Dies bedeutet, dass in der virtuellen Fabrik die inhaltlichen Aspekte mehrerer vorgelagerter Vorlesungen kombiniert werden und dadurch ein Verbund zum Verständnis der Produktionsprozesse geschaffen wird.(DIPF/Orig.)

Interaktives Präsentieren und kooperatives Modellieren. Szenarien akademischen Lehrens und Lernens in Informatik und Naturwissenschaften

Ausgehend von einem handlungsorientierten Medienbegriff werden in diesem Artikel neue Einsatzformen digitaler Medien in der Lehre thematisiert. Dabei spielen Hardware-Voraussetzungen wie berührungsempfindliche Bildschirme oder Funknetzwerke ebenso eine Rolle wie eine Reihe innovativer Softwarewerkzeuge, die insbesondere interaktiv-kooperative Szenarien unterstützen. Praktische Erfahrungen mit diesen Werkzeugen wurden in der akademischen Lehre an der Universität Duisburg-Essen sowie im schulischen Einsatz im Umfeld eines EU-Projektes gesammelt.(DIPF/Orig.)

In-flight thermal experiments for LISA Pathfinder: Simulating temperature noise at the Inertial Sensors

Thermal Diagnostics experiments to be carried out on board LISA Pathfinder (LPF) will yield a detailed characterisation of how temperature fluctuations affect the LTP (LISA Technology Package) instrument performance, a crucial information for future space based gravitational wave detectors as the proposed eLISA. Amongst them, the study of temperature gradient fluctuations around the test masses of the Inertial Sensors will provide as well information regarding the contribution of the Brownian noise, which is expected to limit the LTP sensitivity at frequencies close to 1mHz during some LTP experiments. In this paper we report on how these kind of Thermal Diagnostics experiments were simulated in the last LPF Simulation Campaign (November, 2013) involving all the LPF Data Analysis team and using an end-to-end simulator of the whole spacecraft. Such simulation campaign was conducted under the framework of the preparation for LPF operations.

Multimediale, interaktive und patientennahe Lehrszenarien in der medizinischen Ausbildung

MeduMobile ist ein im Rahmen der Ausschreibung „Notebook-University“ vom bmb+f gefördertes Projekt. Ziel des Projektes ist es, die Ausbildung am Krankenbett im Medizinstudium zu verbessern, indem bestimmte Lehrveranstaltungen mit Hilfe von WLAN und Notebook ubiquitär auf dem Campus verfügbar gemacht werden. Hierzu werden neue, so genannte OnCall-Lehrszenarien entwickelt und erprobt, bei denen die auf Abruf bereit stehenden Medizinstudierenden alarmiert und zur Teilnahme gebeten werden, wenn akute und/oder seltene Fälle in die Klinik eingeliefert werden. Die Studierenden nehmen aktiv an den vielfach interdisziplinären Lehrveranstaltungen teil. Der Unterricht findet vor, während und nach der Live-Session statt. Der Hochschullehrer und die Studierenden können den Fall gemeinsam besprechen und die Diagnose bzw. Therapie u.a. an Hand bildgebender Verfahren (CT, Mikroskop, Röntgen, Ultraschall, ...) erarbeiten. Parallel dazu können die Studierenden Lehrmaterialen aus multimedialen Datenbanken, Medline und Internet nutzen sowie eigene Videokonferenzen für die Gruppenarbeit einsetzen. Eine solche Lehrveranstaltung kann somit mehrere didaktische Elemente beinhalten: instruktives, konstruktives, kognitives und kooperatives Lernen. An der Erprobung nehmen etwa 80 Studierende an Veranstaltungen aus 8 Fachgebieten teil. Es werden Studien zur Evaluation des didaktischen Mehrwerts sowie technischer und organisatorischer Qualität durchgeführt. Endgültige Ergebnisse werden Ende 2003 vorliegen.(DIPF/Orig.)

M-Learning im Notebook-Seminar

Das Notebook-Seminar stellte ein M-Learning-Szenario dar, welches durch die Integration des Notebooks in die Lehre eine Verbesserung derselben erwirken soll. Methodischer Schwerpunkt ist das projektorientierte Lernen, welches neben der Vermittlung von Fachinhalten zum Ziel hat, auch fachübergreifende Kompetenzen zu vermitteln. Auf Basis einer ein Semester umfassenden Projektaufgabe werden bestimmte Lernhandlungen von den Studierenden absolviert. Diese Lernhandlungen fassen bestimmte Lernziele, die in Fach-, Methoden und Sozialkompetenz aufgeteilt sind. Das Paper beleuchtet Aspekte des M-Learnings und konzipiert vor diesem Hintergrund das Notebook-Seminar. Danach wird das in die Praxis umgesetzte Konzept vorgestellt und die gemachten Erfahrungen, sowie die Ergebnisse der Evaluation diskutiert.(DIPF/Orig.)

Transportable setup for amplifier phase fidelity measurements

One possible laser source for the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) consists of an Ytterbium-doped fiber amplifier originally developed for inter-satellite communication, seeded by the laser used for the technology demonstrator mission LISA Pathfinder. LISA needs to transmit clock information between its three spacecraft to correct for phase noise between the clocks on the individual spacecraft. For this purpose phase modulation sidebands at GHz frequencies will be imprinted on the laser beams between spacecraft. Differential phase noise between the carrier and a sideband introduced within the optical chain must be very low. We report on a transportable setup to measure the phase fidelity of optical amplifiers.

Das Labor im Rucksack – mobile computing in der psychologischen Grundlagenausbildung

Mobile Notebooks, die einen campusweiten Zugriff auf das Hochschulnetzwerk erlauben, eröffnen neue Möglichkeiten der Integration netzbasierter Ressourcen in die reguläre Lehre. Es wird über Entwicklung und gebündelten Einsatz netzbasierter Tools in der psychologischen Grundlagenausbildung berichtet. Spezifische Funktionalitäten mobiler Notebooks wurden in vielfältigen Anwendungen – von Online-Feedback-Instrumenten bis zum virtuellen Experimentallabor – zur Förderung von Lehr-Lern-Prozessen nutzbar gemacht. Sie fördern die individuelle Wissenskonstruktion, indem sie selbstreguliertes und kooperatives Lernen vernetzen, unmittelbares Feedback gewährleisten sowie darüber hinaus die Entwicklung sozialer Bezugsnormen unterstützen. So schaffen sie einen Rahmen, in dem die Studierenden – dem Cognitive Apprenticeship Ansatz folgend – auf ihrem Weg in die wissenschaftliche Community experimentell arbeitender Psychologen von Mitlernenden und Lehrenden unterstützt werden. Innerhalb nur eines Semesters konnten mobile Notebooks und netzbasierte Tools erfolgreich in die reguläre Lehre integriert werden. Die kognitiven und affektiven Grundlagen einer nachhaltigen Verbesserung der Lehr-Lern-Qualität durch den Einsatz derartiger Instrumente werden diskutiert.(DIPF/Orig.)