Prototypen im 3D Druck – Studierende nutzen “Learning Lab” Know-How für ihre Bachelorarbeiten

Beitrag von Prof. Dr. Joachim Günther (HM)

Auch wenn seit März 2020 wegen der Corona-Rahmenbedingungen leider keine weiteren POW-Workshops (Print your own world) im Rahmen des Learning Labs durchgeführt werden konnten, verwendeten Studierende ihr praktisches Wissen, um Produkte zu realisieren. Die in Abbildung 1 – 3 gezeigten Funktionsmodelle und Prototypen entstanden in Rahmen von Bachelorarbeiten.

Wichtig vor dem Bau von Prototypen ist die Entscheidung, welche Komponenten von Prototypen gedruckt werden und welche man schneller und kostengünstiger im Baumarkt beschaffen kann (z.B. Wellen aus Rundholz und Stahlstifte).

Abbildung 1: Kardangelenk, das Rotation und Drehmoment von einer Antriebswelle zu einer Abtriebswelle übertragen kann, auch wenn die beiden Wellen winklig zueinander stehen.

Im Folgenden werden zwei mechanische Funktionsmodelle mit 3D-gedruckten Komponenten kurz vorgestellt.

Abbildung 2: Funktionsmodell mit zwei Kardangelenken, die nacheinander angeordnet sind. So lässt sich Drehmoment zwischen Wellen, die Achsversatz aufweisen, übertragen. Eine typische Anwendung im Maschinenbau.
Abbildung 3: Getriebestufe aus einem Bolzenrad und einem Keilrad. Derartige einfache Getriebe wurden im Mittelalter im Antriebsstrang von wasserbetriebenen Mühlen verwendet.

Die Bachelorarbeiten werden von Prof. Dr. Joachim Günther (Hochschule München, Fakultät 09, Wirtschaftsingenierwesen) betreut. Für weitere Informationen sprechen Sie mich gerne an.

Evolution des Learning Labs: “HAT virtuell” – vom Präsenz- zum virtuellen Workshop

Der Name: Learning Lab.
Die Idee: haptische Technologie-Erfahrung in Kleingruppen.
Das Szenario: 1 Raum, 1 Dozent, 25 Studierende.

So sah die Situation noch vor einigen Monaten aus.

Die Covid-19-Pandemie stellte das Learning Lab und mit ihm die Professoren Dr. Holger Günzel und Dr. Lars Brehm von der Hochschule München vor die Aufgabe, die Workshops des Learning Lab Online-tauglich zu adaptieren.

Mitte 2020 zog der erste Stream – DBF (Digital Business Foundation) – erfolgreich in die Virtualität und ermöglichte Studierenden aus allen Teilen der Erde eine Teilnahme. Diese Erfolgsgeschichte wurde im Oktober fortgesetzt: Der Workshop HAT (Home Automation mit Internet of Things) gibt sein erfolgreiches Online-Debüt mit 50 Studierenden.

Dazu wurden die folgenden Workshop-Komponenten angepasst:

KomponenteOn-Site-FormatVirtuelles Format
Hardware-PlattformRaspberry PiAWS Linux Server :
verwaltet per Terraform
Sensoren & OutputSense-HATTrinket: Browserbasiert
Sense-HAT Simulation
Node-REDNode-RED mit
Sense-HAT
Node-RED mit
Sense-HAT Simulator
Arbeiten in KleingruppenLerninselnZoom-Breakouts
Gemeinsames Schreiben Post-ItsNuclino-Arbeitsraum
Komponenten des On-Site vs. virtuellen Learning Lab Formates
Nuclino Central Hub
Terraform

Übrigens: Die Assignments des virtuellen Workshop-Formats und die Terraform-Skripte sind natürlich in der Community offen verfügbar und laden zum Nachmachen ein.

Erstsemesterstudierende der FHWS testen Learning Lab

Gastbeitrag von Dipl.-Soz. Florian Aschinger (FHWS):

Zu Semesterbeginn am 1. und 2.Okt. 2020 begrüßte die Fakultät Maschinenbau der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg & Schweinfurt (FHWS: www.fhws.de) 71 Studienanfängerinnen und -anfänger. Trotz Corona konnten die Einführungstage unter Einhaltung strenger Hygiene- und Infektionsschutzmaßnahmen vor Ort an der Hochschule durchgeführt werden. Das spannende Veranstaltungsprogramm beinhaltete auch mehrere dreistündige Workshops, bei welchen folgende Learning Lab Streams zum Einsatz kamen:

Semesterstart in Corona-Zeiten: Studierende mit Abstand in der Aula (Foto: Stefan Kuhn)

Die Streams werden im Rahmen des Projekts BEST-FIT von der Projektgruppe „Prophet“ (Projekt- und kompetenzorientierte Eingangsphase technischer Studiengänge, BEST-FIT/Prophet) zur Förderung von Kompetenzen für die digitale Arbeitswelt eingesetzt – zunächst pilotartig im Bachelor Maschinenbau.

Für den Einsatz bei den Einführungstagen wurden die Streams etwas gekürzt und die Studierenden konnten sich vorab per Online-Wahl für einen der Workshops entscheiden. Insgesamt fanden sechs parallele Workshops statt: DTE, LC2 und APP wurden jeweils einmal, POW in zwei Räumen angeboten; zusätzlich gab es die Lerneinheit „BDT – Basic Digital Technologies“, in welcher Experimente mit dem Raspberry Pi und dem Elegoo Uno Starter Kit durchgeführt wurden. Die Studierenden arbeiteten in 2er- oder 3er-Teams (mit Maske) selbständig anhand der Aufgabenstellungen (sog. Assignments). Das Team von BEST-FIT/Prophet sowie Mitarbeitende der Fakultät Maschinenbau waren als Coaches vor Ort.

Der Einsatz der Streams war eine gute Abwechslung und ermöglichte einen projekt- und kompetenzorientierten Start ins Studium. Seitens der Studierenden bestätigte sich der positive Eindruck auch in der abschließenden Evaluation: 89% der Teilnehmenden bewerteten ihren Workshop mit „gut“ oder „sehr gut“; die ebenfalls erfassten Verbesserungsvorschläge helfen bei der Weiterentwicklung des Angebotes.

Gestartet: virtuelle Variante des Workshops “Digital Business Foundation”

Studierende, die in kleinen Gruppen nebeneinander an einem Tisch sitzen, anregende Diskussionen untereinander und mit dem Dozierenden, ein über-die-Schulter-Schauen … diese Normalität des Hochschulbetriebs ist auf Grund der Covid-19 Situation derzeit nicht möglich. Neue Lehr- und Lern-Möglichkeiten sind gefragt, die Präsenzformate ersetzen und Distanzen überbrücken.

Auch das Learning Lab, dessen Mittelpunkt die haptische Technologie-Erfahrung in Kleingruppen ist, musste sich dieser Herausforderung stellen. Die Lösung: die Teams “treffen” sich online per Video in Zoom Break-out Sessions. Ergänzend wird die Plattform Nuclino für das kollaborative Schreiben und den Informationsaustausch genutzt – normalerweise übernehmen Post-its, beschreibbare Tische, Flipcharts und Diskussionen diese Arbeitsschritte. Anstelle der Raspberry Pis als lokale WordPress-Server, wird jetzt ein Linux-Server pro Studierendenteam aus der AWS Cloud (Amazon Web Services) verwendet.

Linux-Server für die Studierenden-Teams auf AWS

Die notwendigen Linux-Server werden nicht einzeln per Hand, sondern per Script mit Terraform automatisiert aufgesetzt. Auf diese Weise ist die Infrastruktur sehr leicht anpassbar & skalierbar (z.B. für 10 und mehr Teams) und “auf Knopfdruck” zu starten und zu stoppen – und spart damit Kosten.

Terraform zur automatisierten Erstellung der Linux-Server

Mit diesen technischen Voraussetzungen ist der Learning Lab Workshop “Digital Business Foundation” (DBF) in den virtuellen Raum “umgezogen” und eine Gruppenarbeit auf Distanz analog zum bisherigen didaktischen Ansatz des Learning Labs erfolgreich möglich.

Übrigens: Die neue Variante der betroffenen Assignments und die Terraform-Skripte sind natürlich in der Community offen verfügbar und laden zum Nachmachen ein.

Artikel “Digitale Kompetenzen innovativ vermitteln” im Magazin “mbl – Münchner Business Lounge” erschienen

Der Artikel “Digitale Kompetenzen innovativ vermitteln” ist im Fakultätsmagazin “mbl – Münchner Business Lounge” im Januar 2020 erschienen. Das Magazin mbl wird von der Fakultät für Betriebswirtschaft (FK10) der Hochschule München veröffentlicht und berichtet über aktuelle Themen der Fakultät in Forschung und Lehre.

Unser Artikel beschreibt kompakt den aktuellen Stand des Learning Labs und gibt einen Überblick über Konzept, Lernziele und die einzelnen Streams. Zudem werden Beispiele für der Integration eines Learning Lab Workshop-Tages in konkrete Lehrmodule aufgezeigt.

Brehm, Lars; Günzel, Holger (2020) “Digitale Kompetenzen innovativ vermitteln”, mbl – Münchner Business Lounge, January, S. 64–69. https://t1p.de/mbl2020