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Der Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) verschiedener teiltransparenter,
gebäudeintegrierbarer Photovoltaik-Module wurde
mit und ohne Entnahme elektrischer Leistung kalorimetrisch gemessen.
Durch die Leistungsentnahme sinkt die Oberflächentemperatur
des Moduls um bis zu 4 K. Gleichzeitig reduziert sich der
g-Wert aufgrund der geringeren sekundären Wärmeabgabe. Die
Größe der Abnahme hängt von der entnommenen Leistung ab
und stimmt sehr gut mit einem einfachen, auf dem Energiesatz
basierenden Rechenmodell überein.
The 12th International Conference on Physics Teaching in Engineering Education (PTEE 2024) took place from 15th to 17th of May, 2024 at TH Rosenheim. This “Program and Abstracts” contains the conference time schedule as well as the abstracts and video links of the 3 keynotes and the abstracts of the 46 contributions. The contributions cover actual themes in teaching engineers at universities and universities of applied sciences. Among others they are related to: SoTL (Scholarship of Teaching and Learning), influence of the pandemic on teaching, artificial intelligence in learning and teaching including learning analytics, and innovative concepts for lectures and labs in physics and engineering subjects.
Studierendenzentrierte und aktivierende Physiklehre an Hochschulen kann durch eine spezielle Raumgestaltung besonders unterstützt werden. In den SCALE-UP-Lehrräumen der TH Rosenheim (SCALE-UP ist das Akronym für student-centered active learning environment for upside-down pedagogies, Beichner et al., 2007) arbeiten Studierende an runden Gruppentischen in 2-3er Teams an anspruchsvollen Aufgaben, die an fachdidaktischer Forschung, insbesondere der Physics Education Research, orientiert sind. Dabei werden u.a. Lernaktivitäten wie Peer Instruction, Whiteboards, Tutorial-Arbeitsblätter (McDermott & Shaffer, 2002) und kleinere Experimente eingesetzt. Während so die reine Vorlesungszeit auf ein Minimum reduziert wird, findet die Hinführung zum Inhalt in der studentischen Vorbereitungszeit gemäß dem Just-in-Time Teaching Lehrformat statt.
Im Beitrag wird das umgesetzte SCALE-UP Raum- und Lehrkonzept vorgestellt und Ergebnisse aus Lehrveranstaltungsbeobachtungen im Hinblick auf das kognitive Engagement im Rahmen des ICAP-Modells (Chi & Wylie, 2014) präsentiert. Es zeigt sich, dass die Studierenden mehr als zwei Drittel der Präsenzzeit in den hohen modes interactive und constructive arbeiten. Schließlich werden Daten zum Lernzuwachs der Studierenden mittels Konzepttests gezeigt.
SCALE-UP Räume sind speziell gestaltete Lehrräume, um studierendenzentrierte und interaktive Lehrveranstaltungen durch die Raumgestaltung zu unterstützen. Studierende arbeiten in SCALE-UP Lehrveranstaltungen an meist runden Gruppentischen in kleinen Teams und sind dabei aufgefordert, selbst aktiv zu sein. Diese Art des Lernens hat sich insbesondere an US-amerikanischen Universitäten als lernförderlich erwiesen. An der TH Rosenheim sind in den letzten Jahren zwei solcher SCALE-UP Räume aufgebaut worden und einige Lehrende haben ihre Lehrveranstaltungen insbesondere in Physik- und Mathematik-Lehrveranstaltungen für Ingenieure auf das SCALE-UP Konzept umgestellt.
Um aktives Lernen in Lehrveranstaltungen zu klassifizieren, bietet das ICAP-Modell (Chi & Wylie, 2014) eine vierstufige Taxonomie, die in der Lehrpraxis anwendbar ist. Das von außen beobachtbare Verhalten wird in Kombination mit den von den Studierenden erzeugten „Produkten“ (z.B. ihren schriftlichen und mündlichen Äußerungen) verwendet, um das kognitive Engagement der Studierenden in Lehrveranstaltungen hinreichend gut einzuordnen (𝐼 Interactive, 𝐶 Constructive, 𝐴 Active und 𝑃 Passive). Die ICAP-Hypothese postuliert, dass es eine Hierarchie der ICAP-Stufen 𝐼 > 𝐶 > 𝐴 > 𝑃 hinsichtlich der Tiefe der zu erwartenden Lernergebnisse gibt.
In diesem Beitrag berichten wir über Erkenntnisse aus systematischen Beobachtungen hinsichtlich des ICAP-Modells in Physik- und Mathematik-Lehrveranstaltungen an der TH Rosenheim. Die Lehrveranstaltungen finden nach dem SCALE-UP Raum- und Lehrkonzept statt (Beichner et al., 2007). Studierenden arbeiten dabei größtenteils an unterschiedlichen Lernaktivitäten in kleinen Gruppen an runden Tischen, während die Lehrperson die Rolle eines „guide on the side“ einnimmt. Das Verhalten der Studierenden und der Lehrperson wird in zweiminütigen Zeitintervallen zusammen mit dem „output“ der Studierenden registriert und auf die ICAP-Stufen abgebildet. Die Ergebnisse dienen der Reflexion und unterstützen die Planung und Verbesserung geeigneter Lernaktivitäten, insbesondere um zwischen den Stufen 𝐶 und 𝐴 zu unterscheiden.
SCALE-UP (Student-Centered Active Learning Environment for Upside-down Pedagogies) is a pedagogic approach to foster active learning, originally developed for undergraduate physics courses (Beichner et al., 2007). Instead of receiving lectures in SCALE1UP students work actively together in small groups, mostly at round tables and are guided by teaching staff.
This concept is implemented at Rosenheim University of Applied Sciences, Germany, in several classes of physics and mathematics for engineering students. Classroom observations have been carried out in summer term 2023and winter term 2023/24 in order to investigate student learning in the SCALE-UP setting. The observations are based on ELCOT-3, the Engineering Learning Classroom Observation Tool (Sanders et al., 2018). An observation includes the overt student behavior in combination with the students’ output. The data have been analyzed with respect to the ICAP-framework (Chi&Wylie, 2014), where the different observed activities have been assigned to Interactive, Constructive, Active, and Passive mode. In this contribution we present examples on how students interact with the offered material, that means in which ICAP-modes students work with different learning activities in the SCALE-UP setting. Moreover, we show that in all observed courses students have been learning a substantial part of class time in interactive and constructive mode.
Studierende der TH Rosenheim können Physik und andere MINT-Fächer in aktuell zwei speziell gestalteten SCALE-UP-Räumen lernen. Das SCALE-UP-Raum- und Lehrkonzept (student-centered active learning environment for upside-down pedagogies) wurde ursprünglich entwickelt von R. Beichner, North Carolina State University. Es unterstützt studierendenzentrierte, aktivierende und kollaborative Lehrveranstaltungen durch die Raumgestaltung: jeweils sechs Studierende arbeiten an runden Tischen in Teams, u.a. an Aktivitäten wie Peer Instruction, Whiteboard-Aufgaben, kollaborativen Arbeitsblätter („Tutorials“), kleineren Experimenten und Simulationen. Durch invertierende Lehrformate wie Just-in-Time-Teaching findet der reine Wissenstransfer in der vorgelagerten Selbstlernzeit statt.
Evaluationen aus Interviews, Fragebögen und Unterrichtsbeobachtungen zeigen positive Rückmeldungen von Studierenden und Lehrenden. Für das SCALE-UP Raum- und Lehrkonzept wurde die TH Rosenheim gemeinsam mit der Ostfalia Hochschule Wolfenbüttel mit der Hochschulperle des Jahres 2022 für „zukunftsorientierte Lernräume“ vom Stifterverband ausgezeichnet. Im Beitrag werden die im Rahmen des Stiftung Innovation in der Hochschullehre-Projekts HigHRoQ der TH Rosenheim erstellten SCALE-UP-Räume, die möglichen Lernaktivitäten und bisherige Evaluationen vorgestellt.
Auf der ICMBeyond 2023 wurde die Implementation von JiTT (Just-in-Time Teaching) an der TH Rosenheim in Physik und Mathematik vorgestellt, die in der Präsenzphase Peer Instruction, MINT-Tutorials und Whiteboard-Aufgaben in SCALE-UP-Räumen umfasst [Schäfle & Junker 2023]. Im Projekt FANTASTIC (Feedback based on Analytics of Teaching and Studying meets Individual Coaching) werden die aktivierenden Lehrmethoden ergänzt durch Learning Analytics und Peer-Coaching, um den Studierenden neben kontinuierlichen fachlichen Rückmeldungen auch personalisiertes Feedback und Prognosen zum möglichen Prüfungserfolg zu geben und dadurch das Studierverhalten und den Lernfortschritt zu fördern und Durchfallquoten zu reduzieren.
Ein Machine-Learning-Modell prognostiziert den wahrscheinlichen Prüfungserfolg von Studierenden durch Vergleich ihrer Datenspuren mit Vorgängerkohorten. Zusätzlich erhalten sie Feedback-E-Mails über ihren aktuellen Leistungsstand in einem datenbasierten Dashboard sowie Lernempfehlungen. Präzisierte Lernziele, Online-Quiz mit detailliertem
fachlichen Feedback und passende Lernaufgaben in der Lehrveranstaltung ermöglichen zielgerichtetes Lernen. Begleitet wird dies durch qualifizierte Peer-Coaches, die sowohl fachlich unterstützen also auch zur Verbesserung übergreifender Herausforderungen wie Zeitmanagement, Motivation und Selbstwirksamkeit beitragen. Durch regelmäßige studentische Befragungen partizipieren die Studierenden an der Verbesserung der Verwebung der 3 Elemente [Junker et al. 2025].
