Fakultät für Angewandte Natur- und Geisteswissenschaften
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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.
Erkenntnisse der Physics Education Research (PER) zum studentischen Lernen und zur Adressierung von Fehlkonzepten finden bisher in der deutschsprachigen Physik-Lehrbuchliteratur kaum Niederschlag. Deshalb wurden mehrere Online-Materialien erstellt, die diese Lücke füllen und die bei der virtuellen Hochschule Bayern (vhb) kostenlos zur Verfügung stehen. Diese Materialien werden in diesem Beitrag vorgestellt.
Der OPEN vhb-Kurs POWER (Physik Online Warm-up für ERstsemester) ist als Brückenkurs für den Übergang Schule- Hochschule gedacht. Hinsichtlich Themenauswahl und Lernzielen ist er an den Mindestanforderungskatalog Physik der cosh-Gruppe Baden-Württemberg angelehnt. Zusätzlich gibt es drei OER-SMART-vhb – Einheiten, für das vorbereitende Selbststudium im ersten Semester. Besonders berücksichtigt werden graphische Repräsentationen: Bewegungsdiagramme in der Kinematik, zur schrittweisen Erfassung des vektoriellen Charakters der Bewegungsgrößen, Freikörperbilder zur Darstellung von Kräften, die anschlussfähig an das ”Freischneiden” in der Technischen Mechanik sind und Energiebilanz eines Systems (Unterscheidung von Energieübertragung zwischen System und Umgebung und Energieumwandlung im System), die eine Erweiterung zum ersten Hauptsatz ermöglichen.
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.
The COVID-19 pandemic has accelerated the significance of online teaching, leading to greater demand for flexible learning options. The HyFlex model meets those demands, as it provides a combination of synchronous in-person and asynchronous online classes. A study aiming at measuring whether a specific teaching unit leads to equivalent learning outcomes for both modalities is presented. Participants were tested for perceived learning and actual learning.
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.
Hybrid & kollaborativ: zukunftsorientiertes Lernen in einem lernförderlichen Lehr-Experimentierraum
(2025)
Mit dem „Labor für hybride Gruppenarbeit“ wurde im Projekt HigHRoQ an der TH Rosenheim ein innovativer Lehr-Experimentierraum geschaffen, der die physische und virtuelle Lernumgebung zu einer „Neuen Präsenz“ [1] verbindet. Im Rahmen von hybrider Gruppenarbeit, einem aktivierenden Lehrformat, kann in Teams aus vor Ort anwesenden und online teilnehmenden Studierenden synchron und interaktiv zusammengearbeitet werden. Der Lehrraum verfügt über digitale Whiteboards, Kameras und hochwertige Audiotechnik, die allen Teilnehmenden weitestgehend gleichwertige Interaktionen ermöglichen. Anwendungsorientierte Aufgabenstellungen helfen eine lernförderliche Umgebung zu schaffen, die interaktives und konstruktives Lernen begünstigt und Schlüsselkompetenzen wie Teamarbeit und technologische Fähigkeiten stärkt, die essenziell für die moderne Arbeitswelt sind.
Das Physik-Lernen in hybriden Gruppen wurde mittels studentischer Befragungen und Unterrichtsbeobachtungen evaluiert und gestützt auf das ICAP-Framework analysiert [2]. Die Ergebnisse zeigen, dass passives Lernen minimiert und interaktive Lernprozesse gefördert werden. Hierfür spielen audiovisuelle Kommunikationskanäle, wie Mikrofone, Kameras und Smartboards eine entscheidende Rolle. Dieser Beitrag zeigt, wie eine Lernumgebung für hybride Gruppenarbeit im Fach Physik erfolgreich umgesetzt werden kann, um inklusive und zukunftsorientierte Hochschulbildung zu fördern.
[1] Lohr, A. et al. (2022): "Digitale Bildung an bayerischen Hochschulen während der Corona-Pandemie", München, vbw.
[2] Stegmann et al. (2019): "Entwicklung eines Instruments zur Erfassung von Lernprozessen nach dem ICAP-Modell".
Posterbeitrag, paEpsy-Tagung, Leipzig
In dieser Arbeit sind Messungen zur Erhebung der Stoßstellendämm-Maße an Brettsperrholzbauteilen durchgeführt worden. Zudem wurde die Ausbreitungsdämpfung im Brettsperrholz untersucht.
Die Messkette von der Erzeugung des Anregesignals bis zum Erhalt der Messdaten konnte zu Beginn der Bachelorarbeit verbessert werden. Durch die frequenzabhängige Anpassung des Anregesignals an das Bauteilverhalten sind auch in höheren Frequenzbereichen aussagekräftigere Messwerte erfasst worden. Zudem konnte eine höchst reproduzierbare Ankopplung der Kraft einleitenden Elemente und der zugehörigen Halterungen für die Körperschallanregung konstruiert werden. Realitätsnahe Prüfbedingungen durch das Hinzufügen einer spezifischen Auflast mit einer entsprechenden Konstruktion stellte die Vergleichbarkeit zur Bauwerkssituationen sicher.
Die erhobenen Messdaten konnten zur Weiterführung einer Bauteildatenbank für den Holzbau verwendet werden. Unterschiedliche Auswirkungen durch verschiedene Verbindungsmittel auf das Stoßstellendämm-Maß am durchgehenden und unterbrochenen T-Stoß konnten im Vergleich mit anderen Messdaten aufgeführt werden. Daher ist bei der Ermittlung von den Stoßstellendämm-Maßen unbedingt die Ausführung der Bauteilstöße aufzuführen. Die Wirkung von elastischen Zwischenschichten unter gleichzeitiger Nutzung von körperschallentkoppelten Verbindungsmitteln wurde nachgewiesen. Von der Verwendung körperschallentkoppelter Verbindungsmittel ohne elastische Zwischenlagen in den Bauteilstößen ist jedoch abzuraten, da die Wirkung größtenteils aufgehoben wird. Anhand von Messungen an einer freistehenden, belasteten Brettsperrholzwand wurde die Ausbreitungsdämpfung untersucht. In Anlehnung an Literatur [Hopkins 2007] zeigten sich deutliche Frequenzbereiche, in denen der Pegel abhängig von der Entfernung zum Anregepunkt mit vertretbaren Abweichungen bestimmt werden konnte. Die Gültigkeitsgrenzen konnten durch Randbedingungen aus der Literatur unterstrichen werden.
For a prediction of the acoustical performance of solid wood constructions according to EN 12354 the vibration reduction index Kij is needed. The vibration reduction index Kij can be determined from the direction-averaged junction velocity level difference and the structural reverberation time. Both quantities have to be measured according to EN ISO 10848. Alternatively, in prEN ISO 12354-1:2016 a first proposal to derive the vibration reduction index for T- or cross-junctions is mentioned.
Nevertheless, for a reliable prediction of the sound transmission across junctions of Cross Laminated Timber (CLT) further research results and data are required. This paper documents frequency-dependent vibration reduction indices of L-, T- and cross-junctions measured by six international institutes.
This documentation is part of the master’s thesis “Junctions of solid timber constructions – Construction details, acoustical parameters, sound insulation prediction” (in German: Stoßstellen im Massivholzbau – Konstruktionen, akustische Kenngrößen, Schallschutzprognose) at the Technical University Berlin in cooperation with the University of Applied Sciences Rosenheim.
Diese Masterarbeit befasst sich mit dem Schallschutz im Massivholzbau mit Fokus auf
den Stoßstellen und deren Ausführungsvarianten. Eine Konstruktionsdetailsammlung
für den Massivholzbau zeigt aktuell gängige Stoßstellenausführungen auf und lässt
zudem einen Trend im Holzbau erkennen.
Für einen Schallschutznachweis für die Luftschall- sowie Trittschalldämmung werden
nach DIN EN 12354 zur Bestimmung der Flankenübertragung Stoßstellendämm-Maße
als Eingangsgröße benötigt. Bislang liegen für den Massivholzbau nur wenige Planungswerte
vor. Eine Zusammenstellung frequenzabhängiger Stoßstellendämm-Maße
von Brettsperrholzkonstruktionen dient einerseits der Dokumentation bisher untersuchter
akustischer Kenngrößen und soll andererseits den weiteren Forschungsbedarf aufzeigen.
In der Dokumentation konnten Messdaten von sechs internationalen Instituten
für L-, T- sowie Kreuzstöße erfasst werden. Eine Gegenüberstellung der Stoßstellendämm-
Maße ermöglicht einen Rückschluss auf die Einflussfaktoren der Schallübertragung
im Massivholzbau.
Die Masterarbeit ist im Rahmen des Forschungsprojektes Vibroakustik im Planungsprozess
für Holzbauten - Modellierung, numerische Simulation, Validierung als
AiF/DFG Gemeinschaftsvorhaben des ift Rosenheim, der Hochschule Rosenheim sowie
der TU München entstanden. Die Ausarbeitung erfolgte im Labor für Schallmesstechnik
der Hochschule Rosenheim.