Lehrinnovationsförderung

Die Vorteile von Flipped Classroom sind hinlänglich bekannt. Es gestaltet das Lernen effektiver und nachhaltiger. Ferner bietet es die Möglichkeit die Lerngeschwindigkeit individuell anzupassen, da die Themenbereiche selbständig und im eigenen Tempo anhand der zur Verfügung gestellten Materialien erarbeitet werden können. Dies reduziert den Druck und ermöglicht eine tiefere Auseinandersetzung mit dem Stoff.

Zu dem kann die Präsenzzeit im Unterricht wesentlich effektiver genutzt werden, um durch die Lösung von Fällen den Transfer einzuüben. Ein weiterer Vorteil des Flipped-Classroom-Ansatzes liegt in der Förderung der Eigenverantwortung und Selbstständigkeit der Lernenden. Sie sind aktiv in ihren Lernprozess eingebunden und übernehmen Verantwortung für die Vorbereitung des Unterrichts. Dies stärkt ihre Fähigkeit zur Selbstorganisation, eine Schlüsselkompetenz für lebenslanges Lernen.

Hier liegt auch der Nachteil, da die Studenten sich häufig nicht die Zeit nehmen wollen oder können, die Themenbereich ausreichend vorzubereiten. Fehlt die Motivation oder Selbstorganisation, kann dies dazu führen, dass sie unvorbereitet in die Präsenzphase kommen, was den gesamten Lernprozess behindern kann.

Besonders jüngere oder weniger erfahrene Studenten können durch diese Eigenverantwortung des Selbststudiums überfordert sein. Ohne Unterstützung entwickeln manche Studenten keine effektiven Strategien, um mit den Inhalten umzugehen.

Daher sieht das angestrebte innovative Konzept eine Kombination aus Frontalunterricht und Flipped Classroom vor. Das nutzt das Beste aus beiden Welten. Es fördert individualisiertes Lernen und schafft Raum für Transfer und Vertiefung, ohne traditionelle Strukturen komplett aufzugeben.

Die Methode ist flexibel, da Inhalte, die durch eine individuelle Vorbereitung möglich sind, ausgelagert werden können, während zu Beginn und komplexe Rechtsthemen gezielt im Frontalunterricht eingeführt werden können. Dies ermöglicht eine gezielte Steuerung des Lernprozesses und stellt sich, dass anspruchsvolle Inhalte begleitet erarbeitet werden können.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Kombination verschiedener Lernstile. Während der Frontalunterricht einen strukturierten Input bietet, profitieren selbstständig Lernende vom Flipped-Classroom-Ansatz, der ihnen die Möglichkeit gibt, Inhalte eigenständig zu erarbeiten. Dadurch werden unterschiedliche Lerntypen angesprochen und der Unterricht insgesamt vielseitiger gestaltet.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Reduzierung von Überforderung. Studenten, die Schwierigkeiten mit der Eigenverantwortung oder den digitalen Tools haben, erhalten im Frontalunterricht zusätzliche Unterstützung. Dies stellt sicher, dass niemand abgehängt wird und alle Lernenden von einer ausgewogenen Mischung aus Selbststudium und geführtem Unterricht profitieren. Insgesamt schafft dieses Konzept eine lernförderliche Balance zwischen Struktur und Eigenverantwortung, die den Lernerfolg nachhaltig verbessert.

Die Integration von Kurzvideos aus Experteninterviews in die Lehrveranstaltung "Vertriebslogistik" ist eine innovative Methode, um Praxisnähe und Anwendungsorientierung der Inhalte zu verstärken. Im Vergleich zu klassischen Lehrmethoden, wie Vorträgen oder Exkursionen, bieten diese Videos folgende Vorteile:

• Vielfalt der Perspektiven: Durch die Befragung von 3-4 Experten aus unterschiedlichen Unternehmen entstehen vielseitige und praxisrelevante Einblicke. Die Darstellung verschiedener Ansichten zu denselben Themen ermöglicht eine differenzierte Reflexion.
• Nachhaltige Ressource: Die Kurzvideos können über mehrere Jahre hinweg wiederverwendet werden, was langfristig einen hohen Mehrwert für die Lehrveranstaltung schafft.
• Flexibilität in der Nutzung: Videos können wahlweise in der Vorbereitungsphase (self-study) oder in der Präsenzveranstaltung eingesetzt werden. Insbesondere bei kontroversen oder komplexen Themen können sie als Diskussionsgrundlage dienen.
• Effizienz: Im Gegensatz zu Gastvorträgen oder Exkursionen, die organisatorisch aufwendig sind, ermöglichen die Videos eine einfache Integration von Praxiswissen in den Lehrplan.

Durch den innovativen Einsatz dieser Methode wird die Lehrveranstaltung um eine nachhaltige und flexible Komponente erweitert, die den Studierenden einen tieferen Einblick in die Praxis der Vertriebslogistik gewährt.

Das Projekt erweitert die Lehrmethoden im Bereich Business Analytics durch die praxisnahe Integration marktführender Analytics-Tools und realitätsnahe Fallstudien. Studierende erlernen, komplexe Datenanalysen mit aktuellen Softwareprogrammen durchzuführen, praxisorientierte Lösungen abzuleiten und diese professionell vor externen Wirtschaftspartnern zu präsentieren. Die Lehrinnovation kombiniert Theorie und Praxis, stärkt selbstgesteuertes Lernen und fördert interdisziplinäre Problemlösungsansätze. 

Abstrakte Themen wie numerische Mathematik erfordern von Studierenden eine hohe Lernmotivation. Zur Steigerung der Motivation und für kontinuierliches Lern-Feedback während des Semesters wird die Adaptive Lernplattform über die ELO-Plattform der OTH Regensburg wöchentliche, vorlesungsbegleitende Aufgaben-Sets anbieten. Die theoretischen Inhalte der Vertieften Ingenieurmathematik werden somit praxisorientiert geübt, und abstrakte Konzepte an praxisnahe Beispiele angepasst. Studierende entwickeln eigene Simulationen und visualisieren ihre Ergebnisse. Sie erhalten sofortiges Feedback, das ihnen ermöglicht, je nach Erfolg in die nächste Schwierigkeitsstufe aufzusteigen oder Aufgaben bis zum Erfolg zu wiederholen. Diese adaptive Lernumgebung fördert eine frühe und individuelle Auseinandersetzung mit dem Stoff, reduziert Prüfungsangst und erleichtert die frühzeitige Identifikation von Stärken und Schwächen. Die Integration der Ergebnisse als Bonus in die Benotung motiviert, steigert die Bestehensquote und senkt die Abbruchquote. Zusätzlich stärkt das Projekt die Bindung der Studierenden an die OTH und fördert nachhaltiges Lernen.

Das geplante Projekt hebt sich durch folgende Aspekte von bisherigen Lehransätzen ab:

• Spielbasierte Vermittlung von Reinforcement Learning (RL): Anstelle theoretischer Vorlesungen oder simplifizierter Spiele, wie sie häufig in der Literatur und Praxis vorkommen (siehe https://gymnasium.farama.org/ für typische Lehr- und Forschungsspiele), wird ein praxisorientiertes Multi-Player-Spiel entwickelt. Dieses fordert Studierende dazu heraus, kreativ zu werden, sich eingehend mit der Entwicklung komplexer RL-Algorithmen zu beschäftigen und diese in kooperativen bzw. kompetitiven Szenarien zu testen.
• Multi-Level-Spiel: Um sowohl für Anfänger- als auch Fortgeschrittenenkurse geeignet zu sein, bietet das Spiel unterschiedliche Level, so dass die Herausforderung mit dem Lernfortschritt angepasst werden kann.
• Einbindung von Multi-Agenten-Systemen: Das Spiel bietet Szenarien mit mehreren Agenten, die sowohl miteinander als auch gegeneinander interagieren. Solche komplexen Simulationen sind bisher in der Lehre selten zugänglich.
• Wettbewerb unter den Studierenden: Das Thema des Spiels, ein Raubzug, bietet die Möglichkeit, Wettbewerbe unter den Studierenden abzuhalten. Auch hier können verschiedene Lernfortschritte berücksichtigt werden: Stufe 1: Welches Team schafft es zuerst, den Schatz zu rauben, ohne erwischt zu werden. Stufe 2: Studentische Teams aus Räubern und Sicherheitsleuten spielen gegeneinander.
• Perspektivisch: Praxisrelevanz: Die Eigenentwicklung ermöglicht es, das Spiel je nach Bedarf weiterzuentwickeln. So können Szenarien geschaffen werden, die auf reale Probleme in Bereichen wie Fertigungsoptimierung oder Personalplanung in der Industrie übertragbar sind.

Die Idee des Projekts ist es Vorlesungsexperimente zu entwickeln, die mit Hilfe einer kabellosen Mikrocontrollereinheit über einen Laptop und Projektor zusätzlich visualisiert und ausgewertet werden. 
Der Mikrocontroller sitzt in einem Gehäuse mit verschiedenen Sensoren, Display und Batterie. Die Sensoren werden ausgelesen und die Sensordaten per Bluetooth an einen Laptop gesendet. Diese Daten werden im Laptop verarbeitet und anschaulich an einen Projektor gesendet und dargestellt. 
Innerhalb des Projekts wird der Mikrocontroller in der Sprache C/C++ und ein Windows Programm in der Sprache Python programmiert. Zudem müssen verschiedene Sensoren eingebunden werden und mechanische Teile für Vorlesungsexperimente entwickelt werden.
Die Mikrocontrollereinheiten können mit sehr wenig Aufwand neu angeschafft, programmiert und an interessierte Lehrende der OTH Regensburg verteilt werden. Ziel soll sein, die Software so intuitiv wie möglich zu gestalten, um viele Lehrende unkompliziert in Vorlesungsversuchen zu unterstützen.