PROTFOLIO

Preis für hochschuldidaktische Innovationen in der

Lehrpraxis 2011

Veranstaltung „Produktentwurf / Hausarbeit zum

Produktentwurf“

im Sommersemester 2011

Teamleitung: Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Math. Peter Köhler

Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Institut für Produkt Engineering (IPE), Lehrstuhl für Rechnereinsatz in der Konstruktion (CAE)

Lotharstr. 1 47057 Duisburg peter.koehler@uni-due.de

0203 / 379 2790

Teammitglieder:

(Gruppenbetreuer)

M. Sc. Jousef Hooshmand

Dipl.-Ing. Marius Janas

Dipl.-Ing. Christoph Kesselmans

Dipl.-Ing. Marco Lenzen

Dipl.-Ing. Alexander Martha

Dipl.-Ing. Birte Szöke

Teammitglieder:

(Tutoren)

Dima Adamenko

Stefan Dunkel

Ansgar Heinemann

Martin Höner

Thavikar Manoharan

Rene Seidel

Dauer der LV: 04.04.2011 bis 14.07.2011 (Sommersemester 2011)

E-Learning: Kurs „Produktentwurf“ Passwort:

http://moodle.uni-duisburg-essen.de/course/view.php?id=1597

Biographische Kurzvorstellungen 2

Inhalt

1. Biographische Kurzvorstellungen ............................................................... 3

2. Konzept und Planung des Projektes ........................................................... 4

2.1 Hausarbeit zum Produktentwurf ............................................................. 4

2.2 Lehr- und Lernziele ................................................................................. 4

2.3 Inhalte und Themen der Veranstaltung .................................................. 4

2.4 Methoden und didaktisches Szenario ..................................................... 4

2.5 Medieneinsatz ........................................................................................ 5

2.6 Innovative Aspekte ................................................................................. 5

2.7 Gender und Diversity .............................................................................. 6

3. Durchführung des Projektes ........................................................................ 7

3.1 Organisatorische Rahmenbedingungen ................................................. 7

3.2 Interaktionen in der Lehre ....................................................................... 7

3.3 Verwendete Materialien .......................................................................... 8

3.4 Lernerfolgskontrolle ................................................................................ 9

4. Qualitätssicherung und Zeitaufwendung ................................................... 9

5. Anhang ........................................................................................................ 10

Biographische Kurzvorstellungen 3

1. Biographische Kurzvorstellungen

Die Professur „Rechnereinsatz in der Konstruktion“ entstand 1994 an der Gerhard-Mercator-Universität Duisburg und ist seit dem Zusammenschluss der Universitäten von Duisburg und Essen Bestandteil des Instituts für Produkt Engineering. Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten des Lehrstuhls steht die Optimierung von Produkten und Produktent-wicklungsprozessen. Neben der Absicherung einer funktions- und fertigungsgerechten Produktgestaltung und dem Aufbau durchgängiger Prozessketten hat für uns die Entwick-lung von Methoden zur Wissensintegration in Engineering-Prozesse einen hohen Stellen-wert.

Die Ausbildung der Studenten beginnt am Lehrstuhl für Rechnereinsatz in der Konstrukti-on im ersten Semester mit den Grundlagen zur Technischen Darstellung. An dieser Lehr-veranstaltung nehmen bis zu 500 Studenten teil. Neben der Vorlesung werden auch Übungen in kleinen Gruppen angeboten. Durch den Einsatz von Tutoren und e-Learning ist eine individuelle Betreuung garantiert. Im Rahmen der Blockveranstaltung Computer-gestützte Berechnungswerkzeuge erfolgt schon in den ersten beiden Semestern eine Ein-führung in die Arbeit mit modernen 3D-CAD1-Systemen.

Im vierten Semester wird im Rahmen der Veranstaltung Produktentwurf neben konstrukti-onsmethodischen Aspekten zur funktions- und fertigungsgerechten Produktentwicklung auch die Ausbildung mit parametrischen CAD-System vertieft und die Einarbeitung mit ein PDM-System ermöglicht. Auch in dieser Veranstaltung wird durch den Einsatz von Tuto-ren und e-Learning eine individuelle Betreuung der Studenten abgesichert. Mit der dazu-gehörigen Lehrveranstaltung (LV) Hausarbeit zum Fach Produktentwurf bewirbt sich der Lehrstuhl dieses Jahr für den Preis für hochschuldidaktische Innovationen in der Lehrpra-xis.

Für die Bachelor- und Masterstudiengänge erfolgt in den höheren Semestern die Vertie-fung und Diversifizierung der Kenntnisse in allen Bereichen der virtuellen Produktentwick-lung. Darauf aufbauend werden Lehrveranstaltungen zum Umgang mit Berechnungs- und Simulationswerkzeugen angeboten. Ebenso erfolgt die Ausbildung mit CAD-CAM2- und PDM3-Systemen. Durch dieses breit gefächerte Angebot kann der Lehrstuhl den Absol-venten eine individuelle und aktuelle Ausbildung garantieren. Ein CAD-Labor mit 38 Core i7 Workstations ermöglicht in diesem Rahmen den Einsatz aktuellster Software. Weitere Rechnerräume stellen sicher, dass jedem Studenten ausreichend Zeit zum Erlernen des Umgangs mit der jeweiligen Anwendung zur Verfügung gestellt werden kann.

Neben der klassischen Vorlesungs- und Übungsausbildung werden die Studenten gerne bei der Durchführung von Studien- und Abschlussarbeiten betreut. Das Ziel ist es auch hier durch die angepasste Themenauswahl und persönliche Betreuung die individuellen Qualitäten zu fördern und die Absolventen so bestmöglich für Ihren Berufseinstieg zu qua-lifizieren.

Den hohen Aufwand, den die Mitarbeiter des Lehrstuhles in allen Bereichen der Lehre investieren, rechtfertigt auch einen entsprechenden Anspruch an die zu erbringenden Leistungen der Studierenden. Der Anspruch des Lehrstuhls ist es, dass alle Absolventen die notwendigen Grundlagen zur technischen Kommunikation und Dokumentation beherr-schen, wenn sie an der UDE als Bachelor oder Master ihr Studium beenden. Die damit verbundenen Anforderungen stellen besonders im ersten Semester für viele Studenten eine Hürde dar, die nicht ohne den entsprechenden Lernaufwand überwunden werden kann. Da es sich jedoch um elementare Inhalte handelt, ohne die eine Arbeit als Ingenieur in allen denkbaren Bereichen unmöglich ist, ist dieser Mindestanspruch unbedingt zu er-füllen.

1 CAD: Computer-Aided Design dt. Rechnergestützter Geometrieentwurf

2 CAM: Computer-Aided Manufacturing dt. Rechnergestützte Fertigung

3 PDM: Produktdaten-Management

Konzept und Planung des Projektes 4

2. Konzept und Planung des Projektes

2.1 Hausarbeit zum Produktentwurf

Bei der Hausarbeit zum Produktentwurf handelt es sich um eine semesterbegleitende Teamarbeit der Studenten des Maschinenbau-Bachelorstudiengangs. Die als Pflichtfach in der Studien- und Prüfungsordnung für das vierte Semester definierte Veranstaltung hat das Ziel, die in den ersten vier Semestern gesammelten Erkenntnisse aus den Bereichen Konstruktion, Technische Darstellung, Mechanik, Werkstofftechnik und Produktentwick-lung in einem praktischen Beispiel umzusetzen. Der Bezug liegt insbesondere auf den vorher im Studienverlaufsplan vorgesehenen Fächern Technische Darstellung (1. Semester), Maschinenelemente (2. und 3. Semester) und Baugruppenentwurf (3. Semester). Somit ist es für die Studierenden sinnvoll diese Veranstaltungen vorher erfolgreich abzuschließen. Gefordert ist dies jedoch nicht. Sowohl für den Studiengang, als auch für die Veranstaltung werden Studien- und Ablaufpläne zur Verfügung gestellt. Dieses Jahr führen ca. 180 Studenten die Hausarbeit in ca. 40 Teams durch.

2.2 Lehr- und Lernziele

Neben der Hausarbeit zum Produktentwurf findet die Vorlesung zum Produktentwurf statt, in welcher begleitend zur Hausarbeit die benötigten Grundlagen vermittelt werden. Dabei liegt der Fokus auf der Vermittlung von Methoden die bei der Entwicklung von Produkten genutzt werden können. Themen sind beispielsweise Kreativmethoden, methodisches Konstruieren, fertigungs- und funktionsgerechte Gestaltungsprinzipien und multidisziplinä-re Produktentwicklung. Daneben werden Grundlagen zum Konstruieren mit 3D-CAD-Systemen4 vermittelt. Aufbauend auf den Inhalten der Vorlesung soll die Hausarbeit Fä-higkeiten aus zwei Bereichen vermitteln. Zum einen ist es das Ziel, den Studenten die für das Berufsleben wichtigen Softskills wie Teamarbeit und strategische Lösung von Prob-lemstellungen zu vermitteln. Bei der Lösung der gestellten Aufgabe ist somit weniger das Endergebnis sondern viel mehr der Weg und die ordentliche Dokumentation dessen von Interesse. Zum anderen sollen die Lehrinhalte der VL zum methodischen Konstruieren und die damit verbundene Nutzung moderner rechnergestützter Werkzeuge wie 3D-CAD Programme angewendet werden. Am Ende sollen die Studierenden somit in der Lage sein, selbstständig in einer koordinierten Teamarbeit eine technische Problemstellung zu Lösen und die Lösung den Anforderungen entsprechend zu dokumentieren. Diese Vorge-hensweise soll den Studierenden im weiteren Studienverlauf die Bearbeitung von Semi-nar- und Abschlussarbeiten erleichtern.

2.3 Inhalte und Themen der Veranstaltung

In diesem Jahr lautet das Thema der Veranstaltung „Vorrichtungsbau für die Schweißfer-tigung“. Die Themenfindung fand in enger Zusammenarbeit mit der SIEMENS AG5 statt. Ziel war es eine anwendungsbezogene Fragestellung in der Zusammenarbeit mit einem Industriepartner zu definieren. Diese sollte mit Fragestellungen vergleichbar sein, welche den Studenten entweder im Rahmen eines Praktikums bzw. einer Abschlussarbeit erwar-ten oder von einem Jungingenieur gefordert werden.

2.4 Methoden und didaktisches Szenario

Ziel der Hausarbeit ist es, die in den vorausgegangenen Semestern gewonnenen Er-kenntnisse selbstständig anzuwenden. Die Arbeit gliedert sich in vier Teilleistungen. Nach der ersten Teilleistung, dem „Konzepttestat“, erfolgt eine individuelle Rückmeldung an das Team, welche dann dazu genutzt werden soll, das Endergebnis positiv zu beeinflussen. Um eine Betreuung der einzelnen Teams und Teammitglieder sicherstellen zu können, betreuen insgesamt sechs wissenschaftliche Mitarbeiter die Teams. So betreut jeder Mit-arbeiter maximal sieben Teams (ca. 35 Studenten). Diese bilden auch die CAD-

4 Hier: Creo von PTC (vormals Pro/ENGINEER Wildfire 5.0)

5 SIEMENS AG, Energy Sector, Oil&Gas Division, Wolfgang-Reuther-Platz, 47015 Duisburg

Konzept und Planung des Projektes 5

Übungsgruppe, in welcher der Mitarbeiter im CAD-Labor MB262 mit der Unterstützung von zwei Tutoren je Termin die geforderten CAD-Kenntnisse vermittelt. So können jeder-zeit Rückfragen zur Hausarbeit an den zugewiesenen Betreuer gerichtet werden. Um den Studenten die Möglichkeit zu geben, neben dem schriftlichen Teil der Hausarbeit auch eine individuelle Leistung zu zeigen, werden die CAD-Übungen durch Testate separat bewertet. Die Gesamtbewertung von 100 Punkten bildet sich aus 40 Punkten die in zwei CAD-Testaten erreicht werden können und 60 Punkten die als Team in der schriftlichen Ausarbeitung der Hausarbeit erbracht werden (Abbildung 1). Neben den Übungen wird den Studenten über die E-Learning Plattform Moodle die Möglichkeit zu Diskussion und zum Austausch der Erkenntnisse gegeben.

Abbildung 1: Gliederung der Hausarbeit

2.5 Medieneinsatz

Besonders für die Vermittlung der CAD-Kenntnisse werden unterschiedliche Medien ein-gesetzt. So werden in den Übungen zwei Lehrsoftwares eingesetzt. Die eine dient dazu den Bildschirm des Lehrenden auf alle Rechner zu übertragen, sodass jeder Student an seinem Bildschirm die notwendigen Schritte nachverfolgen kann6. Diese Software wird dann noch durch eine Software ergänzt, welche die Tastatur und Mauseingaben des Leh-renden auf dem Bildschirm anzeigt7. Dies macht es den Studenten einzelne Schritte nachzuvollziehen, da in der CAD-Software komplizierte Maus-Tastaturshortcuts genutzt werden, die anders schwer zu vermitteln sind. Die Lehrunterlage bildet das vom Lehrstuhl herausgegebene und für alle Studenten frei verfügbare (Bibliothek und Online-Ressource) Lehrbuch „Pro/ENGINEER-Praktikum“. Die in der Übung vorgestellten Inhalte werden auch über Moodle E-Learning Kurs als begleitende Dokumente verfügbar gemacht. Für das Selbststudium stellt der Lehrstuhl auf der eigenen Youtube-Plattform8 Lösungen als Video-Tutorial zur Verfügung. Hinzukommend werden über Moodle eine Vielzahl von wei-teren Bauteilen- und Baugruppen mit Lösungen als 3D-PDF für die Studierenden zur Ver-fügung gestellt. Erst die breite Nutzung der für uns verfügbaren digitalen Technologien ermöglicht es uns, die Lehrinhalte auch für das Selbststudium umfassend zur Verfügung zu stellen.

2.6 Innovative Aspekte

Hervorgehoben werden kann insbesondere das breite E-Learning Angebot, welches über Moodle- und Youtube verfügbar ist. Mit dieser „digitalen“ Erweiterung der Print-Unterlagen und des Lehrbuches bieten wir den Studenten nochmals eine andere Sichtweise auf die Lehrunterlagen. So kann jeder entscheiden, welche Medien für das individuelle erlernen der geforderten Inhalte am besten geeignet sind. Des Weiteren ist der umfassende Ein-satz von unterstützenden Softwarewerkzeugen während der Übungen für den Lehrstuhl ein neuer Ansatz, um alle notwendigen Inhalte zu vermitteln. Die direkte Unterstützung

6 NetSupport School http://www.netsupportschool.com/DE/index.asp

7 Spot On The Mouse http://www.heise.de/software/download/spot_on_the_mouse/47807

8 Youtube IPECAE http://www.youtube.com/user/IPECAE

Hausarbeit zum Produktentwurf

(max. 100 Punkte erreichbar, 50 Punkte erforderlich)

Konzepttestat (max. 15 Punkte

/ Team)

CAD-Testat 1 (max. 20 Punkte

/ Individuell)

CAD-Testat 2 (max. 20 Punkte

/ Individuell)

Endabgabe (max. 45 Punkte /

Team)

Konzept und Planung des Projektes 6

von Tutoren während der interaktiv gestalteten Übungen führt dazu, dass Nachfragen direkt geklärt und schwächere Studenten individuell gefördert werden können. Insgesamt stehen bei jeder Übung ein Betreuer und zwei Tutoren zu Verfügung. Dies führt zu ca. 11 Studenten pro Betreuer/Tutor in der Übung. Hinzu kommt die Aufgabenstellung der Haus-arbeit, die in Verbindung mit der Industrie definiert wurde. Schon bei der Vorstellung war ein höheres Interesse seitens der Studierenden erkennbar als in den vergangenen Jahren bei rein „akademisch“ definierten Fragestellungen. Durch die industrielle Kooperation wird über die Aufgabenstellung hinaus auch ein Bewusstsein für ingenieurwissenschaftliche Aufgabenstellungen geschaffen, welches bei vielen Studierenden zu diesem Zeitpunkt noch nicht vorliegt. Darüber hinaus haben die Studierenden die Möglichkeit einen wichti-gen Arbeitgeber der Region kennenzulernen, der auch für Praktika und Abschlussarbeiten zur Verfügung steht. Durch die Prämierung der besten Ergebnisse entsteht darüber hin-aus ein Wettbewerbscharakter. Dies führt zur Diversifizierung der einzelnen Lösungen und auch zu einer künstlichen Konkurrenzsituation, welche nach unserer Erfahrung die Motivation der Teams steigert. Übertragen werden können diese Erkenntnisse bei der Gestaltung vergleichbarer LV wie z. B. den Baugruppenentwurf im 3. Semester. Die Lehr-veranstaltung findet unter der Leitung des Lehrstuhls für Rechnereinsatz in der Konstruk-tion in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Konstruktion- und Kunststoffmaschinen9 und der SIEMENS AG statt.

2.7 Gender und Diversity

Bei der Bildung von Gruppen aus fünf Studierenden wird gezielt versucht, gemischte Teams zu bilden. Auf Grund des geringen Frauenanteils in dem Fach Maschinenbau ist dies jedoch nicht immer möglich. Studierende mit internationalem Hintergrund werden so in die Teams integriert, dass keine Teams entstehen in denen Studierende nichtdeutscher Herkunft isoliert werden. Ziels soll es sein, gemeinsam das Ergebnis zu entwickeln. Und dies soll, in gemischten Arbeitsgruppen und Teams geschehen. Der Mehrwert für die stu-dierenden mit internationalem Hintergrund ist die Unterstützung, die diese, z. B. bei Sprachproblemen, von ihren Teammitgliedern erhalten. Diese wiederrum können dadurch in ihren Kommunikationsfähigkeiten ausbauen.

9 www.uni-due.de/kkm

Durchführung des Projektes 7

3. Durchführung des Projektes

3.1 Organisatorische Rahmenbedingungen

Derzeit sind 270 Studierende im entsprechenden Moodle Kurs angemeldet. Von diesen werden nach aktuellem Stand ca. 180 die Hausarbeit durchführen. Die Differenz entsteht da Studierende des Wirtschaftsingenieur-Studienganges zwar die Klausur jedoch nicht die Hausarbeit durchführen müssen. Erfahrungsgemäß werden von den 180 bisher angemel-deten Studenten letztendlich auch nicht alle die Hausarbeit ernsthaft beginnen.

Alle Übungstermine stehen auch denjenigen zur Verfügung, die nur die Klausur schrei-ben, da auch in dieser CAD-Inhalte geprüft werden.

Die CAD-Übungen finden im CAD-Labor MB262 statt. Dieser Raum ist von den verfügba-ren Rechnerräumen an der Hochschule am besten für die Anforderungen geeignet. Ver-fügbar sind dort über 37 Workstations auf denen auch Leistungsfordernde CAD-Software nutzbar ist. Alle Rechner sind identisch, inklusive der 38. Workstation auf der die Übungs-inhalte gezeigt werden. Mittels einer Lernsoftware kann das entsprechende Monitorbild dieses Rechners direkt auf alle anderen Bildschirmen gezeigt werden. Dadurch erübrigt sich die Darstellung mittels Beamer. Für CAD-Zwecke hat sich gezeigt, dass mit dieser Methode die Aufmerksamkeit besser ist und die Studierenden besser erkennen und nach-vollziehen können, was gezeigt wird. Dies ist besonders im CAD-Labor notwendig gewe-sen, da die vielen Monitore und Rechner auf den Tischen die Sicht auf den Beamer z. T. versperrt haben. Zudem mussten die Rechner aus EDV-Technischer Sicht so angeordnet werden, dass die Studenten teilweise mit dem Rücken zum Beamer saßen (vgl. Abbildung 2). Dies war ein Problem welches durch die Einführung der Lernsoftware beheben konnte.

Abbildung 2: Belegungsplan CAD-Labor MB262

3.2 Interaktionen in der Lehre

Inhalte die für die erfolgreiche Bearbeitung der Hausarbeit zum Produktentwurf erforder-lich sind, sollen begleitend in der entsprechenden Vorlesung erlernt werden. Demzufolge sind die einzelnen geforderten Arbeitsschritte an den Inhalten der VL ausgerichtet. Dar-über hinaus ist es auch gewünscht und erforderlich, einzelne Punkte selber zu recherchie-ren und diese Kenntnisse im Selbststudium zu erlangen. Da die einzelnen Teams die Problemstellung in der Gruppe lösen, können die gewonnenen Erkenntnisse auch an die

MB262PC05

MB262PC06

MB262PC03

MB262PC04

MB262PC01

MB262PC02

MB262PC07

MB262PC08

MB262PC09

MB262PC10

MB262PC11

MB262PC12

MB262PC17

MB262PC18

MB262PC15

MB262PC16

MB262PC13

MB262PC14

MB262PC19

MB262PC20

MB262PC21

MB262PC22

MB262PC23

MB262PC24

MB262PC29

MB262PC30

MB262PC27

MB262PC28

MB262PC25

MB262PC26

MB262PC31

MB262PC32

MB262PC33

MB262PC34

MB262PC35

MB262PC36

Fenster

Tür

Docking-Station

TafelStrom

134.91.135.134

134.91.135.133

134.91.135.132

134.91.135.131

134.91.135.130

134.91.135.129

134.91.135.135

134.91.135.136

134.91.135.137

134.91.135.138

134.91.135.139

134.91.135.140

134.91.135.146

134.91.135.145

134.91.135.144

134.91.135.143

134.91.135.142

134.91.135.141

134.91.135.147

134.91.135.148

134.91.135.149

134.91.135.150

134.91.135.151

134.91.135.152

134.91.135.158

134.91.135.157

134.91.135.156

134.91.135.155

134.91.135.154

134.91.135.153

134.91.135.159

134.91.135.160

134.91.135.161

134.91.135.162

134.91.135.163

134.91.135.164

Switch1

134.91.135.186

Switch2

134.91.135.187

Switch3

134.91.135.188

Switch4

134.91.135.189

Subnet: 255.255.255.192

Gateway: 134.91.135.192

DNS1: 134.91.9.52

DNS2: 134.91.4.150

bzw. 134.91.1.150

A4-BA-DB-F9-17-F2

A4-BA-DB-F9-18-E0

A4-BA-DB-F9-23-CA

A4-BA-DB-F9-19-CB

A4-BA-DB-F9-22-DC

A4-BA-DB-F9-25-94 A4-BA-DB-F9-23-C5

A4-BA-DB-F9-18-D8

A4-BA-DB-F9-23-07

A4-BA-DB-F9-23-9B

A4-BA-DB-F9-18-DC

A4-BA-DB-F9-18-D6

A4-BA-DB-F9-17-03

A4-BA-DB-F9-19-10

A4-BA-DB-F9-18-26

A4-BA-DB-F9-22-F9

A4-BA-DB-F9-18-33

A4-BA-DB-F9-18-D7

A4-BA-DB-F9-18-3D

A4-BA-DB-F9-18-E1

A4-BA-DB-F9-18-C1

A4-BA-DB-F9-22-FC

A4-BA-DB-F9-22-EF

A4-BA-DB-F9-18-D1

A4-BA-DB-F9-18-DB

A4-BA-DB-F9-22-F3

A4-BA-DB-F9-17-F1

A4-BA-DB-F9-22-FB

A4-BA-DB-F9-18-4B

A4-BA-DB-F9-17-DE A4-BA-DB-F9-18-CC

A4-BA-DB-F9-22-EA

A4-BA-DB-F9-22-F0

A4-BA-DB-F9-22-F4

A4-BA-DB-F9-19-D8

A4-BA-DB-F9-18-6E

Do

ze

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MB262PC37

MB262PC38

134.91.135.165

134.91.135.166

A4-BA-DB-F9-18-29

A4-BA-DB-F9-18-BD

Stand: 12.05.10

Durchführung des Projektes 8

anderen Mitglieder des Teams weitergegeben werden. Bei Rückfragen stehen die indivi-duell zugewiesenen Betreuer und Tutoren zur Verfügung.

Um die Aufgabenstellung erfolgreich abzuschließen, muss vor allem das in den voraus-gegangenen Semestern erlangte Wissen aus allen Bereichen verknüpft und angewendet werden. Die aus der Praxis definierte Fragestellung entspricht durchaus einer Aufgabe, welche junge Absolventen oder Praktikanten/Abschlussarbeiter in der betrieblichen Praxis zu erwarten haben. Dies soll zum einen ein Reitz für eine ernsthafte Auseinandersetzung mit dem Thema sein und zum anderen soll durch die Bearbeitung erfahren werden, dass erlangtes Wissen durchaus anwendbar ist.

Bereits nach einer kurzen Zeit von drei Wochen nach der Bekanntgabe der Aufgabestel-lung (Vergleiche Anhang A2-Terminplan) ist von dem Team ein Konzepttestat gefordert. Hier sollen unterschiedliche Lösungsansätze für die Problemstellung reflektiert werden. Über die Rückmeldung vom Betreuer werden noch offene Lücken aufgezeigt und richtige Ansätze hervorgehoben. Dies soll den Kurs ggf. korrigieren. Um die Rückmeldung für alle Teams so vergleichbar wie möglich zu gestalten, werden zur Bewertung dieses und aller anderer Teilleistungen entsprechende Formblätter genutzt.

Die Lehratmosphäre in den Übungen ist bewusst locker gestaltet, um einen Mix aus Tuto-rium und Übung zu generieren. Dies hat sich den vergangenen Jahren als guter Weg er-wiesen, um die Studierenden aktiv zur Mitarbeit zu ermuntern. Die Übung ist so gestaltet, dass der Lehrende zu Beginn ausführlich und dann immer knapper die wesentlichen Schritte zur CAD-Modellierung an seinem PC zeigt und die Studierenden dann Zeit ha-ben, selber diese Schritte an ihrem PC durchzuführen. In dieser Phase unterstützen dann die Tutoren und Übungsleiter bei individuellen Rückfragen. Treten dieselben Fragen häu-figer auf, kann dies im Verlauf aufgegriffen und dann für alle nochmal erläutert werden. Diese Vorgehensweise wird durch 3D-PDF, Youtube-Videos und unser Lehrbuch unter-stützt. Die Mitarbeit ist immer sehr aktiv und diese Art der Übungen führt auch dazu, dass sich die Studierenden gegenseitig unterstützen und Hilfestellung geben.

3.3 Verwendete Materialien

In Folge (Tab. 1) werden die verwendeten Materialien tabellarisch aufgelistet:

Tabelle 1: Materialien und Dokumente

Beschreibung Art Verfügbar über

Skript zur VL Produktentwurf

PDF-Slides der Vor-lesungsfolien

Moodle

http://moodle.uni-duisburg-essen.de/login/index.php

Lehrbuch „Pro/ENGINEER Praktikum“

Lehrbuch und PDF-Auszüge

Moodle, Bibliothek, Springer als online Ressource

http://www.viewegteubner.de/Buch/978-3-8348-0599-7/Pro-ENGINEER-Praktikum.html

Tutorialvideos Kurze 15-Min Video-tutorials

Youtube-Channel

http://www.youtube.com/user/IPECAE

Übungsbauteile zum Selbststudium

3D-PDF und Zeich-nungen

Moodle

Übungsbaugruppen zum Selbststudium

3D-PDF, Zeichnun-gen und CAD-Modelle

Moodle

Vorlagen für die schrift-liche Ausarbeitung

MS Word, unter-schiedliche Versionen

Moodle

Richtlinie für die Aus-arbeitung

PDF Moodle

Qualitätssicherung und Zeitaufwendung 9

Aufgabenstellung mit Beschreibung der ge-forderten Inhalte incl. Checklisten für die Ab-gabetermine

PDF (siehe Anhang A1)

Moodle

Terminplan PDF (siehe Anhang A2)

Moodle

3.4 Lernerfolgskontrolle

In den vergangenen Semestern konnten die einzelnen Teams mit überwiegend gutem Ergebnis die Veranstaltung i. d. R. als bestanden abschließen. Die Lernerfolgskontrolle und Bewertung läuft seit dem vergangenen Durchgang im SS10 in der folgenden Art mit den entsprechenden Punkten für die Teilleistungen (vgl. auch Abbildung 1):

- Konzepttestat des gesamten Teams mit ersten Entwürfen, Aufgabenverteilung etc. (max. 15 Punkte)

- Individuelles CAD-Testat zum Thema Bauteile (max. 20 Punkte) - Individuelles CAD-Testat zum Thema Baugruppen und Zeichnungen (max. 20

Punkte) - Endabgabe der Hausarbeit des gesamten Teams (max. 45 Punkte).

Ab 50 Punkten wird die Veranstaltung als bestanden gewertet, wobei die Teilnahme an Konzept- und Endabgabe zwingend erforderlich ist.

Inwieweit die dieses Semester eingeführten Neuerungen zum Erfolg beigetragen haben kann erst am Ende des Semesters beurteilt werden. Die im vergangenen Semester einge-führten CAD-Testate, bei denen eine kurze individuelle Befragung zu den Inhalten der Übung erfolgt, haben zu einer großen Verbesserung geführt, da so jeder aufgefordert war sich auch mit dieser Thematik auseinanderzusetzten. Gezeigt hat sich dies insbesondere in der vom Lehrstuhl durchgeführten Veranstaltung „Rechnerunterstützter Bauteilentwurf“, in welcher die Studierenden in Folge des vorhergegangenen Produktentwurfes wesentlich besser waren, als in vorhergegangenen Semestern.

4. Qualitätssicherung und Zeitaufwendung

Die Hausarbeit wird schon seit dem Diplomstudiengang durchgeführt. Dort war es zu-nächst eine Teilleistung der Klausur. Seit Einführung des Bachelorstudienganges wurde die Hausarbeit (erstmalig im SS10) in der jetzigen Form als einzeln zu erbringende Leis-tung durchgeführt. Der Ablauf wurde seit dem SS10 im Wesentlichen beibehalten. Jedoch sind durch Rücksprache mit den Studenten und durch die von der Fakultät erfolgte Lehrevaluierung Verbesserungsvorschläge an uns herangetragen worden. Diese sind in der folgenden Tabelle 2 kurz aufgelistet. Entsprechende Konsequenzen sind ebenfalls gekennzeichnet.

Tabelle 2: Kritikpunkte und Konsequenzen

Kritikpunkt Konsequenz

Themenstellung nicht ausreichend reali-tätsbezogen

Ausführung in Kooperation mit der Fa. SIEMENS um eine Aufgabenstellung aus dem betrieblichen Alltag zu definieren

CAD-Übungen im Selbststudium schwer nachzuvollziehen

Videotutorials der Inhalte auf Youtube

Anhang 10

CAD-Übungen während der Übung schwer nachzuvollziehen

Lernsoftware zum Übertragen des Monitor-bildes an alle Rechner. In diesem Zeitraum muss die aktuelle Arbeit pausiert werden, es ist nur das von uns gewünschte Bild auf den Monitoren verfügbar. Sekundäre Lernsoftware die alle Maus- und Tastatur-eingaben mit überträgt

Übung zu schnell Mehr Tutoren zur individuellen Unterstüt-zung

Übung zu langsam Ergänzende Aufgabenstellungen für fortge-schrittene Studenten in Moodle verfügbar.

Keine klare Abgrenzung des Umfanges Definition von Mindest- und Maximalseiten-zahlen in Verbindung mit einer Formatvor-lage

Keine Checklisten zu geforderten Inhalten Checklisten im Rahmen der Aufgabestel-lung definiert

Studenten „drücken“ sich im Team um Teilaufgaben

Aufgabenverteilung und Projektplanung als eine Teilaufgabe im ersten Testat um Ein-zelleistungen im Zweifel selektieren zu können

Studenten vernachlässigen CAD-Teil CAD-Testate als individuelle Teilleistung der Hausarbeit mit 40% der erreichbaren Punkte

Schon nach der Vorstellung der diesjährigen Aufgabenstellung kann ein höheres Interes-se an der Aufgabenstellung und den verbunden Inhalten beobachtet werden. Teilweise wollen sich Studenten aus anderen Studiengängen die Leistung anerkennen lassen, weil sie die vermittelten Inhalte als sinnvoll erachten. Diese Möglichkeit wird ihnen auch gege-ben.

Die Durchführung erfordert jedes Jahr von Neuem einen hohen Aufwand. Für die Definiti-on der Aufgabenstellung sind mindestens 80 Stunden erforderlich, da auch die damit ver-bundenen CAD-Modelle erstellt werden müssen. Die Firma SIEMENS hat in diesem Se-mester beim Aufmaß und der Definition der Randbedingungen mitgewirkt und ca. 20 Ar-beitsstunden investiert. Jede Woche im Semester fallen dann je Übung mit Vor- und Nachbearbeitung ca. 2,5 Stunden für Mitarbeiter an. Dies führt zu ca. 18 Stunden für die Mitarbeiter und 36 für die Tutoren pro Semesterwoche. Die Gruppenbetreuung und Tes-tatkontrollen führen nochmal zu ca. 30 Stunden Arbeit im Semester für jeden Gruppenbe-treuer. Insgesamt folgen so ca. 500 Stunden in Summe, die seitens der Mitarbeiter auf-gewendet werden müssen. Für die Tutoren ergeben sich ca. 360 Stunden.

Dieser hohe Aufwand ist jedoch im Endeffekt als sinnvoll zu betrachten, da die Studenten mit dieser Leistung gut vorbereitet weitere Aufgabenstellungen wie z. B. Abschlussarbei-ten angehen können.

5. Anhang

Aufgabenstellung, Terminplan