Geotechnik-Netzwerk für Innovationen in der Lehre
Einsatz von Escape-Räumen in der Geotechnik-Lehre
Prof. Dr. A. Kirsch, FH Aachen, Prof. Dr. K. Kluge, HS Mainz, Prof. Dr. C. Budach, TH Köln, 2024 – 2025
Während Escape-Räume bereits vor vielen Jahren erfolgreich Einzug in die Unterhaltungsbranche gehalten haben, werden edukative Escape-Räume im Bildungsbereich deutlich seltener eingesetzt. Im Projekt „Einsatz von Escape-Räumen in der Geotechnik-Lehre“ wurde gemeinsam erarbeitet, welche Arten von Aufgaben und Rätsel bei Escape-Räumen möglich sind und wie sich diese auch auf die Hochschullehre übertragen lassen. Dabei geht es darum, Fachinhalte, wie zum Beispiel die Durchführung und Auswertung von Laborversuchen, zu vermitteln und ingenieurtechnische Problemstellungen spielerisch zu lösen.
Alle drei Professor*innen entwickelten edukative Escape-Räume aus dem Bereich der Geotechnik. Dabei haben die teilnehmenden Studierenden jeweils das Ziel, sich aus einem geotechnischen Labor zu befreien. Die vorgestellten Lösungspfade und Rätselbeispiele für Escape-Räume sollen Inspiration für eine Übertragung in andere Bereiche des Bauingenieurwesens liefern, bei denen z. B. auch Laborpraktika oder -übungen stattfinden. Ergebnisse des Projekts sind in verschiedenen Veröffentlichungen präsentiert worden.
Erstellen von Lehrvideos zu geotechnischen Feld- und Laborversuchen
Prof. Dr. A. Kirsch, FH Aachen, Prof. Dr. K. Kluge, HS Mainz, Prof. Dr. C. Budach, TH Köln, 2021 – 2025
Die Idee zur Erstellung der Videos entstand während der Corona-Pandemie 2021, als neue Wege gefunden werden mussten, um den Studierenden weiterhin eine qualitativ hochwertige Ausbildung zu bieten, ohne dass diese ein geotechnisches Labor betreten konnten. Das digitale Angebot an frei zugänglichen Lehrfilmen, die auf die Bestimmung wichtiger bodenmechanischer Kenngrößen eingingen, war sehr begrenzt. Viele der vorhandenen Lehrfilme waren nur auf Englisch verfügbar bzw. basierten nicht auf den derzeit in Deutschland gültigen Normen. Aus diesem Grund wurden an der HS Mainz, der TH Köln und der FH Aachen für ca. 20 geotechnische Feld- und Laborversuche deutschsprachige Lehrfilme erstellt, die die jeweiligen Feld- und Laborversuche detailliert und anschaulich erklären. Diese Videos wurden zunächst nur innerhalb der beteiligten Hochschulen innerhalb von Grundlagenfächern oder als Vorbereitung zu Praktika genutzt. Aufgrund der positiven Resonanz wurden die Lehrfilme anschließend über Youtube auch externen Partnern zur Verfügung gestellt, so dass auch andere Hochschulen bzw. Universitäten und Geotechniker*innen von diesen Filmen profitieren können. Die Lehrfilme sind so Bestandteil vieler Lehrveranstaltungen geworden und unterstützen die Studierenden in der Lehre der Geotechnik. Das Projekt wurde von allen drei Hochschulen finanziell gefördert.
Die Lehrvideos sind unter: https://www.youtube.com/@Geotechniksichtbarmachen verfügbar.
Decoding the Disciplines: Mehrere Expert*innen widmen sich einem gemeinsamen Bottleneck
Prof. Dr. A. Kirsch, Prof. Dr. M. Barnat, Dr. B. Foltz, FH Aachen, Prof. Dr. K. Kluge, HS Mainz, Prof. Dr. C. Budach, TH Köln, 2021 – 2022
Disziplinspezifische Lehr- und Lernhürden („bottlenecks“) erschweren oftmals den Lernprozess, ohne dass diese von den Lehrenden als Expert*innen ihres Fachs wahrgenommen werden. In dem hochschulübergreifenden Projekt „Decoding the Disciplines: Mehrere Expert*innen widmen sich einem gemeinsamen Bottleneck“ wurde erarbeitet, wie Decoding the Disciplines-Interviews mit mehreren Lehrenden ein und desselben Fachs (Geotechnik) zur selben Lernhürde für die Weiterentwicklung der Lehre genutzt werden können. Dabei wurde ein systematischer Prozess zur Identifikation der Bottlenecks am Beispiel der Vertikalspannungsverteilung im Boden herangezogen, um unterschiedliche Herangehensweisen bei der Berechnung dieser Spannungsverteilung und dabei auftretende Hürden herauszuarbeiten. Anschließend wurde die kollaborative Weiterentwicklung der Lehre vorangetrieben, indem konkret auf das untersuchte Bottleneck bezogene Lehr-Lern-Materialien wie z. B. mit Boden gefüllte Plexiglaswürfel (s. u.) und Einsatzszenarien für das Fach Geotechnik gemeinsam entwickelt wurden.
Concept Inventories für die Geotechnik
Prof. Dr. A. Kirsch, FH Aachen, Prof. Dr. W. Fellin, Universität Innsbruck, Prof. Dr. R. Sonnenberg, HS Magdeburg-Stendal
Dieses Projekt untersucht die Entwicklung geotechnischer Concept Inventories zur Erfassung zentraler Kompetenzen in der Ausbildung des Bauingenieurwesens. Ausgangspunkt der Studie war die Notwendigkeit, grundlegende geotechnische Fähigkeiten klar zu definieren und zugleich geeignete Verfahren zu ihrer Überprüfung zu etablieren. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen erwies sich das Netzwerk GeNIaL als große Hilfe.
Im Rahmen eines systematischen Vorgehens wurden zunächst wesentliche Kompetenzen identifiziert, daraus Lernziele abgeleitet, Testfragen entwickelt und schließlich eine Befragung von Studierenden an sechs Hochschulen des Netzwerks GeNIaL durchgeführt. Darüber hinaus kam Peer Teaching als Strategie des aktiven Lernens zum Einsatz, um das Verständnis der Studierenden zu fördern. Die ersten Ergebnisse der Erhebung zeigten die große Bandbreite im (Miss-)Verständnis der Studierenden und machten zugleich typische Fehlvorstellungen sichtbar.
Das Projekt liefert damit wertvolle Erkenntnisse für die Weiterentwicklung von Bewertungsinstrumenten und für den gezielten Ausbau von Concept Inventories, die speziell auf die geotechnische Ingenieurausbildung zugeschnitten sind. Es bildet die Grundlage für eine weitere Kooperation zu diesem Thema auf internationaler Ebene unter Beteiligung des Technical Committee 306 (Geo-engineering Education) der International Society of Soil Mechanics and Ground Engineering (ISSMGE).
Umfrage zum Stand der digitalen Lehre in der Geotechnik und Gründung des GeNIaL-Netzwerks
Prof. Dr. K. Kluge, HS Mainz, Prof. Dr. A. Kirsch, FH Aachen, Prof. Dr. C. Budach, TH Köln, 2021 – 2022
Der Mehrwehrt der gemeinschaftlichen Entwicklung von Lehrmaterialien wurde während des Projekts „Erstellen von Lehrvideos zu geotechnischen Feld- und Laborversuchen“ sehr deutlich. Daraus ergab sich die Frage, ob – und wenn ja, wo – bereits ähnliche Projekte durchgeführt wurden. Mit der Intention, weitere Lehrmaterialien für die Geotechnik-Lehre gemeinschaftlich zu erstellen und sich über Lehrthemen auszutauschen, entstand die Idee einer Umfrage, um sowohl Bestand und Art des Einsatzes digitaler Lehrmaterialien im Fachgebiet Geotechnik zu erforschen als auch weitere Lehrende für das schon bestehende Netzwerk der drei Professoren zu gewinnen.
Mit diesem Ziel führten die Professoren im Zeitraum von Dezember 2021 bis Januar 2022 eine Umfrage unter den etwa 90 deutschsprachigen Professorinnen und Professoren durch, die im Bereich der Geotechnik in Deutschland, Österreich und der Schweiz an Universitäten und Fachhochschulen tätig sind. Die anonyme Umfrage bestand aus ca. 50 Fragen, wobei der Fokus auf den Grundlagenfächern der Geotechnik mit den Inhalten Bodenmechanik und Grundbau lag. Es beteiligten sich knapp die Hälfte der Angeschriebenen, die Ergebnisse der Umfrage wurden in der Zeitschrift geotechnik veröffentlicht.
In der Umfrage gab etwa die Hälfte der teilnehmenden Personen an, Interesse an einem Netzwerk zum gemeinsamen Erstellen und Nutzen von Lehrmaterialien zu haben. Im Mai 2022 fand daher das erste Treffen statt. Das Netzwerk nennt sich „Geotechnik-Netzwerk für Innovationen in der Lehre“ (GeNIaL) – bis Anfang 2026 fanden 25 weitere Netzwerktreffen statt, fünf davon in Präsenz, beteiligt sind etwa 20 Personen.