Design und Evaluierung von digitalen Lehrmethoden in ingenieurwissenschaftlichen Hochschullehrveranstaltungen an der Technischen Universität Wien

Abstract

Durch die Auswirkungen der digitalen Transformation werden maßgebliche Veränderungen in Produktion und Wirtschaft prognostiziert. Dies wirkt sich auch in direkter Folge auf die darin tätigen Beschäftigten aus. Digitale Kompetenzen werden zu einer Schlüsselqualifikation der Arbeitskraft von morgen. Die formalen Bildungsstätten haben den Auftrag diese Kompetenzen für die unterschiedlichen Qualifikationsstufen zu vermitteln. Besondere Stellung nimmt hier die Hochschule ein, welche einerseits Vermittler, anderseits auch Treiber dieser Veränderungen ist. Das Wissen über digitale Technologien und die Vermittlung können nicht getrennt betrachtet werden. Die Nutzung digitaler Technologien zur Vermittlung digitaler Kompetenzen hat sich als zweckmäßig erwiesen. Hierfür ist jedoch eine systematische und strukturierte Planung der Umsetzung notwendig, um die gewünschten Leistungs- und Qualitätssteigerungen zu erzielen. Diese Steigerungen sind auch im Sinne politischer Entscheidungsträger, welche die Verbreitung der Digitalisierung in der Hochschullehre zu Hochprioritätszielen erklärt haben. Besonderen Stellenwert nehmen hier die Fachgebiete Mathematik, Informatik Naturwissenschaft und Technik (MINT) ein, welche als Motor des technischen Fortschritts gesehen werden. Die Ingenieurwissenschaften, in diesem Fall abgebildet durch die Technik, wird als Untersuchungsgebiet dieser Arbeit ausgewählt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die grundlegenden Anforderungen für den Einsatz digitaler Technologien in der Hochschullehre untersucht und mittels systematischer Literaturrecherche passende Formate für eine bestehende Lehrveranstaltung aus dem Bereich der Ingenieurwissenschaften konzipiert und umgesetzt. In einer anschließenden Befragung mittels Online-Fragebogen wurden umfangreiche Daten über die Auswirkungen auf die Hörer erhoben. Anhand einer qualitativen und quantitativen Evaluierung wurden Unterschiede zwischen den einzelnen Formaten untersucht und dokumentiert, sowie Auswirkungen auf den Leistungsnachweis beforscht. Die Ergebnisse der Befragung, sowie die nachgewiesenen Auswirkungen wurden abschließend mit den Spannungsfeldern der Digitalisierung in der Hochschullehre reflektiert und daraus Schlussfolgerungen für die Integration digitaler Technologien in die ingenieurwissenschaftliche Hochschullehre gezogen.

Due to the effects of the digital transformation, significant changes in production and economy are prognosticated. This will also have a direct impact on the employees working there. Digital skills will become a key qualification of tomorrow's workforce. The formal educational institutions have the responsibility to impart these competences for the different qualification levels. The university plays a special role here, being both a instructor and a driver of these changes. The knowledge about digital technologies and teaching cannot be considered separately. The use of digital technologies for teaching digital skills has proven to be beneficial. However, this requires systematic and structured planning of implementation in order to achieve the desired improvements in performance and quality. These increases are also in the interests of political decision-makers who have declared the dissemination of digitalization in university teaching to be a top priority. Of particular importance here are the subject areas of science, technology, engineering, and mathematics (STEM), which are seen as drivers of technical progress. The engineering sciences are chosen as the area of investigation for this thesis. Within the scope of this thesis, the basic requirements for the use of digital technologies in university teaching were examined and, by means of systematic literature research, suitable formats for an existing course in the field of engineering sciences were designed and implemented. In a subsequent survey using an online questionnaire, extensive data on the effects on the students were collected. Based on a qualitative and quantitative evaluation, differences between the individual formats were investigated and documented, and effects on the achievement record were researched. Finally, the results of the survey and the identified effects were reflected on the tensions between digitalization in higher education teaching and conclusions were made regarding the integration of digital technologies in higher education teaching in the engineering sciences.