Transfer in der Lehre - Skalierung hybrider Lehr- und Lernsettings

Durch kompetenzorientierte und studierendenzentrierte Lehr-/Lernsettings wie Challenge-Based Learning, Game-Based Learning, sowie KI-basierte Coaching-Formate fördern wir den Erwerb von Future Skills sowie eigenverantwortliches und kollaboratives Lernen.

Begleitend wurden die erprobten Lehr-/Lernsettings im Sinne des Scholarship of Teaching and Learning reflektiert und in Form von didaktischen Patterns sowie OER-Lizenzen der Lehrcommunity zur Verfügung gestellt.

Im Teilprojekt Transfer in der Lehre wurden erprobte Lehr- und Lernszenarien aus den Ingenieurwissenschaften erfolgreich weiterentwickelt, an neue Kontexte angepasst und auf weitere Anwendungssituationen übertragen. Zum Einsatz kamen dabei innovative Formate wie Challenge-Based Learning, Game-Based Learning und KI-gestütztes Coaching, die sowohl die curriculare Verankerung von Future Skills als auch eigenverantwortliches und kollaboratives Lernen fördern.

Die entwickelten Lehr-Lern-Settings wurden wissenschaftlich begleitet, reflektiert und im Sinne des Scholarship of Teaching and Learning (SoTL) dokumentiert. Zudem wurden die Konzepte in Form von didaktischen Patterns und Publikationen für die Lehrcommunity aufbereitet. Dadurch ist eine nachhaltige Nutzung und Weiterentwicklung in weiteren Modulen und Studiengängen sowie hochschulübergreifend gewährleistet.

Im Projekt konnten mehrere innovative Lehr- und Lernformate erprobt und erfolgreich weiterentwickelt werden. Dadurch entstanden sowohl für die Hochschule als auch für die Fach-Community neue Impulse und Konzepte, die transformatives Lernen ermöglichen und eine nachhaltige Bildung unterstützen.

Im Rahmen des Projekts REDiEE wurde das Lehrkonzept Challenge-Based Learning (CBL) in den Ingenieurwissenschaften erprobt und erfolgreich weiterentwickelt. Als kompetenzorientierter und studierendenzentrierter Ansatz trägt CBL dazu bei, Future Skills curricular zu verankern und ein Absolvent*innenprofil zu fördern, das den Umgang mit den komplexen Anforderungen einer dynamischen Arbeitswelt stärkt.

Während der Projektlaufzeit wurde an der TH Köln einmal pro Semester ein inter- oder transdisziplinäres Challenge-Format durchgeführt. Studierende entwickelten dabei in Teams innovative Lösungen für reale gesellschaftliche und globale Herausforderungen. Das Format wechselte zwischen einer hochschulinternen Challenge und der deutschlandweiten „Ingenieure ohne Grenzen Challenge“ (IoGC), die gemeinsam mit der TU Dortmund, der RWTH Aachen, der Bergischen Universität Wuppertal und Ingenieure ohne Grenzen e. V. umgesetzt wurde.

Die Ergebnisse zeigen, dass die studentischen Teams durch die Arbeit an interdisziplinär angelegten Fragestellungen nicht nur praxisnahe Lösungen erarbeiteten, sondern auch ihre Kompetenzen in den Bereichen Problemlösung, Teamarbeit und Reflexion vertieften. Die entwickelten Konzepte reichten von Ideenskizzen bis hin zu Prototypen und konnten – je nach Challenge – sogar in die reale Umsetzung überführt werden.

Darüber hinaus wurde der CBL-Ansatz im Projekt auf weitere Module ausgeweitet, insbesondere im Modellstudiengang Product Engineering and Context, wodurch die nachhaltige curriculare Verankerung von CBL an der TH Köln weiter gestärkt werden konnte.

Mit dem Mixed-Reality-Game FutureING wurde eine innovative Lernumgebung geschaffen, in der Studierende interaktiv Kompetenzen in Projektmanagement, Kommunikation und Teamarbeit trainieren konnten. Die Arbeits- und Teamprozesse wurden in begleitenden Coaching-Sessions reflektiert – unterstützt durch studentische Tutor*innen und KI-basierte Coaching-Elemente.

Die Lernumgebung setzt sich aus mehreren Modulen zusammen: Die TrainING-Center-Website bietet Vorlesungsvideos und gamifizierte Inhalte, die mit einem AR-Modul zur Planung einer Produktionshalle kombiniert werden, um Planungskompetenz und Teamarbeit zu fördern. Ergänzend dazu vermittelt ein Desktop-Modul Fähigkeiten in Produktmanagement, Wartung und Kommunikation. Darüber hinaus wurde ein Haptic-Feedback-Modul als Prototyp entwickelt, mit dem untersucht wurde, wie haptisches Feedback im Game-Based Learning wirksam eingesetzt werden kann.

Für diesen innovativen Ansatz wurde FutureING 2024 bei den internationalen E-Learning Awards in der Kategorie Blended Learning Experience mit dem Bronze Award ausgezeichnet (Pressemitteilung).

Neben FutureING entstand mit dem Point-and-Click-Adventure „Welten der Werkstoffe“, ein weiteres Format, das als Flipped-Classroom-Element sowohl Studierende verschiedener Ingenieurwissenschaften als auch allgemein Interessierte anspricht. Das Spiel vermittelt auf spielerische und praxisnahe Weise ein grundlegendes Verständnis der Werkstofftechnik und macht zentrale Inhalte der Disziplin interaktiv erfahrbar.

KI-basierte Coaching-Chatbots wurden entwickelt und evaluiert, um Reflexions- und Feedbackprozesse zu teilautomatisieren und für große Gruppen skalierbar zu machen. Der Fokus lag dabei auf dem effektiven, effizienten und sicheren Einsatz von Large Language Models zur Gesprächsführung und zur Erzeugung natürlicher Sprache.

Die Begleitforschung spielte eine zentrale Rolle: Im Promotionsprojekt von Vanessa Mai sowie in mehreren wissenschaftlichen Abschlussarbeiten wurde die Wirksamkeit der Chatbots und die beziehungsbildenden Faktoren im Coaching umfassend untersucht. Dazu zählen die Masterarbeiten von Alexander Bauer und Christian Deggelmann, die Bachelorarbeit von Haadi Maloko sowie begleitende Studien, an denen unter anderem Maximilian Koch beteiligt war.

Ein Beispiel für diese Arbeit ist der StudiCoachBot, der Studierende mit Prüfungsangst durch lösungs- und ressourcenorientierte Coachingansätze unterstützt. Er fördert Selbstreflexion und lösungsorientiertes Denken in einer bewertungsfreien Umgebung. Entwickelt wurde der Bot von einem interdisziplinären Team aus Studierenden, Lehrenden und Coaches aus den Bereichen Psychologie, Maschinenbau, Kommunikationswissenschaft und Informatik. Für diesen innovativen Ansatz erhielt der StudiCoachBot 2023 den Delina Award (Pressemitteilung).

Darüber hinaus sind weitere Bots entstanden: Der StudiInfoBot befindet sich in der Konzeptionsphase und soll Studieninteressierten künftig die Möglichkeit bieten, sich gezielt über die Maschinenbaustudiengänge der Fakultät F09 zu informieren. Der HIP-Bot begleitet interdisziplinäre Projektgruppen bei der Teamarbeit und reflektiert Teamprozesse während der Projektwoche. Er wurde bereits mehrfach als Prototyp in der hochschulweiten Interdisziplinären Projektwoche eingesetzt – zuletzt im Sommersemester 2025. Ergänzend dazu unterstützt der MPEC-Bot einzelne Studierende, indem er sie auf Reflexionsprozesse vorbereitet, die im Verlauf des Bachelorstudiengangs Maschinenbau – Product Engineering and Context (MPEC) entscheidend sind.

Alle Bots verfolgen ein gemeinsames Ziel: Sie regen Reflexionsprozesse bei Studierenden an und fördern dadurch ihr selbstgesteuertes Lernen.