Autos, medizinische Geräte, Photovoltaikanlagen – viele Alltagsgegenstände werden inzwischen automatisch gesteuert und bilden komplexe, so genannte „cyber-physische“ Systeme (CPS). Der Bedarf an Fachkräften, die diese intelligente Vernetzung von Software und Maschinen beherrschen und weiterentwickeln, ist groß. Um diesem wachsenden Bedarf gerecht zu werden, bieten akademische Einrichtungen eine Reihe von Modulen und Lehrplänen für die Ausbildung von CPS-Ingenieuren an. „Es gibt trotzdem eine Diskrepanz zwischen den Erwartungen von Industrie und Gesellschaft und den Kompetenzen von CPS-Absolventen“, weiß Elena Mäkiö. Sie ist Doktorandin am Fachbereich Technik der Hochschule Emden/Leer und wird von Prof. Dr. Armando Walter Colombo betreut.

In ihrer Doktorarbeit hat sie den pädagogischen Ansatz „T-CHAT“ entwickelt, um die besagte Lücke zu schließen. Dieser Ansatz stimmt sowohl das Lernen als auch das Lehren auf die Anforderungen an CPS-Ingenieurstudenten ab und bietet den Lehrkräften Vorschläge für die Gestaltung ihrer Module an. Dabei werden fünf verschiedene pädagogische Ansätze kombiniert: Wahrnehmungslernen, projektbasiertes, problembasiertes und forschungsbasiertes Lernen sowie Präsenzunterricht.

Ihren theoretischen Ansatz hat Mäkiö in vier verschiedenen CPS-relevanten Modulen umgesetzt, zwei davon an der Hochschule Emden/Leer und die restlichen an Partnerhochschulen in Warwick und Coventry, Großbritannien. Die Umfragen erfolgten unter Studierenden und in Form von Interviews mit Lehrenden. Einen Aufsatz zu ihrer Doktorarbeit hat Mäkiö zudem in der renommierten Fachzeitschrift „European Journal of Engineering Education“ veröffentlicht. „Die Studierenden haben nach eigenen Angaben große Fortschritte gemacht, beispielsweise beim Programmieren, und auch das Feedback der Lehrenden war sehr gut“, so die Doktorandin. Eins von den Modulen an der Hochschule in Emden wird unter der Anwendung von dem T-CHAT Ansatz weitergeführt.