Digitale Labore 4.0 – Kick-off für Projekt Cross-Reality Labore in der Hochschullehre

Versuchsaufbau in einem chemischen Labor
Ein reales Labor, das sich digital von einem anderen Ort aus steuern lässt, wird zu einem hochschulübergreifenden, interdisziplinären Netzwerk von digitalisierten Labormodulen, die je nach Bedarf für verschiedene Lehrveranstaltungen eingesetzt werden können. Das ist die Vision des Projekts CrossLab.

„Bisherige digitale Labore, die als Simulation oder mit realer, über das Internet steuerbarer Hardware umgesetzt werden, bieten nicht nur unter Corona-Bedingungen viele Vorteile. Beide Formate erlauben in hohem Maße eine zeitliche und räumliche Flexibilität für Studierende, garantieren eine maximale Sicherheit und erlauben die unmittelbare Einbettung in verschiedene Lehrformen“, erklärt Projektleiter Prof. Sebastian Zug. Allerdings bleibt die Installation einer kleinen Zahl von Lehrenden der eigenen Veranstaltungen vorbehalten. Trotz inhaltlicher Überdeckung können die digitalen Labore wegen der statischen Konfiguration, die auf ein individuelles Lernziel hin entwickelt wurde, kaum von anderen Interessenten genutzt werden. Die Experimente sind mit Blick auf die möglichen Ein- und Ausgaben, Visualisierungen oder die Parameterauswahl sehr genau festgelegt und damit für andere Lehrende mit einem geringfügig verschobenen Lernziel nur beschränkt einsetzbar.

Das mit dem Kick-Off-Treffen vom 20. bis 22. September offiziell gestartete Projekt CrossLab zielt darauf, diese Lücke zu schließen und neue Konzepte für die Modularisierung von digitalen Laboren zu entwerfen. „Bisher fehlt die Variabilität, die Laborkonfiguration auf die Lehre anzupassen, beziehungsweise diese im Sinne einer Industrie 4.0 variabel zu kombinieren“, so Prof. Sebastian Zug. Ein Team der TU Bergakademie Freiberg, das Expertinnen und Experten für digitale Labore aus den Instituten für Informatik, Technische Chemie sowie Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung mit den Kompetenzen des Sprachenzentrums vereint, arbeitet an dieser Aufgabe gemeinsam mit Partnerhochschulen. Dabei bringen die TU Ilmenau, die TU Dortmund und die Nordakademie aus Elmshorn langjährige internationale Erfahrungen im Bereich digitaler Labore sowie die notwendige labor-didaktische Expertise und den Anwendungsbezug in das Vorhaben ein. Die Stiftung Innovation in der Hochschullehre fördert das Verbundvorhaben mit insgesamt 4,8 Millionen Euro.

Ziel des Projekts ist ein hochschulübergreifendes, interdisziplinäres Netzwerk von digitalisierten Labormodulen. Dabei sollen die einzelnen digitalen Labore der verschiedenen Standorte variabel miteinander verschalten werden, um eine bedarfsbezogene, studierenden-zentrierte Lehre zu ermöglichen. „Ein Lehrender aus Ilmenau nutzt Infrastrukturen in Dortmund für eine Bachelorvorlesung, während das gleiche System in einer angepassten Konfiguration für ein Seminar der Nordakademie Verwendung findet“, beschreibt Prof. Urs Peuker, Prorektor für Strukturentwicklung an der TU Bergakademie Freiberg, den Anspruch an ein künftiges CrossLab. Das Projektteam wird in den kommenden drei Jahren die technischen und die didaktischen Konzepte für die Realisierung dieser Idee entwickeln und die entstehenden digitalen Labore in ihrer Wirkung hochschulübergreifend evaluieren.

Fragen beantwortet / Contact: 
Prof. Sebastian Zug, Sebastian.Zug@informatik.tu-freiberg.de