Moving hands-on mechanical engineering experiences online: Course redesigns and student perspectives

Hands-on lab experiences are essential for enabling students to be successful engineers, especially those who identify as kinesthetic learners. This case study describes how a Mechanical Engineering Practice course sequence was redesigned during the COVID-19 emergency transition to remote learning and examines how students responded to these changes. The remote course included videos of Graduate Teaching Assistants conducting data acquisition phases of the practice session to replace hands-on experiments. To understand student perspectives and performance, researchers reviewed approximately 400 reflective essays from Spring 2020 and compared assignment submissions between Fall 2019 and Spring 2020. Results suggest that some students perceived the loss of hands-on activities as detrimental to their learning and it was not comparable to face-to-face counterparts. Furthermore, students felt forced to develop self-directed learning skills. However, in contrast to student comments in reflective essays, comparisons of assignment submissions suggested that students in Spring 2020 did not receive lower grades or have a reduced demonstration of conceptual knowledge obtained in the course

Integrating Remote Labs into Personal Learning Environments - Experiential Learning with Tele-operated Experiments and E-portfolios

The use of laboratories in Higher Engineering Education is an adequate opportunity to implement forms of experiential learning like problem-based or research-based learning into manufacturing technology. The introduction of remote laboratories gives students the opportunity to do self-directed research and by that having their own and unique learning experiences. Recently finished research projects, e.g. the PeTEX project, implemented research-based learning by deploying real laboratory equipment without being physically in the laboratory but by accessing it via the Internet. One essential question in this context is on the one hand how the student can document his/her own learning processes and how the teacher can guide the student through these processes on the other hand. The proposed solution in this paper is a personal learning environment that integrates a remote lab and an e-portfolio system. E-portfolios enable the student to individually and collectively document and reflect what he/she has been doing and to share his/her outcomes with others. The paper outlines the important role that e-portfolios can play as personal learning environments to experience remote laboratory work and to foster creative attitudes

Labordidaktik in the making

In den der kumulativen Dissertation zugrundeliegenden labordidaktischen Forschungsarbeiten wurden folgende drei übergeordneten Forschungsfragen bearbeitet: Vor welchen aktuellen und zukünftigen Herausforderungen steht das Lehren und Lernen in ingenieurwissenschaftlichen Fachlaboren? Wie lässt sich das Lehren und Lernen in den Fachlaboren theoretisch fassen und empirisch untersuchen? Wie lässt sich die Laborlehre anwendungs- und kompetenzorientierter gestalten, um den identifizierten Herausforderungen möglichst wirksam begegnen zu können? Als Ausgangspunkt der labordidaktischen Forschungen wurde das Fachlabor zunächst als eine labordidaktisch vernachlässigte Situation identifiziert und in der Folge als Desiderat der ingenieurwissenschaftlichen Lehre und der Ingenieurdidaktik gekennzeichnet. Daran anschließend wurde die multiple Triangulation als übergeordnetes und integrierendes Forschungsdesign der kumulierten Einzelstudien herausgearbeitet und theoretisch fundiert. Eigentliches Ziel des Kumulus war es, sieben in unterschiedlichen Forschungsdesigns entstandene Veröffentlichungen nachträglich in ein Bigger Picture so einzuordnen, dass eben genau dies im Prozess des Einordnens entsteht: ein Bigger Picture als Forschungsprogramm unter dem Label einer im Werden befindlichen Labordidaktik der Ingenieurwissenschaften. Dabei sind berufliche Handlungskompetenz, Ingenieurkreativität, Lernen und Arbeiten 4.0, Innovation und Entrepreneurship und die damit in Verbindung stehende emotionale Bewältigung von Herausforderungen als labordidaktische Dimensionen herausgearbeitet worden, mit denen es möglich ist, eine zukunftsfähige kompetenzorientierte Laborausbildung entwickeln zu können