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Tag der Lehre 2012 Maurizio MUSSO, Fachbereich Materialforschung und Physik, Universität Salzburg, Hellbrunnerstrasse 34, 5020 Salzburg Vertiefung von.

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1 Tag der Lehre 2012 Maurizio MUSSO, Fachbereich Materialforschung und Physik, Universität Salzburg, Hellbrunnerstrasse 34, 5020 Salzburg Vertiefung von Methoden- und Forschungskompetenz mittels Ringpraktikumsversuchen Bachelor Ingenieurwissenschaften PLUS-TUM

2 2 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Bachelor Ingenieurwissenschaften, Qualifikationsprofil Aus dem Curriculum für das Joint-Degree-Studium Ingenieurwissenschaften (Bachelorstudium) an der Paris Lodron-Universität Salzburg PLUS und an der Technischen Universität München TUM § 1. Qualifikationsprofil Technischer Fortschritt kann nur realisiert werden, wenn von Seite der Ingenieure naturwissenschaftliche Grundlagen in der Realisierung anwendungsorientierter Applikationen verwertet werden. Das gemeinsame Bachelor-Studium der Ingenieurswissenschaften an der Technischen Universität München (TUM) und an der Paris Lodron Universität Salzburg (PLUS) führt in die Grundlagen der Naturwissenschaften (Physik, Chemie, Mathematik) und der Technischen Wissenschaften (Maschinenwesen, Elektrotechnik, Verfahrenstechnik) ein. Die Absolventinnen und Absolventen dieser Studienrichtung erlernen die dazu notwendigen theoretischen Kenntnisse, und erlangen praktische Erfahrungen mit modernen Messtechniken sowie mit computergestützter Datenverarbeitung umzugehen. Das im Bachelor-Studium inkludierte Pflichtpraktikum in Unternehmen und/oder außeruniversitären Forschungseinrichtungen erhöht ihre praktische, anwendungsorientierte Erfahrung.

3 3 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Aus dem Curriculum für das Joint-Degree-Studium Ingenieurwissenschaften (Bachelorstudium) an der Paris Lodron-Universität Salzburg PLUS und an der Technischen Universität München TUM § 1. Qualifikationsprofil Durch das Bachelor-Studium Ingenieurwissenschaften werden die Absolventinnen und Absolventen somit zur Lösung naturwissenschaftlicher und technischer Problemstellungen befähigt. Insbesondere werden sie qualifiziert: mit modernen technischen und wissenschaftlichen Methoden zu arbeiten; wissenschaftliche und technische Erkenntnisse in viele Industriebereiche und F&E- Einrichtungen einzubringen; fächerübergreifend zur Lösung wissenschaftlich-technischer Probleme unter ingenieurmäßiger Anwendung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse beizutragen; mit allen Ingenieurwissenschaften und Naturwissenschaften, wie z.B. Materialwissenschaften, Physik, Chemie, Geowissenschaften, Biologie, etc., mit der Medizin und mit den Umweltwissenschaften zusammenzuarbeiten Bachelor Ingenieurwissenschaften, Qualifikationsprofil

4 4 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Aus dem Curriculum für das Joint-Degree-Studium Ingenieurwissenschaften (Bachelorstudium) an der Paris Lodron-Universität Salzburg PLUS und an der Technischen Universität München TUM § 10. Ringpraktikum Im Ringpraktikum (6 ECTS) sollen die Studierenden ihre methodischen Kenntnisse in diversen Forschungsgruppen und an verschiedenen Geräten der TUM oder der PLUS vertiefen und an die praktische Forschung und Entwicklung herangeführt werden. Die Studierenden müssen 9 Versuche positiv absolvieren (pro Versuch ist ein durchschnittlicher Zeitaufwand von 0.66 ECTS = 2 Tagen zu veranschlagen). An der TUM und der PLUS sind dazu je 6 Versuche bzw. Stationen aufgebaut. Dies bedingt, dass mindestens 3 Versuche entweder an der TUM oder der PLUS durchgeführt werden müssen. Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

5 5 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Betonung: Präsentation der Forschungsgebiete der einzelnen Arbeitsgruppen Mössbauerspektroskopie (Lottermoser) Quantitative Phasenanalyse mittels Röntgenbeugung (Redhammer) FT-Ramanspektroskopie und Raman-Mikroskopie (Musso/Sereni) Röntgenfluoreszenzanalyse - quantitative und qualitative Analyse (Finger) Dünnschichtabscheidung (Sputtern) und Charakterisierung der erhaltenen Schichten (Dittrich) Bau einer Farbstoff-sensibilisierten Solarzelle und Ermittlung der Kenngrößen (Dittrich) Brillouinspektroskopie an Flüssigkeiten (Asenbaum/Pruner) Differential Scanning Calorimetry (Dachs/Benisek) Herstellung von hochporösen Aerogelen über Extraktion mit überkritischen Fluiden (Hüsing) Synthese von Nanoteilchen (TiO 2 oder LiMnPO 4 ) über mikrowellenunterstützte Hydrothermalsynthesen (Hüsing) Sol-Gel Chemie: vom Molekül zum Material (Hüsing) Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum, Versuche an der PLUS

6 6 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Betonung: Präsentation von Versuchsmethoden Versuche aus dem Praktikum Werkstoffkunde (Koll/Swetly, Lehrstuhl für Werkstoffkunde und Werkstoffmechanik der TUM ) Gefügeanalyse: Es werden die Probenpräparation (Herstellung metallografischer Anschliffe und chemisches Anätzen zur Kontrastierung) und Beurteilung unterschiedlicher Werkstoffgefüge vermittelt. Bildanalyse: Wichtige Werkstoffkennwerte wie beispielsweise Korn-, Partikelgrößen und Phasenanteile können zur Interpretation von mechanischen Daten über die quantitative Bildanalyse erfasst werden. Diffusion: Es wird der Einfluss der Diffusion bestimmter Elemente auf die Härte als auch auf das Werkstoffgefüge diskutiert. Röntgendiffraktometrie: Qualitative und quantitative Phasenbestimmung von Werkstoffen und Ermittlung von Eigenspannungen und Vorzugsorientierungen (Texturen) in Werkstücken/-Bauteilen (vorbereitete Proben, wie auch von den Studierenden selbst mitgebrachte Proben). Rasterelektronenmikroskopie: Werkstoffe werden bei sehr hoher Vergrößerung und Schärfentiefe untersucht. Zusätzlich stehen Detektoren zur chemischen Analyse zur Verfügung zur Untersuchung beispielsweise von Schadensstücken. Ausscheidungshärtung: Eine Festigkeitssteigerung von Legierungen ist unter bestimmten Voraussetzungen über die Bildung von Ausscheidungen möglich. Es wird der Einfluss der Auslagerungszeit und -temperatur auf die Festigkeit einer Aluminium-Legierung untersucht. Stirnabschreckversuch: Die Härtbarkeit von Stahl wird bestimmt. Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum, Versuche an der TUM

7 7 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Versuche aus dem Praktikum Werkstoffprüfung (Taxer, Lehrstuhl für Werkstoffkunde und Werkstoffmechanik der TUM) Zugversuch: Bestimmung von wichtigen mechanischen Kenngrößen wie beispielsweise der Streckgrenze und der Zugfestigkeit von Werkstoffen. Bruchzähigkeit: Werkstoffe leisten einen Temperatur-abhängigen Widerstand gegenüber Risswachstum. Es wird der mechanische Kennwert ermittelt, bei dem die Rissausbreitung instabil wird und ein Gewaltbruch eintritt. Zerstörungsfreie Prüfung: Qualitätskontrolle von Bauteilen mittels physikalischer Effekte ohne das Bauteil selbst zu beschädigen. Mehrere verschiedene Prüfverfahren werden vorgestellt und ausgewertet. Dehnmessstreifen: L okale Dehnungen in Bauteilen werden mit Dehnmessstreifen gemessen und die zugehörigen Spannungen berechnet. Härteprüfung: Die Härte eines Werkstoffs beschreibt dessen Widerstand gegenüber das Eindringen eines Prüfkörpers und stellt eine wichtige Werkstoffeigenschaft dar. Verschiedene Härteprüfverfahren, deren Durchführung und Auswertung werden vorgestellt. Zeitstandversuch: Die Zeitstandfestigkeit ist eine wichtige Werkstoffkenngröße, welche die Einsatzdauer, -temperatur und Belastbarkeit von Bauteilen begrenzt. Die Zeitstandfestigkeit unterschiedlicher Werkstoffe wird mithilfe des Zeitstandversuchs ermittelt. Kerbschlagbiegeversuch: Mithilfe des Kerbschlagbiegeversuchs werden die Zähigkeitseigenschaften eines Werkstoffs bestimmt, welche von dessen Spannungszustand, der Belastungsgeschwindigkeit und der Temperatur abhängig sind. Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum, Versuche an der TUM

8 8 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Leitfragen: Erhalten Studierende in Ihrem Fach im Rahmen ihres Studiums Einblick in die Forschung? -Ja, speziell an der PLUS durch die Präsentation der Forschungsgebiete der einzelnen Arbeitsgruppen, einerseits im Rahmen der Vorbesprechung zum Ringpraktikum, andererseits im Rahmen der von den Studierenden ausgewählten Praktikumsbeispielen Erfahren Studierende im Rahmen ihres Studiums wie Forschungsergebnisse in ihrem Fach zustande kommen? -Ja, im Rahmen des Ringpraktikums durch die Präsentation von aktuellen Forschungsergebnissen der einzelnen Arbeitsgruppen -Ja, im Rahmen der Pflichtlehrveranstaltung Seminar für Materialwissenschaften und Physik z.B. durch die Präsentation von aktuellen Forschungsergebnissen der einzelnen Arbeitsgruppen und von Gastvortragenden durch die Präsentation der eigenen Bachelorarbeit im Form eines Seminarvortrages Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

9 9 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Leitfragen: Welche Möglichkeiten gibt es bei den gegebenen Rahmenbedingungen (Größe des Fachbereichs, Anzahl der Studierenden, Studienplan …), Studierenden Szenarien Forschenden Lernens zu eröffnen (im Sinne eines didaktischen Ansatzes; also etwa die Bearbeitung eigener kleiner Forschungsprojekte in Seminaren)? -Präsentation der Bachelorarbeiten von Seite der Studierenden im Form eines Seminarvortrages im Rahmen der Pflichtlehrveranstaltung Seminar für Materialwissenschaften und Physik Aus dem Curriculum für das Joint-Degree-Studium Ingenieurwissenschaften (Bachelorstudium) § 11. Bachelor-Thesis (1) Die Bachelor-Thesis (7 ECTS) kann wahlweise an der TUM oder der PLUS durchgeführt werden. Die Studierenden sollten in dieser Arbeit eine überschaubare Forschungsaufgabe lösen bzw. ein definiertes wissenschaftliches Problem bearbeiten. Relevante Literatur zu diesem Thema, Aufgabenstellung, verwendeten Methoden, Ergebnisse und deren Diskussion sind schriftlich darzustellen und in einer kompakten Arbeit abzuliefern. Es ist darauf zu achten, dass Ergebnisse und Diskussion getrennt zu halten sind. Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

10 10 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Aus dem Curriculum für das Joint-Degree-Studium Ingenieurwissenschaften (Bachelorstudium) § 11. Bachelor-Thesis (3) Themen zur Bachelor-Thesis werden über die PLUS koordiniert. Dazu wird ein entsprechender Themenkatalog erstellt, welcher in der E-Learning-Plattform der PLUS und der TUM einsehbar ist. Themenvorschläge können sowohl von den Instituten und Fachbereichen beider Universitäten als auch von Seite der Industrie eingebracht werden. Auch von studentischer Seite können Themenvorschläge eingebracht werden. Die Themenvorschläge müssen ausreichend ausgearbeitet sein um eine Prüfung der folgenden Kriterien zuzulassen: (i) Nähe zu den Lehrinhalten des Curriculums (ii) Erfüllung der allgemeinen Anforderungen (iii) Durchführbarkeit im vorgegebenen Zeitrahmen (6-8 Wochen) (4) Die positive Absolvierung der Thesis beinhaltet auch eine mündliche Darstellung der wichtigsten Teile der Thesis in einem Seminarvortrag. Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

11 11 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Praktika und Abschlußarbeiten Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

12 12 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Leitfragen: Forschendes Lernen als besonders geeigneter Zugang für den Erwerb (überfachlicher) Kompetenzen (Teamarbeit, Zeitmanagement, Forschungsmethoden, Selbstständiges Arbeiten, Verbindung zw. Theorie und Praxis des wissenschaftlichen Erkenntnisprozesses, …)? -Ja, speziell in Verbindung mit Pflichtpraxis in einem Industriebetrieb und mit der Bachelorarbeit an der Uni oder in einem Industriebetrieb Aus dem Curriculum für das Joint-Degree-Studium Ingenieurwissenschaften (Bachelorstudium) § 9. Pflichtpraxis (1) In der vorlesungsfreien Zeit während des Studiums oder vor dem Studium sind 8 Wochen Praxis (12 ECTS) in mindestens 2 verschiedenen Industriefirmen oder F&E- Einrichtungen zu absolvieren. (3) Die Praxis muss grundsätzlich außerhalb von Universitäten durchgeführt werden. In Fällen, in denen es Studierenden unmöglich ist, einen außeruniversitären Praxisplatz zu finden, kann die Studienbehörde Ausnahmen genehmigen. Solche Studierende können die Praktikumszeit durch unentgeltliche Mitarbeit in fachnahen Instituten von Universitäten (nicht notwendigerweise der TUM oder der PLUS) absolvieren. (4) Die Praxisbescheinigung muss mindestens folgende Punkte beinhalten: Ort und Dienststelle der Institution, bei der die Praxis absolviert wurde, Dauer der Praxis, Kurzbeschreibung der ausgeführten Tätigkeiten und eine in Worte gefasste Beurteilung durch die verantwortliche Betreuerin oder den verantwortlichen Betreuer. Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

13 13 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Leitfragen: Welche Unterstützung geben Sie Ihren Studierenden in Szenarien forschenden Lernens? Wie detailliert sind Ihre Anweisungen? Wie viel Informationen geben Sie? Wie sehr ist der Lernprozess vorstrukturiert? -Im Rahmen des Ringpraktikums Praktikumsanleitungen, Geräteanleitungen Untersuchung von Proben aus aktuellen Forschungsthemen, Poster aus Tagungsbeiträgen mit aktuellen Forschungsergebnissen Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

14 14 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Leitfragen: Welche Voraussetzungen müssen Ihre Studierenden erfüllen damit Sie mit ihnen erfolgreich Szenarien Forschenden Lernens (im Rahmen von Lehrveranstaltungen) umsetzen bzw. sie in Forschungsprozesse (auch außerhalb von Lehrveranstaltungen) mit einbeziehen können? -Mindestens 120 ECTS aus abgeschlossenen Lehrveranstaltungen für das Belegen des Ringpraktikums an der PLUS, -mindestens 160 ECTS für die Anmeldung der Bachelorarbeit Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

15 15 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Leitfragen: Hat Forschendes Lernen als didaktischer Ansatz Auswirkungen auf die Motivation und auf das Interesse der Studierenden (in der einzelnen Lehrveranstaltung und im Studium allgemein)? -Vorbereitung zur Bachelorarbeit und Auswahl der Bachelorarbeit an der Uni oder in einem Industriebetrieb -Einführung in die Praxis für F&E, speziell in Industriebetrieben Was bringt es Lehrenden, wenn Studierende an die Forschung herangeführt/herangelassen werden? – Reflexion der eigenen Arbeit? Neue Ideen? Neue Fragen? Alternative Zugänge? Studierende als Erweiterung der eigenen AG? …? -Einbindung der Studierenden in laufenden Forschungsprojekten, im Rahmen von Dissertationen im Rahmen Kooperation und Drittmittelprojekten mit Industriebetrieben Bachelor Ingenieurwissenschaften, Ringpraktikum

16 16 Tag der Lehre 2012Maurizio Musso, Fachbereich Materialforschung und Physik Danke für Ihre Aufmerksamkeit!


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