Projekt 35600/76

ESD for 2030: Vermittlung von Werkzeugen und Schlüsselkompetenzen zur nachhaltigen Produktentwicklung für Ingenieure (NaProIng)

Projektdurchführung

Karlsruher Institut für Technologie IFKM und ITAS
Kaiserstr. 12
76131 Karlsruhe

Zielsetzung

Nachhaltige Produkte brauchen auf Nachhaltigkeit ausgerichtete und ausgebildete Ingenieure. Die Ingenieur-Ausbildung ist eine sich stetig verändernde und hoch diversifizierte Ausbildung, die den StudentInnen ein reichhaltiges Fachwissen und vielfältige Methoden zur Entwicklung und Optimierung von technischen Lösungen vermittelt. Bedingt durch die Diversifikation und die hohe Komplexität der Technologien ist die Ausbildung schwerpunktmäßig auf Methoden der technischen Machbarkeit, zur Funktionsentwicklung und -optimierung und auch Robustheit von Produkten und Innovationen ausgelegt. Im Beruf in der Industrie angekommen, wird der Werkzeugkasten meist nur um Methoden erweitert, die die Robustheit in Abwägung zur Kostenoptimierung (hinsichtlich Nutzung und Herstellung) im Fokus haben. Methodische Schlüsselkompetenzen für nachhaltige Produktentwicklung sind in der Regel nicht fester Bestandteil von Ausbildung und Beruf – und werden allenfalls aus Eigeninteresse aufgebaut.
An diesem Punkt setzt das Projekt NaProIng an. Ziel ist es, kurzfristig die Vermittlung von Werkzeugen und Schlüsselkompetenzen zur nachhaltigen Produktentwicklung für Ingenieure zu entwickeln und anzubieten. Um die langfristige Vorbereitungszeit zur Einführung neuer Studiengänge und Zusatzqualifikationen zu verkürzen bzw. zu ergänzen wird hier die Entwicklung von Vorlesungsmodulen vorgeschlagen, die in bestehende Studiengänge und Vorlesungen integrierbar sind. Die Lerneinheiten sind als dreigeteilte Module konzipiert – bestehend aus der Schnittstelle zur jeweiligen Fachrichtung, aus einem Theorie- und Methodenblock und einer schwerpunktbezogenen Beispielanwendung. Dadurch sollen die StudentInnen dort abgeholt werden, wo sie sich thematisch zu Hause fühlen. Damit es nicht bei der reinen Konzeption zur Integration der Nachhaltigkeitsausrichtung in die Ingenieurausbildung bleibt und das Projekt rasche Wirkung hinterlässt, ist eine Bereitschaft und Akzeptanz aller Beteiligten notwendig. Hierzu gehört als Allererstes die Interaktion mit den Dozenten, die heute die Vorlesungen in der Ingenieurausbildung halten. Hier gilt es zunächst das Interesse für nachhaltige Produktentwicklung zu wecken. Die Integration der Module in die bestehenden Studiengänge treiben wir deshalb als Tandem aus Ingenieurwissenschaftler und Sozialwissenschaftler voran – in enger Zusammenarbeit eines erfahrenen, interdisziplinär ausgerichteten Ingenieur und Nachhaltigkeitsforscher im Bereich Sozialwissenschaften mit vielfältigen Erfahrungen im Rahmen der sozial-ökologischen sowie inter- und transdisziplinären Forschung.

Arbeitsschritte

Die Integration der Methodenkompetenz zur Nachhaltigkeit in die bestehende Ingenieurausbildung soll anhand der best-passenden Integration in bestehende Vorlesungen erfolgen, statt dem Aufsetzen neuer Vorlesungen oder gar neuer Studiengänge. Beides würde große Zeiträume verschlingen und gleichzeitig nur einen Teil der Studenten erreichen. Um die zur Umsetzung nachhaltiger Produkte notwendigen Methoden und Kompetenzen möglichst breit in die Ausbildung zu integrieren, müssen die geeigneten Vorlesungen ausgewählt werden, die um die entsprechenden Leninhalte ergänzt werden. Hierbei ist es eine besondere Herausforderung, die für die Lehre verantwortlichen Studiendekane und auch die verantwortlichen Dozenten mit in den Prozess zu integrieren, dass die Erweiterungen und Ergänzungen zu einem integralen Bestandteil der Lehre werden.
Ausgehend von einer Beschreibung der Projektziele und auch der ergänzend zu vermittelnden Lerninhalte wird die Partizipation der betroffenen Dozenten durchgeführt. Die Lerninhalte werden die ökologischen Elemente der Nachhaltigkeit mit den Methoden zur Umweltbilanzierung verknüpfen und die sozialen Elemente der Nachhaltigkeit mit den Methoden zum Umgang mit Dilemmata verbinden. Die inhaltliche Abfolge orientiert sich hierbei an den nachfolgenden Projektbausteinen:
1. Erstellung Basis Trainingsmodule
a. Nachhaltigkeit,
b. Methoden zum Umgang mit Umweltthemen,
c. Methoden zum Umgang mit ökonomischen und Sozialen Themen
2. Partizipation Studiendekane, Studienkommission und Dozenten
3. Ausarbeitung Trainingsmodule
4. Exemplarische Test Trainingsmodule und Reflektion
5. Konzeption und Umsetzung Trainings-Videoelemente

Ergebnisse

zu Projektbaustein 1- Erstellung Basis Trainingsmodule:
In einer grundlegenden Konzeption wurden die Vorlesungsinhalte zusammengestellt und beispielhaft in die Vorlesung Alternative Antriebe integriert, aus der dann die Vorlesung Nachhaltige Fahrzeugantriebe entwickelt wurde. Die Vorlesung ist auf 30 Vorlesungs-Einheiten à 45 Minuten ausgelegt. Im ersten Schritt wurden die ökologischen Fragestellungen ausgearbeitet, die ökonomischen und sozialen Fragestellungen sind in Arbeit. Diese Vorlesungsinhalte dienen als Basis in den Folgeschritten.

Zu Projektbaustein 2 Partizipation Studiendekane, Studienkommission und Dozenten
Es haben folgende Projektvorstellungen, Diskussionen und Abstimmungen stattgefunden:
- Abstimmung mit Studiendekan Maschinenbau und Mechatronik
- Abstimmung mit Studienkommission Maschinenbau und Mechatronik. Sowohl in der Abstimmung mit den Studiendekanen als auch in der Abstimmung mit der jeweiligen Studienkommission der Fakultäten ist das Konzept begrüßt worden und die Unterstützung zur Erweiterung der bestehenden Vorlesungen positiv aufgenommen worden. Die Aktualität und Brisanz des Themas war allen Beteiligten bewusst und hat eine Aufgeschlossenheit und Interesse an der o.b. Ergänzung bewirkt.
- Aus der gemeinsamen Feststellung der z.B. 114 Kernfächer im Masterstudiengang Maschinenbau wurde gemeinsam die Bezugnahme auf die Pflichtvorlesungen als Maßnahme abgeleitet.
- Im ersten Schritt wurden aus den Pflichtfächern im Bachelor Maschinenbau und im Bachelor Mechatronik Vorlesungen ausgewählt, die implizit verschiedene Stufen des Produktlebenszyklus abbilden: „Werkstoffkunde“, „Produktentwicklung“ und „Maschinen und Prozesse“. Somit kann der zuvor erarbeitete Lernstoff in geeignete kompakte Elemente umgewandelt werden.
In Summe aller Pflichtvorlesungen werden dann die Einflüsse entlang der Lebenszykluskette behandelt.

Die weiteren Projektbausteine 3-5 werden sich entsprechend der Planung anschließen.

Öffentlichkeitsarbeit

Vorstellung des Projektes auf dem DBUdigital Online-Forum „Die große Transformation - Nachhaltigkeitsdilemmata und Umgang mit Unsicherheiten" am 21.06.2021
Die Integration des Projektes in die KIT Öffentlichkeitsarbeit soll nach ersten erfolgreichen Teilschritten passieren und in Form von Pressemitteilungen und Mitteilungen auf den Webseiten des KIT als auch den Social-Media-Kanälen des KIT erfolgen.
Die in vor-Corona-Zeiten üblichen Live-Veranstaltungen mit lokalen Unternehmen und Interessierten Bürgern wurden aktuell stark eingeschränkt und können voraussichtlich erst nach einer Aufhebung der Kontaktbeschränkungen wieder aufgenommen werden.

Das Projekt wurde im Vorfeld mit mehreren Professoren aus den Bereichen Maschinenbau und Technikfolgenabschätzung besprochen. Im Verlauf des Projektes selber soll ein Projektbeirat die relevanten Aspekte des Projektes abbilden und begleiten. Angefragt sind folgende Personen:
• Dozenten aus den betroffenen Bereichen (Maschinenbau (Prof. Heilmaier angefragt), Mechatronik (Prof. Matthiesen angefragt), Elektrotechnik (TBD))
• Schnittstellen zu bisherigen Aktivitäten, wie z.B. der Karlsruher Schule für Nachhaltigkeit (Dr. Parodi angefragt)
• Zentrum für Angewandte Kulturwissenschaft und Studium Generale (Prof. Post angefragt)
• Schnittstellen zum Bereich Lehre am KIT in das Büro Prof. Wanner, Vizepräsident für Lehre und akademische Angelegenheiten des KIT (angefragt)
• Vertreter der Hochschule Karlsruhe – University of Applied Sciences – (Prof. Kettner angefragt)
• Wir würden eine Vertreterin oder einen Vertreter der DBU in den Abstimmungen begrüßen zu dürfen
Wir planen 2 Treffen pro Jahr durchzuführen, sobald der Projektbeirat besetzt ist.

Fazit

Die bisher vorgenommene Vorgehensweise zeigt erste Erfolge und zu unserer positiven Überraschung gab es mehr Interesse, als erwartet und eine hohe Aufgeschlossenheit und Interesse gegenüber der Ergänzung der bestehenden Vorlesungen.
Die Verteilung der Lerninhalte auf Pflichtvorlesungen, die unterschiedliche Elemente des Produktlebenszyklus abbilden oder aber die Werkzeuge zu unterschiedlichen Abschnitten des Produktlebenszyklus lehren hat sich aus jetziger Sicht als optimale Herangehensweise herauskristallisiert.
Die wesentliche Aufgabe der kommenden Phase besteht in der zielgerechten Erarbeitung der Lehrinhalte an die ausgewählten Vorlesungen und die Abstimmung mit den jeweiligen Dozenten.
Die passgenaue Integration der Lerninhalte bedingt, dass jeweilig nur bestimmte Elemente dargestellt werden können und die Schwierigkeit darin deutlich wird, das Gesamtbild trotz eingeschränkten Zeithaushaltes (15 resp. 12 Vorlesungseinheiten/Semester und dabei max eine Einheit pro ausgewählte Vorlesung) trotzdem den Studenten vermitteln zu können.

Übersicht

Fördersumme

242.634,00 €

Förderzeitraum

01.01.2021 - 30.06.2024

Bundesland

Baden-Württemberg

Schlagwörter

Umweltkommunikation