EcoING Entwicklung und Umsetzung einer Ecodesign-Lernfabrik für die universitäre Ingenieursausbildung
Projektdurchführung
Ruhr-Universität Bochum (RUB) Fakultät für Maschinenbau Institut Product and Service Engineering Lehrstuhl für Produktentwicklung44801 Bochum
Zielsetzung
Vor dem Hintergrund eines zunehmenden globalen Drucks, den Ressourcenverbrauch zu mindern und der inzwischen auch spürbar gestiegenen Nachfrage der Verbraucher:innen nach ökologischen Produkten, rücken umweltbezogene Fragestellungen immer stärker in den Fokus herstellender Unternehmen. Ein Ansatz zur Gestaltung nachhaltiger Produkte, in dem bereits während der Entwicklung die Umweltwirkungen eines Produkts analysiert und im Rahmen der Produktgestaltung berücksichtigt werden, ist das Ecodesign. In der Produktentwicklungspraxis finden Methoden und Werkzeuge für eine nachhaltige und umweltgerechte Produktgestaltung derzeit jedoch noch wenig Anwendung. Ein zentraler Ansatzpunkt, diesen Missstand zu beheben, ist eine frühzeitige und nachhaltige Sensibilisierung angehender Produktentwickler:innen für diese Thematik, die bereits in der Ausbildung beginnt. Im Hochschulstudium junger Ingenieur:innen in Deutschland hat die umweltgerechte Produktentwicklung bislang jedoch kaum Einzug gehalten, wie eine eigens durchgeführte Studie belegt.
Um diesen aufgezeigten Defiziten im (Fach-) Hochschulstudium junger Ingenieur:innen entgegen zu wirken, verfolgt der Lehrstuhl für Produktentwicklung (LPE) der Ruhr-Universität Bochum (RUB) unter der Leitung von Frau Prof. Dr.-Ing. Beate Bender mit dem vorliegenden Vorhaben das übergeordnete Ziel, Studierende mithilfe eines neuen Ausbildungskonzepts in die Lage zu versetzen, Produkte vor dem Hintergrund ökonomischer und technischer Randbedingungen ökologisch verbessern zu können und damit im Arbeitsumfeld der Produktentwicklung in Zukunft handlungsfähig zu sein. Dafür wird innerhalb Projekts eine Lernfabrikumgebung im Themenfeld der umweltgerechten Produktentwicklung sowie ein Lehrveranstaltungskonzept für die universitäre Ingenieurausbildung konzipiert. Die entwickelte Umgebung und das Konzept werden im Rahmen einer Lehrveranstaltung für Masterstudierende der Fachrichtungen Maschinenbau (MB) und Sales Engineering and Product Management (SEPM) an der Ruhr-Universität Bochum umgesetzt. Als weiteres zentrales Ergebnis des Projekts werden alle Vorlesungs- und Übungsunterlagen im Sinne eines Leitfadens zusammengefasst und anderen Hochschulen zur Verfügung gestellt, um eine Übertragung des Konzepts auf weitere Lehreinrichtungen zu ermöglichen.
Arbeitsschritte
Innerhalb des Projektes wird der LPE ein Lehrveranstaltungskonzept und eine Lernumgebung konzipieren, die einerseits realitätsnah die Prozesse der Produktentwicklung abbildet und zum anderen Studierende befähigt, Produkte umweltgerecht zu gestalten. Dazu werden die Studierenden reale Beispielprodukte anwenden und in der Rolle von Produktentwickler:innen schließlich konkrete Maßnahmen zur Verbesserung des Ressourcenverbrauchs erarbeiten. Durch die enge Zusammenarbeit mit Unternehmen aus der Industrie hat der LPE starke Praxispartner:innen, die die Gestaltung der Lernumgebung und des Lehrveranstaltungskonzepts durch ihr Wissen und ihre Erfahrungen unterstützen. Ein thematischer Schwerpunkt der Veranstaltung wird auf die Nutzungsphase bzw. auf die Auswirkungen der Entscheidungen in der Produktentwicklung auf die Produktnutzung gelegt, da hierin ein besonderes Potenzial zur Reduzierung des Ressourcenverbrauchs gesehen wird.
Als wissenschaftliche Fundierung für die inhaltliche Ausgestaltung der Lehrveranstaltungskonzepts zur umweltgerechten Produktentwicklung fungiert der etablierte Ansatz des Instruktionsdesigns, der eine systematische Konzeption der eigentlichen Lernumgebung ermöglicht. Ohne eine solche Systematisierung und Strukturierung bliebe die Auswahl und Abfolge der getroffenen Konzeptionsentscheidungen beliebig. Das Vorgehen im Projekt gliedert sich demnach grob in fünf Arbeitspakete: die Planung, die Konzeption der Lernumgebung, die prototypische Durchführung, die Evaluation und Weiterentwicklung sowie die Erstellung der Dokumentation.
Ergebnisse
Im Rahmen des Projekts konnte ein Lehrveranstaltungskonzept zur umweltgerechten Produktentwicklung entwickelt sowie eine dafür geeignete Lernumgebung ausgestaltet werden. Dafür wurden Räumlichkeiten an der Ruhr-Universität Bochum als DesignSpace und EcoLab eingerichtet und gestaltet. Aufgrund der in den Jahren 2020 bis 2022 infolge des Corona-Virus geltenden Abstands- und Hygieneregelungen an der Ruhr-Universität Bochum wurde das entwickelte Konzept zunächst digital umgesetzt. Implementiert wurde das Konzept als digitale Lehrveranstaltungsreihe im Masterfach „Methoden der integrierten Produktentwicklung“ im Sommersemester 2021 und 2022. Darüber hinaus wurden auch erste Kleingruppenarbeiten in der entwickelten Lernumgebung bzw. im DesignSpace und im EcoLab durchgeführt.
Die ausführliche Evaluation der digitalen Durchführung konnte zeigen, dass das entwickelte Konzept digital angewendet werden konnte und die konzipierten Lernaktivitäten und -aufgaben sowie die entwickelten Prüfungsformate von den Studierenden bearbeitet werden konnten. Die Evaluation verdeutlichte zudem, dass alle im Voraus festgelegten Lernziele von den an der Veranstaltungsreihe teilnehmenden Studierenden erreicht werden konnten. Insgesamt nahmen in den beiden Durchführungen des Veranstaltungskonzepts bisher ca. 160 Masterstudierende der Fachrichtungen Maschinenbau und Sales Engineering and Product Management teil. Nach der Teilnahme an der Veranstaltung fühlt sich die Mehrheit der Studierenden nun eher in der Lage dazu eigenständig neue Ideen und Konzepte für nachhaltige Produkte zu entwerfen und ihr Wissen, ihre Fertigkeiten und Kompetenzen im Bereich der Nachhaltigkeit und Umweltgerechtheit in ihrer beruflichen Zukunft ins Unternehmen zu tragen sowie sich dort an der Umsetzung nachhaltiger Projekte zu beteiligen. Diese positiven Ergebnisse wurden durch eine statistische Hypothesenprüfung bestätigt.
Die größten Herausforderungen bei der Bearbeitung des Projekts resultierten aus den Einschränkungen, die in Verbindung mit der Corona-Situation standen. So waren, wie bereits beschrieben, keine (unbedingt notwendigen) Präsenzlehrveranstaltungen an der Ruhr-Universität Bochum durchzuführen und persönliche Treffen zu vermeiden. Dies erschwerte die Umsetzung des Konzepts und den Austausch mit den Studierenden sowie Praxispartner:innen.
Öffentlichkeitsarbeit
Das Projekt, dessen Inhalte und Teilergebnisse wurde im Rahmen der Projektlaufzeit auf folgenden Veranstaltungen als digitaler Fachvortrag präsentiert: dem Symposium für Nachhaltigkeit in technischen Fächern und Studiengängen organisiert von der European School of Sustainability Science and Research (ESSSR) an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Hamburg (März 2020), der DESIGN Conference (Oktober 2020), dem Webinar Mind the User - Nutzer:innenzentrierung als Erfolgsfaktor bei nachhaltigen Produkt- und Serviceinnovationen des Prosperkollegs (Dezember 2020), der ICED (International Conference on Engineering Design) (August 2021) und dem University:Future Festival (U:FF) (November 2021). Darüber hinaus sind zwei thematisch anschlussfähige wissenschaftliche Publikationen (Competences for the development of ecodesign products, doi: 10.1017/dsd.2020.43 und Sustainability in Engineering Education - Description and Comparison of two University Courses, doi: 10.1017/pds.2021.547) sowie ein Buchkapitel (Introduction of the Research Project EcoING—Development and Implementation of an Ecodesign Learning Factory for the University Engineering Education, ISBN: 978-3-030-63399-8) erschienen. Außerdem wurden in der Projektlaufzeit fünf fachwissenschaftliche Arbeiten und eine Dissertation mit dem Titel „Umweltgerechte Produktentwicklung - Systematische Entwicklung, Umsetzung und Evaluation eines Lehrveranstaltungskonzepts in den Ingenieurwissenschaften“ verfasst.
Fazit
Insgesamt kann der LPE abschließend ein sehr positives Fazit zur Projektbearbeitung und den Projektergebnissen ziehen. Alle geplanten Arbeitspakete konnten bearbeitet und fertig gestellt werden. Darüber hinaus wurden zahlreiche zusätzliche Materialien für eine digitale Durchführung des Lehrveranstaltungskonzepts zusammengestellt. Die große Mehrheit der teilnehmenden Studierenden arbeitete sehr motiviert und engagiert in der Lehrveranstaltungsreihe mit und zeigte ein großes Interesse für nachhaltige und umweltgerechte Fragestellungen weit über die Veranstaltung hinaus.
Hervorzuheben ist hier auch die überaus positive Feedback zu den Inhalten des Projekts EcoING nicht nur von Projektpartner:innen und Beiratsmitgliedern selbst, sondern auch von allen Dritten, denen über das Projekt berichtet wurde. So entstanden durch den Austausch in Arbeitsgruppen und Workshops neue Möglichkeiten zur Kooperation und viele weitere interessante Kontakte. Auch die Rückmeldungen anderer Lehrender und Dozierender fielen sehr positiv aus. Zukünftig sollen die Inhalte des entwickelten Veranstaltungskonzepts auch an weiteren Hochschulen umgesetzt werden.