{"id":1163,"date":"2021-04-19T09:12:57","date_gmt":"2021-04-19T07:12:57","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/lehren-und-lernen\/?p=1163"},"modified":"2021-04-19T09:14:19","modified_gmt":"2021-04-19T07:14:19","slug":"verfahrenstechnik-digital-erlebt-lebensmittelherstellung-virtualisiert","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/lehren-und-lernen\/verfahrenstechnik-digital-erlebt-lebensmittelherstellung-virtualisiert\/","title":{"rendered":"Verfahrenstechnik digital erlebt: Lebensmittelherstellung virtualisiert"},"content":{"rendered":"\n

Ein Beitrag von Nadina M\u00fcller<\/a>, Robert Vorburger<\/a>, Lukas Hollenstein<\/a> und Judith Krautwald<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Foto: Markus Winkler\/Unsplash<\/sup><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Dienstag, 8.00 Uhr: ihre soeben getrockneten Spaghetti sind blass und br\u00fcchig \u2013 eine \u00e4usserst unsch\u00f6ne Qualit\u00e4tskombination. Was aber ist schiefgegangen? Wie k\u00f6nnten Sie Ihre Spaghetti trocknen, um makellose, goldgelbe, bruchfreie Spaghetti herzustellen? Sie verbinden die verschiedenen Konzepte und Modelle, die Sie im Unterricht gelernt haben am Bildschirm (Abb. 1), finden die richtigen Trocknungsparameter, geben ihre \u00dcbung ab und g\u00f6nnen sich dann zufrieden eine Auszeit – vielleicht bei einer Portion Spaghetti mit perfektem Biss\u2026<\/p>\n\n\n\n\n\n\n

Aber halt, wie war das noch mit Dessert? Da kommt die virtuelle \u00dcbung zur Herstellung einer Mousse gerade richtig (Abb. 2). Sie loten die Limitierungen einer Schaumanlage aus und wissen im Anschluss f\u00fcr die n\u00e4chste praktische Durchf\u00fchrung, an welchen Parametern sich schrauben l\u00e4sst, um die Endproduktqualit\u00e4t zu optimieren. Daneben lernen Sie gef\u00fcrchtete Aufsch\u00e4umungsfehler wie \u00abBlow-by\u00bb kennen und erfahren, wie unangenehm es ist, wenn in Ihrer Produktion praktisch leere statt mit einem sch\u00f6nen Schaum gef\u00fcllte Eiskrembecher vom Band laufen.<\/p>\n\n\n

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Abb. 1 Beispiel einer \u00dcbungsaufgabe im Bereich Teigwarenherstellung <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Abb. 2 Beispiel einer \u00dcbungsaufgabe im Bereich Sch\u00e4umen <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wissenstransfer zwischen Theorie und Praxis<\/strong>
Praktika bilden einen wichtigen Teil des Bachelorstudiums in Lebensmitteltechnologie<\/a> der ZHAW, so auch im Fachgebiet Lebensmittelverfahrenstechnik. Gerade in Corona-Zeiten haben virtuelle Werkzeuge in der Ausbildung unserer Studierenden weiter an Bedeutung gewonnen. Dieser Wissenstransfer kann durch den Einsatz digitaler E-Praktika im individuellen Selbststudium stark gef\u00f6rdert werden. Im Rahmen des E-Learning Projekts \u00abVerfahrenstechnik digital erlebt\u00bb<\/a> entwickelte im Jahr 2019 die Forschungsgruppe f\u00fcr Lebensmitteltechnologie<\/a> des Instituts f\u00fcr Lebensmittel- und Getr\u00e4nkeinnovation (ILGI) zusammen mit den Fachstellen Knowledge Engineering<\/u> <\/a>und Simulation & Optimization<\/a> des Instituts f\u00fcr Angewandte Simulation (IAS) eine Web-Plattform f\u00fcr E-Praktika, die das Angebot an praktischen \u00dcbungen im Studium interaktiv und spielerisch erg\u00e4nzt. Die E-Praktika werden parallel zu Vorlesung und  Praktika im Labor gef\u00fchrt und bilden einen integralen Bestandteil zum Erhalt des Testats.<\/p>\n\n\n\n

Plattform f\u00fcr E-\u00dcbungen und E-Praktika<\/strong>
Dank der weiteren finanziellen Unterst\u00fctzung des Departements konnten wir unsere gemeinsam im 2019 aufgebaute Plattform f\u00fcr E-\u00dcbungen und E-Praktika<\/a> ausbauen. Das Angebot wurde um weitere Praktika aus der Betriebs- und Verfahrenstechnik sowie aus der Messtechnik<\/a> erweitert und soll laufend weiter erg\u00e4nzt werden. Damit profitieren neu auch Studierende des Bachelorstudiengangs Biotechnologie<\/a> von den E-Praktika.<\/p>\n\n\n\n

Es zeigt sich, dass die auf E-\u00dcbungen und -Praktika spezialisierte Plattform ein sehr effizientes Einpflegen von neuen Inhalten erlaubt. Insbesondere erm\u00f6glicht ein zug\u00e4nglicher Leitfaden nun den Dozierenden, ihre \u00dcbungen und Praktika ohne Unterst\u00fctzung des Entwicklungsteams einzupflegen und ihre Ideen umzusetzen. Dies macht die Plattform f\u00fcr ein gr\u00f6sseres Nutzerfeld attraktiv.<\/p>\n\n\n\n

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Abb. 3 Einstiegsseite der Plattform mit unterschiedlichen Praktikumsposten (R\u00e4umen) und Betreuern <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

The Magic Circle – Gamification<\/strong>
In seinem Buch Homo Ludens: A Study of the Play-Element in Culture<\/em> definierte Johan Huizinga den Magic Circle<\/em> als eine tempor\u00e4re Welt innerhalb der gew\u00f6hnlichen Welt, die sich der Auff\u00fchrung eines abgesonderten Aktes widmet. In diesem Sinne schaffen auch E-Praktika einen Magic Circle \u2013 versetzen die Studierenden in eine tempor\u00e4re Welt, in der die Wirklichkeit spielerisch erfahren wird und sich neue M\u00f6glichkeiten bieten. So lassen sich nicht nur virtuelle Szenarien schaffen, in denen die Studierenden in eine Rolle schl\u00fcpfen, es k\u00f6nnen auch weitere Aspekte der sogenannten Gamification umgesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Unter Gamification wird die \u00dcbertragung von spieltypischen Elementen und Prozessen in nicht-spieltechnische Zusammenh\u00e4nge verstanden. Dies mit dem Ziel, das Verhalten der Anwender zu ver\u00e4ndern und die Motivation zu erh\u00f6hen. Gamification findet auf verschiedenen Ebenen der E-Praktikumsplattform statt: 1) Innerhalb eines einzelnen E-Praktikums, 2) \u00fcber alle E-Praktika eines Kurses und\/oder 3) gar \u00fcber die Praktika aller Kurse eines Semesters hinweg.<\/p>\n\n\n\n

Als Magic Circle<\/em> f\u00fcr die Ebenen 1-3 wird ein Industriebetrieb nachgestellt. Die Studierenden bewegen sich in einem virtuellen Lebensmittelbetrieb (Abb. 3), wo sie durch die Produktionsleitung verschiedene Aufgaben erhalten. Der virtuelle Betrieb ist als Grundriss auf der Benutzeroberfl\u00e4che abgebildet, worauf sich die Studierenden und Praktikumsleiter\/-innen als Avatare bewegen k\u00f6nnen. Die einzelnen Praktika sind schematisch dargestellt und k\u00f6nnen per Klick aufgesucht werden. Bei Fragen k\u00f6nnen die Studierenden das virtuelle Linienb\u00fcro der Abteilungsleitung aufsuchen. Dadurch \u00f6ffnet sich das praktikumsspezifische Forum, wo Fragen durch die Praktikumsleiter\/-innen oder Mitstudierende beantwortet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr allgemeine Fragen bez\u00fcglich des Verfahrenstechnik-Praktikums kann das Forum \u00fcber das \u00abBetriebsleitungsb\u00fcro\u00bb aufgesucht werden. Offene Fragen im Forum werden durch ein Symbol beim entsprechenden Icon angezeigt (\u00e4hnlich wie Benachrichtigungen bei einer Smartphone App). So sehen alle Studierenden auf der Plattform auf den ersten Blick, wo Support ben\u00f6tigt wird. F\u00fcr direkte Fragen oder Kommentare an die Praktikumsleiter\/-innen kann durch einen Klick auf deren Avatar ein Fenster ge\u00f6ffnet werden, um eine E-Mail zu senden.<\/p>\n\n\n\n

Die eigenen Daten (vergangene Resultate, Punktzahlen, Coins etc.) k\u00f6nnen im eigenen \u00abB\u00fcro\u00bb in einem Bildschirm angesehen werden. Die Studierenden sammeln \u00fcber alle Ebenen Punkte. Diese Punkte helfen, um neue Levels zu erreichen. Alle Studierenden beginnen mit dem Status (Level) \u00abPraktikant\/-in\u00bb. Durch das Sammeln von Punkten werden die n\u00e4chsten Levels erreicht: Praktikant\/-in \u00e0 Mitarbeiter\/-in \u00e0 Fachmitarbeiter\/-in \u00e0 Abteilungsleiter\/-in \u00e0 Produktionsleiter\/-in \u00e0 Betriebsleiter\/-in.<\/p>\n\n\n\n

Wohin geht die Reise?<\/strong>
Das erste E-Praktikum wurde im Herbstsemester 2019 erfolgreich durchgef\u00fchrt und nun um weitere Praktika und \u00dcbungen erg\u00e4nzt. Die R\u00fcckmeldung der Studierenden war positiv und best\u00e4tigt den Nutzen solcher E-Praktika im Unterricht. Auch wenn E-Praktika kein vollwertiger Ersatz f\u00fcr reale Praktika im Labor oder im Betrieb selbst sind, so erweitern sie doch die Palette an didaktischen M\u00f6glichkeiten und f\u00fchren insbesondere im Selbststudium zu mehr Motivation. Und in einer Welt, in der das Internet nur einen Fingertipp entfernt ist, erm\u00f6glichen E-Praktika ein individualisiertes und ortsunabh\u00e4ngiges Lernen.<\/p>\n\n\n\n

Nun soll die Plattform m\u00f6glichst breit genutzt werden, einerseits durch das Entwickeln von Inhalten aus unterschiedlichen Fachbereichen, andererseits durch Bereitstellung einer m\u00f6glichst hohen Flexibilit\u00e4t hinsichtlich ihres didaktischen Einsatzes. Eine M\u00f6glichkeit ist z.B. die Kombination der E-Praktika mit anderen Lernplattformen wie Moodle. Dies ist gerade da von Vorteil, wo bestimmte Kompetenzen erg\u00e4nzend zum eigentlichen Praktikum erlernt und\/oder \u00fcberpr\u00fcft werden sollen. So kann z.B. durch Einsatz eines Peer-Reviews via Moodle das Kompetenzspektrum, die Feedbackm\u00f6glichkeiten sowie die Flexibilit\u00e4t der Praktika deutlich erweitert werden. Zugleich ist eine individuelle Integration der E-Praktika in das didaktische Setting der einzelnen Dozierenden innerhalb ihrer Module gegeben und zugleich sehr attraktiv.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4hrend das Einpflegen von neuen Inhalten auch f\u00fcr Personen ohne Programmierkenntnisse m\u00f6glich ist, ben\u00f6tigt die Entwicklung von anwendungsspezifischen Simulationen weiterhin die Unterst\u00fctzung einer Fachperson. Hier m\u00fcssen Finanzierungsl\u00f6sungen gefunden werden.<\/p>\n\n\n\n

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass das in diesem E-Learning Projekt erarbeitete Konzept, die implementierte Web-Plattform und die bereits umgesetzten E-Praktika, erfolgreiche Schritte hin zu einer virtualisierten Lernumgebung darstellen. Dies beg\u00fcnstigt den individualisierten und mit Spass angereicherten Transfer von theoretischem Wissen zu praktischen Kompetenzen als Erg\u00e4nzung zum realen \u00dcben im Labor, ganz im Sinne einer Fachhochschule.
<\/p>\n\n\n\n

Kontakte bei Fragen zum E-Praktikum<\/strong>
Nadina M\u00fcller<\/a> (Inhalt\/Didaktik) und Robert Vorburger<\/a> (Technik)<\/p>\n\n\n\n

Digital Learning Projekte<\/strong>
Das ZHAW Departement Life Sciences und Facility Management f\u00f6rdert j\u00e4hrlich rund acht Digital Learning Projekte. Ziel des Programmes ist es, die Lehrpersonen bei der Digitalisierung ihrer Lehrveranstaltungen und Weiterbildungsangebote zu unterst\u00fctzen, Synergien zu nutzen und den Wissensaustausch sowie die Vernetzung zu f\u00f6rdern. Kontakt bei Fragen zum F\u00f6rderprogramm: Daniela Lozza<\/a>, Verantwortliche Digital Education.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ein Beitrag von Nadina M\u00fcller, Robert Vorburger, Lukas Hollenstein und Judith Krautwald Dienstag, 8.00 Uhr: ihre soeben getrockneten Spaghetti sind blass und br\u00fcchig \u2013 eine \u00e4usserst unsch\u00f6ne Qualit\u00e4tskombination. Was aber ist schiefgegangen? Wie k\u00f6nnten Sie Ihre Spaghetti trocknen, um makellose, goldgelbe, bruchfreie Spaghetti herzustellen? 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