Teaching Activities
Learning and teaching activities were organized as part of the project. First, an E-tutor training course was conducted at Bauhaus-University in Weimar. This course aimed to provide lecturers with didactic principles and digital tools to support the development and implementation of e-learning scenarios. Furthermore, an advanced training course in Aveiro (PT) was divided into an online part and a one-week hybrid part (which was conducted twice, once in 2022 and once in 2023). The project also involved an international elective blended course “Pilot course” module for structural engineering M.Sc. students, designed to serve as an example of collaborative teaching and learning, where the project's achievements were implemented and tested.
The innovative approach taken in this project, which combined virtual technology, remote laboratories, and interactive teaching methodologies, has wide-reaching potential for scalability and cross-disciplinary adaptation. Its successful implementation in civil engineering education shows promise for its application in other engineering fields. The method allows for international experience exchange, first-hand expert knowledge transfer, and global interconnectivity, enhancing the overall quality of learning experiences. This approach can revolutionize the traditional educational model in diverse areas.
- E-Tutor Training course
- PhD - Training Course 2022: Aveiro, Portugal
- PhD - Second training Course 2023: Aveiro, Portugal
- M.Sc. Pilot Course
E-Tutor Training Course
September 27th to 1st October, 2021 at Bauhaus-University, Weimar
In Kooperation mit dem eLearning Lab „eLab“ der BUW und mit Unterstützung des Projektpartners Ruhr-Universität Bochum (RUB) organisierte und realisierte die Projektkoordinatorin der Bauhaus-Universität Weimar (BUW) eine Schulung zu digitalen Werkzeugen sowie Anwendungsmöglichkeiten Szenarien in der Lehre inklusive einem umfassenden Überblick über die Möglichkeiten und Angebote von eLearning- und Moodle-Funktionalitäten.
Folgende Themen wurden angesprochen:
- Einen Lehrfilm mit geringem Budget und hoher Wirkung drehen;
- Mediendidaktik und Medienkonzept für E-Learning und E-Teaching: Storytelling, Mediennutzung und -konzepte;
- Moodle-Umgebung und Online-Prüfung;
- Fernzugriffsexperimente: Structural Health Monitoring einer Windkraftanlage.
Der Lehrgang diente der Ausbildung von e-Tutoren zur fachlichen Betreuung und Implementierung unterschiedlicher Lernmedien im Rahmen des Projekts PARFORCE und darüber hinaus im Rahmen der weiteren Vertiefung an den Partneruniversitäten, ein eTutor wird eine studentische Hilfskraft sein, die Lehrende bei der Erstellung unterstützt digitale Inhalte für ihre Kurse. Die Tutorenschulung vermittelte theoretisches Wissen zu E-Learning-Tools, Methoden, Techniken sowie praktisches Training durch die Bearbeitung individueller Projektideen der teilnehmenden Dozenten. Der gegenseitige Austausch zwischen eLAB, Dozenten und eTutor wurde erfolgreich etabliert, um das im Training vermittelte Wissen in reale Unterrichtsszenarien umzusetzen, erfolgreiche Materialien erarbeitet und verteilt, Teilnehmer des Trainings bestens gerüstet und auf zukünftige Aufgaben im Rahmen der Projekt. Darüber hinaus ermöglicht der Austausch innerhalb der Ausbildung dem eLAB-Team auf Basis der im Rahmen der Ausbildung gewonnenen Erfahrungen die zukünftige Ausbildung entsprechend den Bedürfnissen der Studierenden und Lehrenden zu gestalten.
Participants output from the training
Object learning with interaction: Build a bridge using paper
Object learning with interaction: Build a bridge using paper
von Project PARFORCE
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Monitoring and basic data analysis: Example of remote access experiment of a wind turbine using web application
Monitoring and basic data analysis: Example of remote access experiment of a wind turbine using web application
von Project PARFORCE
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Documentation of real objects: Masonry wall elements
Documentation of real objects: Masonry wall elements
von Project PARFORCE
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Ph.D. Trainingskurs 2022: Angewandte und Computermathematik in der Ingenieuranwendung
Kurs 2022: Aveiro, Portugal | Der Kurs konzentriert sich auf: Inverse Probleme, Signalverarbeitung (Analyse von Überwachungsdaten, Vorverarbeitung der erfassten Daten), Bayessche Statistik, maschinelle Lernverfahren basierend auf reproduzierenden Kernen, künstliche neuronale Netze und Deep Learning.
Kursbeschreibung
Da neue Paradigmen wie Deep Learning und erklärbare KI quantitative Studien zunehmend durchdringen, wachsen die Anforderungen an die Parameteridentifikation und Mustererkennung an Doktoranden mit der Komplexität der Forschungsthemen und Anwendungsanforderungen. Leider sind aktuelle Entwicklungen in diesen Bereichen schnell und können nicht ohne weiteres in Standardstudiengänge in den Ingenieurwissenschaften oder in individuelle Studiengänge von Partnerinstitutionen integriert werden. Daher besteht ein gemeinsamer Bedarf und eine hohe Nachfrage nach spezialisierten Schulungen zu diesen Themen.
Um diese Probleme im Rahmen des PARFORCE-Projekts anzugehen, werden an der Universität von Aveiro, Portugal, spezielle Schulungskurse durchgeführt, die einen Blended-Teaching-Ansatz verwenden, mit dem ultimativen Ziel, Online-Kurse zu erstellen und gleichzeitig Ressourcen und Fachwissen zur Wissensvermittlung zu bündeln auf sehr umfassende und zielgerichtete Weise und bieten den Studierenden die Möglichkeit, ihre eigenen Netzwerke in einem europäischen Umfeld aufzubauen.
Durchführung des Kurses
Der Kurs war in zwei Teile gegliedert: Ein Online-Teil, der zwischen (21. Februar – 10. März 2022) mit zwei Vorlesungen pro Woche stattfand, und ein einwöchiger Hybrid-Teil, der (14. bis 19. März 2022) stattfand, wurde ausgewählt Eine Reihe von Studenten reisten nach Aveiro, Portugal, und wurden in einer klassischen Präsentationsumgebung unterrichtet, während eine zweite Gruppe den Dozenten online folgte. Dies ermöglicht es, diese Kurse als Testumgebung für einen Vergleich zwischen Online- und Präsenzschulungen und Lehrmethoden zu verwenden. Zu diesem Zweck wurde der Online-Teil des Kurses durch eine Kombination aus synchronem und asynchronem Training vermittelt, um den Hintergrund der Studenten für den hybriden Teil zu verbessern, der dann effizient für die Projektarbeit und die Diskussion / Reflexion des Wissens genutzt werden kann. Darüber hinaus setzen sich die Teilnehmer aus einer Kombination von Studierenden des Bauingenieurwesens mit unterschiedlichen Fachrichtungen sowie Studierenden der Mathematik zusammen. Dies ermöglicht ihnen, Lehrtätigkeiten und Projektarbeiten in Form interdisziplinärer Teams nachzugehen und moderne wissenschaftliche Erkenntnisse in realitätsnahen Trainingssettings zu erfahren.
Die teilnehmenden Studenten arbeiteten gemeinsam an der Realisierung von Bauingenieurexperimenten in virtuellen Umgebungen, das erste Projekt umfasste ein Kraft-Vibrations-Experiment an der mehrstöckigen RC-Rahmenstruktur, um ihre dynamischen Eigenschaften zu untersuchen, hier nahmen die Studenten ein reales Experiment mit 360-Kameras auf und erstellten ein virtuelles Video Mit wissenschaftlichen Informationen zu Aufbau, Verfahren und Analyse der gewonnenen Daten in einer VR-Umgebung trugen die Teilnehmer auch mit einem virtuellen Rundgang durch den Versuchsaufbau bei. (VR-Tour)
Das zweite Projekt umfasste Feuerwiderstandsexperimente. Das von den Teilnehmern erstellte virtuelle Experiment zielt darauf ab, den Studenten verschiedene Verfahren zum Testen von Feuerwiderstand, Integrität und Isolierung beizubringen und ihre Unterschiede in Bezug auf Testsysteme zu verstehen. Anhand der Versuchsergebnisse soll der Student in der Lage sein, die Feuerwiderstandsklasse des geprüften Probekörpers zu bestimmen. Die Schüler sollten den Unterschied zwischen den Anforderungen an Widerstand (R), Integrität (E) und Isolierung (I) (MRI) kennen, um eine Probe gemäß EN 13501-2 genau identifizieren zu können. Darüber hinaus sollten die Schüler verstehen, wie ein System zu klassifizieren ist, wenn sein Widerstand, seine Integrität und seine Isolierung nicht gleich sind (z. B. wenn die Klasse der Integrität des Systems E90 ist, aber die Isolierung in Klasse 60 fällt, wird das gesamte System klassifiziert nach den ungünstigeren Kriterien, dh EI60).
Lernergebnisse von Schülern
- Die Teilnehmer wurden unterrichtet:
- richtige Regularisierungsalgorithmen für ein gegebenes inverses Problem auszuwählen und zu implementieren;
- um experimentelle Daten vorzuverarbeiten (Entrauschen/Entschärfen/etc.) und zu analysieren;
- die Qualität numerischer Methoden/Algorithmen für ein gegebenes mathematisches Modell zu bewerten, eine richtige Wahl zu treffen und in der Lage zu sein, die richtige Methode in kommerziellen Programmen auszuwählen;
- Fehler und deren Ausbreitung in mathematischen Modellen zu analysieren;
- um einen maschinellen Lernalgorithmus zu implementieren und zu trainieren;
- ein künstliches neuronales Netz aufzubauen und richtig zu trainieren.
- Die Studierenden hatten die Möglichkeit, in einem internationalen Umfeld mit Studierenden aus 4 verschiedenen Ländern zusammenzuarbeiten und ihre Management-, Präsentations- und Sprachkenntnisse zu üben
Ph.D. Trainingskurs 2023: Angewandte und Computermathematik in der Ingenieuranwendung
Kurs 2023: Aveiro, Portugal | Der Kurs konzentriert sich auf: Inverse Probleme, Signalverarbeitung (Analyse von Überwachungsdaten, Vorverarbeitung der erfassten Daten), Bayessche Statistik, maschinelle Lernverfahren basierend auf reproduzierenden Kernen, künstliche neuronale Netze und Deep Learning.
Kursbeschreibung
Angesichts der Tatsache, dass neue Paradigmen wie Deep Learning und erklärbare KI zunehmend quantitative Studien, Parameteridentifikation und Mustererkennung durchdringen, wachsen die Anforderungen an Doktoranden mit der Komplexität der Forschungsthemen und Anwendungsanforderungen. Leider sind die aktuellen Entwicklungen in diesen Bereichen sehr schnell und lassen sich nicht ohne weiteres in die Standardkurse in den Ingenieurwissenschaften oder in einzelne Kurse von Partnerinstitutionen einbauen. Es besteht daher ein allgemeiner Bedarf und eine hohe Nachfrage nach spezialisierten Ausbildungskursen zu diesen Themen.
Um diese Probleme im Rahmen des PARFORCE-Projekts anzugehen, wurden an der Universität Aveiro, Portugal, spezielle Ausbildungskurse angeboten. Dabei wurde ein Blended-Teaching-Ansatz mit dem Ziel verfolgt, Online-Kurse zu schaffen, die es ermöglichen, Ressourcen und Fachwissen zu bündeln, um Wissen auf eine sehr umfassende und zielgerichtete Weise zu vermitteln und den Studierenden die Möglichkeit zu geben, ihre eigenen Netzwerke in einem europäischen Umfeld zu schaffen.
Durchführung des Kurses
Der Kurs gliederte sich in zwei Teile: Einem Online-Teil, der zwischen dem 13. Februar und 24. Februar 2023 mit zwei Vorlesungen pro Woche stattfand, und einem einwöchigen hybriden Teil, der vom 6. bis 10. März 2023 stattfand, bei dem eine ausgewählte Anzahl von Studierenden nach Aveiro, Portugal, reiste und in einer klassischen Präsenzumgebung unterrichtet wurde, während eine zweite Gruppe den Dozenten online folgte. Dies ermöglicht es, diese Kurse als Testumgebung für einen Vergleich zwischen Online- und Präsenzkursen und -lehrmethoden zu nutzen. Zu diesem Zweck wurde der Online-Teil des Kurses durch eine Kombination aus synchronem und asynchronem Training durchgeführt, um den Hintergrund der Studenten für den hybriden Teil zu stärken, der dann effizient für die Projektarbeit und die Diskussion/Reflexion des Wissens genutzt werden kann. Darüber hinaus setzten sich die Teilnehmer aus einer Kombination von Studenten des Bauingenieurwesens mit verschiedenen Spezialisierungen sowie aus Studenten der Mathematik zusammen. Dies ermöglicht es ihnen, Lehrveranstaltungen und Projektarbeiten in Form von interdisziplinären Teams zu verfolgen und moderne wissenschaftliche Erkenntnisse in einem realistischen Ausbildungssetting zu erleben. Die teilnehmenden Studenten arbeiteten gemeinsam an der Durchführung von Bauingenieur-Experimenten in einer virtuellen Umgebung und präsentierten ihre Arbeit am Ende des Kurses. Der Lehrplan umfasste Schulungen in Bayes'scher Statistik und Methoden des maschinellen Lernens sowie Gastvorträge aus verschiedenen Ingenieurbereichen. Der Schwerpunkt des Kurses lag auf praktischer Erfahrung, und die Teilnehmer arbeiteten in Gruppen, um die geschulten Themen auf technische Probleme anzuwenden.
M.Sc. Pilot Course | Experimental Testing Based on Impact and Resistance: Wind, Fire and Earthquake
Introduction
Bauhaus University Weimar (BUW) - Chair of Advanced Structures took lead to organize an elective module with partner universities between Ruhr University Bochum (RUB), University Aveiro (UA), University Osijek (UNIOS), and Institute of Earthquake Engineering and Engineering Seismology (IZIIS). The pilot course was organized within the framework of the Erasmus+ strategic partnership for digital education program (2022-2023), under the project title “PARFORCE: Partnership for virtual laboratories in civil engineering”, the course will be offered by each partner as an elective module for the local students. The pilot course served as an example for collaborative teaching and learning, whereas the project achievements were applied and tested. Based on the final evaluation, the pilot course can become the basis for future implementation in the curricula of the partners study programs and shall be opened for external students keeping recognition and inscribing rules of the partners, participating students will got the chance to attend civil engineering experiments related to the course content in a virtual environment and visit constcution site throughout Germany.
Course Description
Participating students will be familiar with principles of the design and setup, as well as evaluation and interpretation of experimental testing in structural engineering, by attending the experiments in a virtual environment. The students will be encouraged to apply their theoretical knowledge and competences for solving complex practical tasks, and thus, to build their own “mental models”. It will be focused on the special and diverse demands in the elaboration of repeatable and destructive testing.
Students will be familiar with instrumental methods and instrumentation requirements to provide structure related parameters and characteristic e.g. force-displacement relationships in support of analytical studies. Students should be able to decide upon appropriate test configuration for particular problems and to formulate the right questions in preparation of experimental studies. The attending participants will work in international teams composed of students from each partner on a collaborative project, students will be trained in distant group work.
Project Description | Assessment of Structures under Wind, Fire, and Earthquake
The fact that earthquakes, as well as winds, exert lateral forces on buildings invites a comparison between the two. Suffice it to say that although earthquakes and winds produce dynamic forces with distinctly different characteristics, approximated by static loadings in the simplified approaches usually adopted in building design codes. It is generally recognized that the two forces need not be considered simultaneously; ascertaining the necessity of determining the governing lateral load provisions in any given design problem where both apply. A comparison of this sort, however, is valid only for one particular set of conditions and may fail to reveal the effects of certain important variables (e.g. geographic location) on the relative importance of earthquake and wind on a country wise basis.
The aim of this project is to introduce the participants to the field of earthquake and wind engineering, starting with the study of code requirements and their application to different structural systems. The structural performance for different levels of seismicity and wind-speed will be evaluated using modern software. During the project, various modelling techniques and analysis methods will be demonstrated. Different modeling assumptions (e.g., material parameters) and modifications of the structural layout (e.g., irregularity in elevation) should be considered while evaluating its influence on the dynamic behavior. After the project, the participants should be able to model and analyze structures using standard procedures. In addition to the evaluation of the structural performance for wind and seismic loads, students are asked to elaborate on a comparative fire safety concept with regards to the occupant’s evacuation time. At the end, a small presentation should be prepared by the participants in order to discuss the results.
More information regarding the course project can be accessed here ...
Course Schedule
The course will be divided into two parts, a hybrid part where local students might attend the classes face-to-face, and participating students from other partner universities will attend the class online, this phase will start on 12th october 2022. The hybrid phase is followed by a one-week presence part, where all students and responsible lectures will meet in Germany for one week. The face-to-face meeting is assigned to discussion/reflection of knowledge, team building, presentation and working on the project assignments, visiting of construction sides in further support of training competencies. the complete course schedule can be viewed here...
Finally, the participating students were taken on excursions to the A45 replacement project for the Bornbach and Bechlingen viaducts. Here, engineers and supervisors provided a brief presentation of the project, followed by a tour of the construction site. Additionally, during the presence phase of the course, a specialized course in scientific practices was delivered by a team from Bauhaus University to improve the writing and presentation skills of the students. The participating students got the chance to present their work and final outcomes of the course.
