News

Blick auf einen Schreibtisch mit Rechner
Prof. Kristina Kelber
Auch Prof. Kelber führt ihre Lehrveranstaltungen derzeit vom Homeoffice aus.

Laborexperimente interaktiv und zu Hause

Erstellt von Pressestelle |

Das Praktikum zur Lehrveranstaltung „Signale und Systeme“ findet mithilfe der Software Matlab virtuell statt.

Die Vorlesung „Signale und Systeme“ in der Elektrotechnik beschäftigt sich mit der mathematischen Darstellung verschiedener Systeme und deren Eingangs-und Ausgangssignalen. In dem dazugehörigen Praktikum lernen die Studierenden u.a., wie sie Signale und Systeme im Zeit- und Frequenzbereich charakterisieren können. Dazu gehören beispielsweise Übungen zum Messen von Impuls- und Sprungantworten sowie von Frequenzgängen von Systemen. Normalerweise arbeiten die Studierenden mit echter Hardware: einem Signalgenerator, einem Oszilloskop und einem zu prüfenden Gerät – in der Regel ein Filter. Da in den vergangenen beiden Semestern Praktika vor Ort in den Laboren nicht möglich waren, hat Professorin Kristina Kelber ein virtuelles Praktikum auf der Basis der Software Matlab entwickelt. Die Studierenden können nun an digitalen Nachbildungen der Laborgeräte arbeiten. Im Interview erzählt die Professorin von ihren Erfahrungen.

Wie kamen Sie auf die Idee Laborversuche auch virtuell abzubilden?

Wir haben bereits vor Corona damit begonnen, von traditionellen Stift-und Papier-Aufgaben zu einem digitalen Ansatz überzugehen, bei dem die Studierenden Probleme mit Hilfe von Computersoftware lösen. Ingenieurinnen und Ingenieure benötigen heutzutage die Fähigkeit zur softwarebasierten Analyse und Modellierung. Diese Kompetenzen lassen sich sehr gut über diese Art der Lehre vermitteln. 
 

Welche Technik benötigen die Studierenden für das virtuelle Praktikum?

Alle Praktika sind mit Hilfe von Matlab umgesetzt. Die Landeslizenz dafür ermöglicht es den Studierenden, die Software auf dem eigenen Rechner zu installieren oder Matlab-Online über den Webbrowser zu nutzen. Außerdem ist ein Headset zur Kommunikation mit den Lehrenden und untereinander sinnvoll.    

Wie läuft das Praktikum ab?

Die Studierenden bereiten sich weitestgehend identisch wie zu den Präsenzpraktika vor. Die Vorbereitungsaufgaben besprechen wir per Videokonferenz. Für die Versuchsaufgaben gibt es Liveskripte und teilweise speziell für die virtuellen Versuche programmierte Apps, die den realen Versuchsplatz nachbilden. Die Studierenden können wichtige Einstellungen an den virtuellen Geräten selbst vornehmen, Werte ablesen und in ihre Liveskript-Protokolle übernehmen und anschließend auswerten. Für Versuchsaufgaben, bei denen eine derartige Simulation der Laborumgebung wichtige Aspekte nicht mit widerspiegeln würde, stellen wir den Studierenden reale Messergebnisse aus dem Labor zur Verfügung, die sie mit Matlab wie auf einem Oszilloskop visualisieren und auswerten. Die Betreuung und Auswertung der Versuche erfolgt per Videokonferenz.

Welche Erfahrungen haben Sie bisher gemacht?

Wir haben die virtuellen Praktika im Sommersemester mit den Direktstudierenden und jetzt Anfang Februar mit den Fernstudierenden durchgeführt. Die Matlab-Landeslizenz ermöglicht es zwar, dass jeder Matlab auch Zuhause nutzen kann. Allerdings verfügt nicht jeder über geeignete Rechentechnik bzw. eine stabile Internetverbindung. Da mussten wir teilweise improvisieren. Man braucht zu jedem Versuchstermin eine gewisse Zeit, bis alle arbeitsfähig sind. Die virtuellen Versuche sind eine gute Möglichkeit, die Studierenden selbst Erkenntnisse gewinnen und Erfahrungen sammeln zu lassen. Die sehr zeitaufwändige Vorbereitung hat sich also gelohnt, auch wenn die virtuellen Versuche das „Laborerlebnis" nicht vollständig ersetzen können.    

Wie ist das Feedback der Studierenden?

Die Studierenden sind sehr dankbar für die Möglichkeit, den in der Lehrveranstaltung vermittelten Kenntnissen noch praktische Fähigkeiten hinzufügen zu können. Dadurch können sie Zusammenhänge viel besser begreifen. Sie schätzen die Analyse- und Visualisierungsmöglichkeiten von Matlab, vermissen aber trotzdem die praktische Arbeit mit den realen Geräten. Ein Fernstudent schrieb letzte Woche in den Chat: "Danke, war sehr interessant und lehrreich!"