Werkstofftechnik und Bildungsforschung: Neue LOEWE-Schwerpunkte an der Uni Kassel

Das Projekt „Safer Materials“ wird mit rund 3,9 Mio. Euro gefördert. „Mit dem LOEWE-Programm unterstützt das Land Hessen Spitzenforschung. Die Bewilligung gleich zweier Projekte in Kassel unterstreicht die hervorragende Entwicklung, die unsere Hochschule auch in der Forschung nimmt“, freute sich der Vizepräsident der Universität Prof. Dr. Martin Lawerenz. An einem weiteren Projekt ist die Universität als Juniorpartner beteiligt.

LOEWE-Schwerpunkt „Wünschenswerte Erschwernisse beim Lernen“

Lernen in der Schule muss möglichst leicht fallen – so der Tenor der meisten didaktischen Ansätze. Ein Projekt der Universität Kassel beschreitet den umgekehrten Weg: Eine interdisziplinäre Forschungsgruppe untersucht bestimmte „wünschenswerte Erschwernisse“, die das Lernen schwerer, aber erfolgreicher machen.

Das hessische Wissenschaftsministerium beschloss am Montag, das Projekt als neuen LOEWE-Schwerpunkt mit rund 2,4 Mio. Euro zu fördern. Prof. Dr. Tobias Richter, Leiter des Fachgebiets Allgemeine Psychologie an der Universität Kassel und Sprecher des Projekts, betonte: „Die Ergebnisse werden in der schulischen Praxis dazu beitragen, dass Lernen gelingt.“

Ausgangspunkt des Projekts sind Erkenntnisse der neueren kognitionspsychologischen Forschung. „Untersuchungen vorwiegend mit Erwachsenen haben gezeigt, dass längerfristiges Behalten und der Transfer von Wissen gefördert werden können, wenn Lernprozesse gezielt erschwert werden“, erläuterte Richter. „Im Grunde ist es wie im Sport: Auch dort kann ich meine Leistung nachhaltig steigern, wenn ich mir im Training bestimmte Reize setze.“

Zu den wünschenswerten Erschwernissen beim Lernen zählen beispielsweise die Verteilung der Lernzeit auf mehrere Lerngelegenheiten oder die abwechselnde Bearbeitung unterschiedlicher Themen beim Lernen. Als weiteres Beispiel nennt Richter „Wissen aus dem Langzeitgedächtnis abzurufen oder aktiv selbst zu erzeugen. Das ist zwar ebenfalls anstrengend, hat aber oft eine lernförderliche Wirkung.“

Bislang ist jedoch noch wenig über die kognitiven Mechanismen und Entwicklungsvoraussetzungen bekannt, die der Wirksamkeit solcher wünschenswerten Erschwernisse zugrunde liegen. Auch wie wünschenswerte Erschwernisse als didaktische Maßnahmen im Unterricht angewandt werden können, ist kaum untersucht.

Der Kasseler LOEWE-Schwerpunkt soll diese Fragen ab dem 1. Januar 2015 systematisch am Beispiel von Lerninhalten aus der Mathematik und naturwissenschaftlichen Fächern untersuchen. Die Projektdauer beträgt zunächst drei Jahre. Neben Richters Fachgebiet sind folgende Fachgebiete beteiligt: Didaktik der Mathematik (Prof. Dr. Rita Borromeo Ferri), Entwicklungspsychologie (Prof. Dr. Mirjam Ebersbach), Pädagogische Psychologie (Prof. Dr. Martin Hänze), Empirische Schul- und Unterrichtsforschung (Prof. Dr. Frank Lipowsky), Didaktik der Biologie (Prof. Dr. Jürgen Mayer), Psychologische Diagnostik (Prof. Dr. Kristin Mitte), Sozialpsychologie (Prof. Dr. Marc-André Reinhard).

LOEWE-Schwerpunkt „Safer Materials“ – Neue Teildisziplin der Werkstofftechnik

Das neue LOEWE-Projekt „Safer Materials“ wird mit rund 3,9 Mio. Euro gefördert. Es treibt in den kommenden drei Jahren an der Universität Kassel die Entwicklung sicherer Werkstoffe voran. Prof. Dr. Hans-Peter Heim, Leiter des Fachgebiets Kunststofftechnik und Sprecher des Projekts, erklärte: „Wir beabsichtigen mit diesem Projekt, eine neue und einzigartige Teildisziplin der Werkstofftechnik an der Universität Kassel zu etablieren.“ Die Universität besetze damit ein wichtiges Zukunftsthema, denn die Identifizierung und Entwicklung leistungsfähiger und sicherer Materialien werde für ein Industrieland wie Deutschland immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Im Rahmen des Projekts werden neuartige Werkstoffe – vor allem Hochleistungsbeton, Biokunststoffe und andere innovative Kunststoffe sowie sogenannte gradierte Metalle – entwickelt und auf ihre Eigenschaften hin untersucht. Die Forschungsgruppe will dabei Methoden und technisches Know-How schaffen, um Werkstoffe auch im Bereich ihrer Leistungsgrenzen sowie unter diversen äußeren Einflüssen sicher und zuverlässig zu machen. „In der heutigen Zeit kommen immer leistungsfähigere Werkstoffe zum Einsatz“, so Heim.

„Gegenüber herkömmlichen Materialien weisen diese Werkstoffe große Vorteile in mancher Hinsicht auf, etwa was die Widerstandsfähigkeit oder ein deutlich geringeres Gewicht angeht. Auf der anderen Seite haben viele eine geringere Schadenstoleranz. Und: Bei allen neuen Werkstoffen muss untersucht werden, wie sie sich bei Unfällen verhalten.“ In der Vergangenheit sei es durch kleinste Störungen in diesen Werkstoffen immer wieder zu katastrophalen Unfällen gekommen. Auch die Zugentgleisung im Kölner Hauptbahnhof 2008, als nur der Zufall Schlimmeres verhinderte, sei auf Materialfehler zurückzuführen. Damals war ein ICE wegen einer defekten Radersatzwelle entgleist.

Hinzu komme, so Heim, dass der Mensch durch sein Handeln von der Beschaffung bis hin zur Verarbeitung die Eigenschaften eines Werkstoffs beeinflusse und damit eine zentrale, aber bislang kaum beachtete Rolle in der Werkstofftechnik darstelle. Auch die Herkunft eines Rohstoffs werde bislang nur unzureichend berücksichtigt. Die Forschungen des neuen LOEWE-Schwerpunkts „Safer Materials“ sollen daher auch Wechselwirkungen zwischen menschlichem Handeln und Werkstoffeigenschaften erfassen und die zukünftige Verfügbarkeit und gesellschaftliche Akzeptanz von Werkstoffen berücksichtigen.

Neben Heims Fachgebiet sind folgende Fachgebiete der Universität Kassel direkt, also mit Förderung beteiligt: Qualität und Zuverlässigkeit (Prof. Dr. Angelika Brückner-Foit), Werkstoffe des Bauwesens und Bauchemie (Prof. Dr. Bernhard Middendorf), Technische Mechanik/ Kontinuumsmechanik (Prof. Dr.-Ing. Andreas Ricoeur), Metallische Werkstoffe (Prof. Dr. Berthold Scholtes) und Arbeits- und Organisationspsychologie (Prof. Dr. Oliver Sträter). Auch die Fachgebiete Gießereitechnik (Prof. Dr.-Ing. Martin Fehlbier) und Massivbau (Prof. Dr. Ekkehard Fehling) bringen sich ein. Die Universität Kassel arbeitet zudem eng mit den beiden Fraunhofer-Instituten ISI in Karlsruhe und IAP in Golm sowie mit Partnern aus der Wirtschaft zusammen.

Beteiligung am neuen LOEWE-Schwerpunkt „NICER“

Die Universität Kassel ist zudem mit dem Fachgebiet Verteilte Systeme am LOEWE-Schwerpunkt „NICER – Networked Infrastructureless Cooperation for Emergency Response“ beteiligt, das am Montag ebenfalls einen Zuschlag bekam. Die Sprecherrolle liegt hier bei der TU Darmstadt, beteiligt ist außerdem die Philipps-Universität Marburg. Das Projekt wird mit insgesamt 4,5 Mio. Euro gefördert. Es untersucht, wie im Krisenfall Informationstechnik Menschen vernetzen und Kooperation ermöglichen kann.

Die Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz – kurz LOEWE – ist ein Programm, mit dem das Land Hessen seit 2008 die Forschungslandschaft stärkt und herausragende wissenschaftliche Verbundvorhaben fördert. Die Universität Kassel hat bislang die Federführung an folgenden fünf LOEWE-Schwerpunkten oder ist an ihnen beteiligt: den Projekten Social Link (Kommunikationsparadigma für das 21. Jahrhundert), Tier – Mensch – Gesellschaft (interdisziplinäre Tierforschung), ELCH (Elektronen-Dynamik chiraler Systeme), Cocoon (kooperative Sensorkommunikation) und IPF (integrative Pilzforschung).

Bild von Prof. Dr. Hans-Peter Heim (Foto: Uni Kassel) unter:
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Bild von Prof. Dr. Tobias Richter (Foto: Uni Kassel) unter:
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Kontakt:
Prof. Dr. Tobias Richter
Universität Kassel
Fachgebiet Allgemeine Psychologie
Tel.: +49 561 804 3577
E-Mail: tobias.richter@uni-kassel.de

Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Heim
Universität Kassel
Institut für Werkstofftechnik
Tel.: +49 561 804 3670
E-Mail: heim@uni-kassel.de

Dr.-Ing. Maik Feldmann
Universität Kassel
Institut für Werkstofftechnik
Tel.: +49 561 804 2867
E-Mail: feldmann@uni-kassel.de

Sebastian Mense
Universität Kassel
Kommunikation, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: +49 561 804 1961
E-Mail: presse@uni-kassel.de

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