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Competence development must change at all didactic levels to meet the new requirements triggered by digitization. Unlike classic learning theories and the resulting popular approaches (e.g., sender-receiver model), future-oriented vocational training must include new learning theory impulses in the discussion about competence acquisition. On the one hand, these impulses are often very well elaborated on the theoretical side, but the transfer into innovative learning environments - such as learning factories - is often still missing. On the other hand, actual learning factory (design) approaches often concentrate primarily on the technical side. Subject-oriented learning theory enables the design of competence development-oriented vocational training projectsin learning factories in which persons can obtain relevant competencies for digitization. At the same time, such learning theory approaches assume a potentially infinite number of learning interests and reasons. Following this, competence development is always located in an institutional or organizational context. The paper conceptionally answers how this theoryimmanent challenge is synthesizable with the reality of organizationally competence development requirements.
The authors propose that while tacit knowledge is a valuable resource for developing new business models, its externalization presents several challenges. One major challenge is that individuals often don’t recognize their tacit knowledge resources, while another is the reluctance to share one’s knowledge with others. Addressing these challenges, the authors present an application-oriented serious game-based haptic modeling approach for externalize tacit knowledge, which can be used to develop the first versions of business models based on tacit knowledge. Both conceptual and practical design fundamentals are presented based on elaborated theoretical approaches, which were developed with the help of a design science approach. The development of the research process is presented step by step, whereby we focused on the high accessibility of the presented research. Practitioners are presented with guidelines for implementing their serious game projects. Scientists benefit from starting points for their research topics of externalization, internalization, and socialization of tacit knowledge, development of business models, and serious games or gamification. The paper concludes with open research desiderata and questions from the presented research process.
Konzeption, Erstellung und Evaluation von VR-Räumen für die betriebliche Weiterbildung in KMU
(2023)
Der Beitrag adressiert die Erstellung von Virtual-Reality gestützten (Lehr- und Lern-) Räumen für die betriebliche Weiterbildung im Rahmen eines Forschungsprojektes. Der damit verbundene Konzeptions- und Umsetzungsprozess ist mit verschiedenen Herausforderungen verbunden: einerseits ist Virtual-Reality ein vergleichsweise neues Lehr- und Lernmedium, womit wenig praktische Handreichungen zur praktischen Umsetzung existieren. Andererseits existieren theoretisch-konzeptionelle Ansätze zur Gestaltung digitaler Lehr- und Lernarrangements, die jedoch 1) oft Gefahr laufen, an den realen Bedürfnissen der Praxis „vorbei“ zu gehen und 2) zumeist nicht konkret Virtual-Reality bzw. damit verbundene Lehr- und Lernumgebungen adressieren. In dieser Folge sind Best-Practice Beispiele basierend auf erfolgreichen Umsetzungsvorhaben, die nachfolgenden Projekten als „Wegweiser“ dienen könnten, äußerst rar. Der Beitrag setzt an dieser Stelle an: basierend auf zwei real existierenden betrieblichen Anwendungsfällen aus den Bereichen Natursteinbearbeitung sowie Einzel- und Sondermaschinenbau werden Herausforderungen und Lösungswege des Erstellungsprozesses von Virtual-Reality gestützten (Lehr- und Lern-)Räumen beschrieben. Ebenfalls werden basierend auf den gemachten Projekterfahrungen Handlungsempfehlungen für die gelingende Konzeption, Umsetzung und Evaluation dieser Räume formuliert. Betriebliche Beschäftigte aus den Bereichen Aus- und Weiterbildung, Management oder Human Ressources, die in eigenen Projekten im Bereich Virtual Reality aktiv werden wollen, profitieren von den herausgestellten praktischen Handreichungen. Forschende Personen sollen Anregungen für weiterführende Forschungsvorhaben erhalten.
Dieses Kapitel diskutiert die Notwendigkeit einer stärkeren Praxisorientierung für die Schaffung konkreter Lehr- und Lernräume in Unternehmen und zeigt die Vorteile einer Lernfabrik vor dem Hintergrund der stattfindenden Digitalisierung als Mittel zur Kompetenzentwicklung auf. Die technologiebedingt erweiterten Weiterbildungsziele erfordern die Nutzung geeigneter Konzepte und Lösungen. Dahingehend erfolgt die zielorientierte Konkretisierung der Kreation geeigneter Lehr- und Lernsituationen. Die Darstellung der Nutzbarmachung einer Modellfabrik als Lernfabrik der betrieblichen Weiterbildungspraxis zeigt nicht nur eine Lösung für die intendierte Bereitstellung flexibler Lehr- und Lernsituationen, sondern liefert ebenso Handlungsempfehlungen und Best-Practices für die erfolgreiche Kompetenzentwicklung. Insbesondere Praktiker profitieren von der Darstellung der Lernfabrik: aus dieser können sowohl betriebliche Weiterbildner als auch Geschäftsverantwortliche Implikationen für die didaktische Transformation betrieblicher Arbeitsorte in betriebliche Lern-Orte ableiten. Die detaillierte Darstellung einer Tagesschulung zum Thema Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Arbeit der Mitarbeiter sowie Illustration eines Lernszenarios geben reale Einblicke, wie betriebliche Weiterbildung abseits von Lehr-Lern-Kurzschluss-orientierter Didaktik gelingt.
From employee to expert
(2021)
In the context of the collaborative project Ageing-appropriate, process-oriented and interactive further training in SME (API-KMU), innovative solutions for the challenges of demographic change and digitalisation are being developed for SMEs. To this end, an approach to age-appropriate training will be designed with the help of AR technology. In times of the corona pandemic, a special research design is necessary for the initial survey of the current state in the companies, which will be systematically elaborated in this paper. The results of the previous methodological considerations illustrate the necessity of a mix of methods to generate a deeper insight into the work processes. Video-based retrospective interviews seem to be a suitable instrument to adequately capture the employees' interpretative perspectives on their work activities. In conclusion, the paper identifies specific challenges, such as creating acceptance among employees, open questions, e.g., how a transfer or generalization of the results can succeed, and hypotheses that will have to be tested in the further course of the research process.
The increasing demand for software engineers cannot completely be fulfilled by university education and conventional training approaches due to limited capacities. Accordingly, an alternative approach is necessary where potential software engineers are being educated in software engineering skills using new methods. We suggest micro tasks combined with theoretical lessons to overcome existing skill deficits and acquire fast trainable capabilities. This paper addresses the gap between demand and supply of software engineers by introducing an actionoriented and scenario-based didactical approach, which enables non-computer scientists to code. Therein, the learning content is provided in small tasks and embedded in learning factory scenarios. Therefore, different requirements for software engineers from the market side and from an academic viewpoint are analyzed and synthesized into an integrated, yet condensed skills catalogue. This enables the development of training and education units that focus on the most important skills demanded on the market. To achieve this objective, individual learning scenarios are developed. Of course, proper basic skills in coding cannot be learned over night but software programming is also no sorcery.
Digitization and demographic change are enormous challenges for companies. Learning factories as innovative learning places can help prepare older employees for the digital change but must be designed and configured based on their specific learning requirements. To date, however, there are no particular recommendations to ensure effective age-appropriate training of bluecollar workers in learning factories. Therefore, based on a literature review, design characteristics and attributes of learning factories and learning requirements of older employees are presented. Furthermore, didactical recommendations for realizing age-appropriate learning designs in learning factories and a conceptualized scenario are outlined by synthesizing the findings.
Die Digitalisierung von Produktionsprozessen schreitet mit einer hohen Intensität voran. Weiterbildung hat eine hohe Relevanz für betriebliche Transformationsprozesse. Die betriebliche Weiterbildungspraxis ist den aktuellen Herausforderungen der Digitalisierung jedoch nicht gewachsen. Herausforderungen sind Kompetenzlücken der Mitarbeiter, ungewisse Anforderungsprofile und Tätigkeitstypen, demographischer Wandel sowie veraltete didaktische Ansätze. Zudem wird bestehender inhaltlicher und pädagogischer Freiraum bei der Gestaltung von Weiterbildung oftmals nur unzureichend ausgenutzt. Die skizzierte Situation führt dazu, dass der Mehrwert gegenwärtiger Qualifizierungsangebote sowohl für Unternehmen als auch Beschäftigte nicht ausgeschöpft wird. Ausgehend von Veränderungen durch Digitalisierung in der Produktion und deren Auswirkungen auf die Kompetenzentwicklung diskutiert dieser Beitrag Herausforderungen gegenwärtiger betrieblicher Weiterbildung. Er leitet Handlungsempfehlungen ab, die mithilfe von Beispielen gewerkschaftlich unterstützter Weiterbildungspraxis illustriert werden. Im Ergebnis erhalten Interessierte einen Überblick über gegenwärtige Herausforderungen und Handlungsempfehlungen für die Gestaltung und Durchführung von Weiterbildung in Zeiten der Digitalisierung.
Die Branche der Dienstleistungsunternehmen (Professional Services) hat einige Anforderungen, die sie von den „klassischen“ ERP-Branchen Industrie und Handel unterscheidet. Dieser Beitrag beschreibt einige der aktuellen Herausforderungen dieses immer wichtiger werdenden Wirtschaftszweigs und geht dann am Beispiel eines mittelständischen Ingenieurdienstleisters auf typische Anforderungen dieser Branche, infrage kommende Systeme und das Vorgehen zur Auswahl ein.
The usage of gamification in the contexts of commerce, consumption, innovation or eLearning in schools and universities has been extensively researched. However, the potentials of serious games to transfer and perpetuate knowledge and action patterns in learning factories have not been levered so far. The goal of this paper is to introduce a serious game as an instrument for knowledge transfer and perpetuation. Therefore, reqirements towards serious games in the context of learning factories are pointed out. As a result, that builds on these requirements, a serious learning game for the topic of Industry 4.0 is practically designed and evaluated.
Audit - and then what?
(2019)
Current trends such as digital transformation, Internet of Things, or Industry 4.0 are challenging the majority of learning factories. Regardless of whether a conventional learning factory, a model factory, or a digital learning factory, traditional approaches such as the monotonous execution of specific instructions don‘t suffice the learner’s needs, market requirements as well as especially current technological developments. Contemporary teaching environments need a clear strategy, a road to follow for being able to successfully cope with the changes and develop towards digitized learning factories. This demand driven necessity of transformation leads to another obstacle: Assessing the status quo and developing and implementing adequate action plans. Within this paper, details of a maturity-based audit of the hybrid learning factory in the Research and Application Centre Industry 4.0 and a thereof derived roadmap for the digitization of a learning factory are presented.
Subject-oriented learning
(2019)
The transformation to a digitized company changes not only the work but also social context for the employees and requires inter alia new knowledge and skills from them. Additionally, individual action problems arise. This contribution proposes the subject-oriented learning theory, in which the employees´ action problems are the starting point of training activities in learning factories. In this contribution, the subject-oriented learning theory is exemplified and respective advantages for vocational training in learning factories are pointed out both theoretically and practically. Thereby, especially the individual action problems of learners and the infrastructure are emphasized as starting point for learning processes and competence development.
Der Wandel zur automatisierten Produktion, die fortschreitende Digitalisierung der Wertschöpfungsprozesse sowie die stetige Implementierung von mobilen Industrial Internet of Things-Technologien (IIoT) in diese zur Unterstützung der Mitarbeiter stellen betriebliche Weiterbildung vor Herausforderungen. Komple-xere Anforderungen und veränderte Tätigkeitsprofile erfordern Handlungskom-petenzen bei Mitarbeitern im Sinne der Fähigkeit, in unbekannten Situationen auf Basis eigenen Könnens handlungsfähig zu bleiben. Jene sowie dafür notwendiges umfassendes Verständnis gegenüber digitalisierten Produktions-prozessen kann jedoch durch konventionelle Lehrmethoden nicht realisiert werden, da diese der erhöhten Anforderungskomplexität und den komplexen Rückkopplungen im Rahmen der Steuer- und Regelkreise nicht gerecht werden können. Diese Aspekte aufgreifend wird im Folgenden ein szenariobasierter Wei-terbildungsansatz für eine Lernfabrik vorgestellt, der insbesondere die Potenziale mobiler IIoT-Technologien zur Ausgestaltung dieser in den Blick nimmt.
Lately, first implementation approaches of Internet of Things (IoT) technologies penetrate industrial value-adding processes. Within this, the competence requirements for employees are changing. Employees’ organization, process, and interaction competences are of crucial importance in this new IoT environment, however, in students and vocational training not sufficiently considered yet. On the other hand, conventional learning factories evolve and transform to digital learning factories. Nevertheless, the integration of IoT technology and its usage for training in digital learning factories has been largely neglected thus far. Existing learning factories do not explicitly and properly consider IoT technology, which leads to deficiencies regarding an appropriate development of employees’ Industrial IoT competences. The goal of this contribution is to point out a didactic concept that enables development and training of these new demanded competences by using an IoT laboratory. For this purpose, a design science approach is applied. The result of this contribution is a didactic concept for the development of Industrial IoT competences in an IoT laboratory.