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Yes, we can (?)
(2021)
The COVID-19 crisis has caused an extreme situation for higher education institutions around the world, where exclusively virtual teaching and learning has become obligatory rather than an additional supporting feature. This has created opportunities to explore the potential and limitations of virtual learning formats. This paper presents four theses on virtual classroom teaching and learning that are discussed critically. We use existing theoretical insights extended by empirical evidence from a survey of more than 850 students on acceptance, expectations, and attitudes regarding the positive and negative aspects of virtual teaching. The survey responses were gathered from students at different universities during the first completely digital semester (Spring-Summer 2020) in Germany. We discuss similarities and differences between the subjects being studied and highlight the advantages and disadvantages of virtual teaching and learning. Against the background of existing theory and the gathered data, we emphasize the importance of social interaction, the combination of different learning formats, and thus context-sensitive hybrid learning as the learning form of the future.
Time to change
(2020)
Industry 4.0 leads to a radical change that is progressing incrementally. The new information and communication technologies provide many conceivable opportunities for their application in the context of sustainable corporate management. The combination of new digital technologies with the ecological and social goals of companies offers a multitude of unimagined potentials and challenges. Although companies already see the need for action, there was in the past and currently still is a lack of concrete measures that lever the potential of Industry 4.0 for sustainability management. During the course of this position paper we develop six theses (two from each sustainability perspective) against the background of the current situation in research and practice, and policy.
In response to the impending spread of COVID-19, universities worldwide abruptly stopped face-to-face teaching and switched to technology-mediated teaching. As a result, the use of technology in the learning processes of students of different disciplines became essential and the only way to teach, communicate and collaborate for months. In this crisis context, we conducted a longitudinal study in four German universities, in which we collected a total of 875 responses from students of information systems and music and arts at four points in time during the spring–summer 2020 semester. Our study focused on (1) the students’ acceptance of technology-mediated learning, (2) any change in this acceptance during the semester and (3) the differences in acceptance between the two disciplines. We applied the Technology Acceptance Model and were able to validate it for the extreme situation of the COVID-19 pandemic. We extended the model with three new variables (time flexibility, learning flexibility and social isolation) that influenced the construct of perceived usefulness. Furthermore, we detected differences between the disciplines and over time. In this paper, we present and discuss our study’s results and derive short- and long-term implications for science and practice.
In response to the impending spread of COVID-19, universities worldwide abruptly stopped face-to-face teaching and switched to technology-mediated teaching. As a result, the use of technology in the learning processes of students of different disciplines became essential and the only way to teach, communicate and collaborate for months. In this crisis context, we conducted a longitudinal study in four German universities, in which we collected a total of 875 responses from students of information systems and music and arts at four points in time during the spring–summer 2020 semester. Our study focused on (1) the students’ acceptance of technology-mediated learning, (2) any change in this acceptance during the semester and (3) the differences in acceptance between the two disciplines. We applied the Technology Acceptance Model and were able to validate it for the extreme situation of the COVID-19 pandemic. We extended the model with three new variables (time flexibility, learning flexibility and social isolation) that influenced the construct of perceived usefulness. Furthermore, we detected differences between the disciplines and over time. In this paper, we present and discuss our study’s results and derive short- and long-term implications for science and practice.
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.
Die Herstellung von Produkten bindet Energie sowie auch materielle Ressourcen. Viel zu langsam entwickeln sich sowohl das Bewusstsein der Konsumenten sowie der Produzenten als auch gesetzgebende Aktivitäten, um zu einem nachhaltigen Umgang mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen zu gelangen. In diesem Beitrag wird ein lokaler Remanufacturing-Ansatz vorgestellt, der es ermöglicht, den Ressourcenverbrauch zu reduzieren, lokale Unternehmen zu fördern und effiziente Lösungen für die regionale Wieder- und Weiterverwendung von Gütern anzubieten.
Die Herstellung von Produkten bindet Energie sowie auch materielle Ressourcen. Viel zu langsam entwickeln sich sowohl das Bewusstsein der Konsumenten sowie der Produzenten als auch gesetzgebende Aktivitäten, um zu einem nachhaltigen Umgang mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen zu gelangen. In diesem Beitrag wird ein lokaler Remanufacturing-Ansatz vorgestellt, der es ermöglicht, den Ressourcenverbrauch zu reduzieren, lokale Unternehmen zu fördern und effiziente Lösungen für die regionale Wieder- und Weiterverwendung von Gütern anzubieten.
The implementation of learning scenarios is a diversely challenging, frequently purely manual and effortful undertaking. In this contribution a process based view is used in scenario generation to overcome communication, coordination and technical gaps. A framework is provided to identify, define and integrate technological artefacts and learning content as modular, reusable building blocks along a modeled production process. The specific contribution is twofold: 1) the theoretical framework represents a unique basis for modularization of content and technology in order to enhance reusability, 2) the model based scenario definition is a starting point for automated implementation of learning scenarios in industrial learning environments that has not been created before.
CO₂-Fußabdrücke sind ein aktuell viel diskutiertes Thema mit weitreichenden Implikationen für Individuen als auch Unternehmen. Firmen können einen proaktiven Beitrag zur Transparenz leisten, indem der unternehmens- oder produktbezogene CO₂-Fußabdruck ausgewiesen wird. Ist der Entschluss gefasst einen CO₂-Fußabdruck auszuweisen und die entstehenden Treibhausgase zu erfassen, existiert eine Vielzahl unterschiedlicher Normen und Zertifikate, wie die publicly available specification 2050, das Greenhouse Gas Protokoll oder die ISO 14067. Das Ziel dieses Beitrags ist es, diese drei Normen zur Berechnung des produktbezogenen CO₂-Fußabdrucks zu vergleichen, um Gemeinsamkeiten und Unterschiede sowie Vor- und Nachteile in der Anwendung aufzuzeigen. Die Übersicht soll Unternehmen bei der Entscheidungsfindung hinsichtlich der Eignung eines CO₂-Fußabdrucks für ihr Unternehmen unterstützen.
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.
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.
Neben dem enormen Kursanstieg des Bitcoins in den Jahren 2017/2018, stieg im gleichen Maß auch die benötigte Rechenleistung und der damit verbundene Elektrizitätsbedarf, um Blöcke innerhalb der Bitcoin-Blockchain zu verifizieren. Aus diesem Problem ableitend beschäftigt sich dieser Beitrag mit der Fragestellung, welchen Beitrag unterschiedliche Konsens-Algorithmen innerhalb einer Blockchain zur Nachhaltigkeit liefern. Im Ergebnis liegt ein Überblick über die meist genutzten Konsens-Algorithmen und deren Beitrag zur Nachhaltigkeit vor.
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.
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.
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.
Die Innovationstätigkeit im industriellen Umfeld verlagert sich durch die Digitalisierung hin zu Produkt-Service-Systemen. Kleine und mittlere Unternehmen haben sich in ihrer Entwicklungstätigkeit bisher stark auf die Produktentwicklung bezogen. Der Umstieg auf „smarte“ Produkte und die Kopplung an Dienstleistungen erfordert häufig personelle und finanzielle Ressourcen, welche KMU nicht aufbringen können. Crowdsourcing stellt eine Möglichkeit dar, den Innovationsprozess für externe Akteure zu öffnen und Kosten- sowie Geschwindigkeitsvorteile zu realisieren. Bei der Integration von Crowdsourcing-Elementen ist jedoch einigen Herausforderungen zu begegnen. Dieser Beitrag zeigt sowohl die Potenziale als auch die Barrieren einer Crowdsourcing-Nutzung im industriellen Umfeld auf.
Die teilweise sehr kurzfristig notwendige Reaktion auf Veränderungen erfordert von Unternehmen ein hohes Maß an Flexibilität und Reaktionsgeschwindigkeit. Anwendungssystemarchitekturen, die im Wesentlichen aus alten und selbst entwickelten Systemen bestehen, erfüllen häufig diese Anforderungen nicht. Investitionsmittel für neue Software sind jedoch begrenzt, daher müssen Prioritäten in der Ablösung von Altsystemen gesetzt werden. Eine effiziente Analysemethode zur Planung der Erneuerung der Anwendungssystemlandschaft stellt die Wandlungsfähigkeitsanalyse dar. Dieser Beitrag beschreibt Vorgehen und Ergebnisse am Beispiel eines international tätigen Automobilzulieferers.
This paper presents an exploratory study investigating the influence of the factors (1) intermediary participation, (2) decision-making authority, (3) position in the enterprise, and (4) experience in open innovation on the perception and assessment of the benefits and risks expected from participating in open innovation projects. For this purpose, an online survey was conducted in Germany, Austria and Switzerland. The result of this paper is an empirical evidence showing whether and how these factors affect the perception of potential benefits and risks expected within the context of open innovation project participation. Furthermore, the identified effects are discussed against the theory. Existing theory regarding the benefits and risks of open innovation is expanded by (1) finding that they are perceived mostly independently of the factors, (2) confirming the practical relevance of benefits and risks, and (3) enabling a finer distinction between their degrees of relevance according to respective contextual specifics.
Manufacturing companies still have relatively few points of contact with the circular economy. Especially, extending life time of whole products or parts via remanufacturing is an promising approach to reduce waste. However, necessary cost-efficient assessment of the condition of the individual parts is challenging and assessment procedures are technically complex (e.g., scanning and testing procedures). Furthermore, these assessment procedures are usually only available after the disassembly process has been completed. This is where conceptualization, data acquisition and simulation of remanufacturing processes can help. One major constraining aspect of remanufacturing is reducing logistic efforts, since these also have negative external effects on the environment. Thus regionalization is an additional but in the end consequential challenge for remanufacturing. This article aims to fill a gap by providing an regional remanufacturing approach, in particular the design of local remanufacturing chains. Thereby, further focus lies on modeling and simulating alternative courses of action, including feasibility study and eco-nomic assessment.
Technological advancements are giving rise to the fourth industrial revolution - Industry 4.0 -characterized by the mass employment of smart objects in highly reconfigurable and thoroughly connected industrialproduct-service systems. The purpose of this paper is to propose a theory-based knowledgedynamics model in the smart grid scenario that would provide a holistic view on the knowledge-based interactions among smart objects, humans, and other actors as an underlyingmechanism of value co-creation in Industry 4.0. A multi-loop and three-layer - physical, virtual, and interface - model of knowledge dynamics is developedby building on the concept of ba - an enabling space for interactions and theemergence of knowledge. The model depicts how big data analytics are just one component inunlocking the value of big data, whereas the tacit engagement of humans-in-the-loop - theirsense-making and decision-making - is needed for insights to be evoked fromanalytics reports and customer needs to be met.