Erste Schritte mit Ingenieur-Notizbüchern

Die Schülerinnen und Schüler, die in STEM-Laboren, bei technischen Herausforderungen im Unterricht und bei VEX-Robotikwettbewerben arbeiten, treffen während des gesamten Lernprozesses Entscheidungen. Sie entwickeln Ideen, testen Mechanismen, schreiben Code, sammeln Beobachtungen, lösen Probleme und verbessern ihre Entwürfe im Laufe der Zeit.

Der Roboter zeigt, was das Team gebaut hat. Das Ingenieursnotizbuch zeigt, wie das Team dorthin gelangt ist.

Ein Ingenieurnotizbuch hilft Studenten dabei, ihre Denkprozesse im Moment des Geschehens festzuhalten. Es bietet dem Team die Möglichkeit, Ideen festzuhalten, Entscheidungen zu erläutern, Tests zu verfolgen, Codeänderungen zu dokumentieren, über Herausforderungen nachzudenken und zu planen, was als Nächstes versucht werden soll. Im Laufe der Zeit wird das Notizbuch zu einem Dokument der Lern- und Entwicklungsprozesse des Teams.

Das Führen eines Notizbuchs muss sich nicht überwältigend anfühlen. Bei einem guten Notizbuch geht es nicht um perfekt gedruckte Seiten oder eine makellose Handschrift. Es geht darum, den Schülern zu helfen, ihren Prozess sichtbar zu machen, damit sie sich daran erinnern können, was sie versucht haben, aus den Ergebnissen lernen und ihre Arbeit klar kommunizieren können.

Dieser Artikel erklärt, was ein Ingenieursnotizbuch ist, warum es wichtig ist und wie Studenten alltägliche Notizen in eine aussagekräftige Dokumentation ihrer Konstruktions-, Programmier-, Test- und Problemlösungsprozesse verwandeln können.

Was ist ein Ingenieursnotizbuch?

Ein Ingenieurnotizbuch dient Studenten dazu, ihre Denkprozesse, Entscheidungen, Tests und Verbesserungen im Verlauf des ingenieurwissenschaftlichen Designprozesses zu dokumentieren. Es ist nicht nur eine Aufzeichnung dessen, was sie gebaut oder programmiert haben. Es zeigt, wie sie an ein Problem herangingen, welche Ideen sie in Betracht zogen, welche Beweise sie sammelten und wie sich ihre Arbeit im Laufe der Zeit veränderte.

Die Schüler können Ingenieursnotizbücher in vielen VEX-Lernerfahrungen verwenden, von VEX Robotics Competitions bis hin zu Herausforderungen im Klassenzimmer. In jeder Situation hilft das Notizbuch den Schülern dabei, den Prozess hinter ihrer Arbeit festzuhalten.

Ein Ingenieursnotizbuch kann Folgendes enthalten:

• Ziele und Ideen — Herausforderungsziele, Spielanalyse, Brainstorming-Notizen, Skizzen und mögliche Lösungen
• Konstruktions- und Programmierarbeiten – Roboterkonstruktionen, Prototypen, Konstruktionsänderungen, Pseudocode, Flussdiagramme und Debugging-Notizen
• Tests und Beobachtungen — Testergebnisse, Notizen zum Fahrtraining, Notizen zum Unterricht und während der Fahrprüfungen gesammelte Beweise
• Reflexionen, Entscheidungen und nächste Schritte – Was die Schüler gelernt haben, was sich verändert hat, was sie entschieden haben und was sie als Nächstes ausprobieren werden

Ein gut strukturiertes Ingenieursnotizbuch hilft anderen (Lehrern, Trainern oder Wettbewerbsrichtern), den Arbeitsprozess der Schüler zu verstehen. Es sollte mehr als nur die endgültige Antwort enthalten und die Fragen der Schüler, die von ihnen festgestellten Probleme, die von ihnen untersuchten Optionen sowie die Gründe für ihre Entscheidungen erläutern.

Wenn das Führen von Notizbüchern zur Routine wird, hilft es den Schülern, sich daran zu erinnern, was sie versucht haben, Beweise zur Verbesserung zu nutzen, effektiver zusammenzuarbeiten und ihren Prozess anderen zu vermitteln. Kurze, konsistente Einträge können nützlicher sein als lange, nachträglich verfasste Einträge.

Beginn eines Ingenieursnotizbuchs

Für den Einstieg in ein Ingenieursnotizbuch benötigt man weder eine perfekte Vorlage noch ein vollständig geplantes System. Der wichtigste Schritt ist, damit zu beginnen, die Denkprozesse der Schülerinnen und Schüler in Echtzeit aufzuzeichnen. Ziel ist es, eine Routine zu entwickeln, die den Schülern hilft, jeden Schritt ihres Prozesses zu dokumentieren, von der ersten Idee bis zur nächsten Verbesserung.

Format auswählen

Ingenieurnotizbücher können physisch, digital oder eine Kombination aus beidem sein.

Ein physisches Notizbuch lässt sich leicht zu Besprechungen mitnehmen, während des Bauprozesses verwenden und in der Nähe aufbewahren, während die Studierenden Ideen testen. Ein digitales Notizbuch kann das Hinzufügen von Fotos, Screenshots, Links, Code-Snippets und gemeinsamen Einträgen mehrerer Schüler erleichtern. 

• Digitale Notizbuchvorlagen für VEX-Robotikwettbewerbe finden in Artikel.

Das beste Format ist dasjenige, das die Schüler konsequent anwenden können. Wenn das Notebook leicht zugänglich und einfach zu aktualisieren ist, wird es mit größerer Wahrscheinlichkeit Teil der Routine des Teams.

Erstellen Sie eine einfache Einstiegsstruktur

Die Studierenden müssen nicht mit langen Einträgen beginnen. Eine wiederholbare Struktur kann ihnen helfen zu wissen, was sie schreiben sollen, ohne sich überfordert zu fühlen.

Ein einfacher Eintrag könnte beispielsweise so aussehen:

• Ziel: Was wollen wir erreichen?
• Arbeit: Was haben wir gebaut, programmiert, getestet oder besprochen?
• Beweise: Was geschah, als wir es ausprobierten?
• Entscheidung: Was haben wir gelernt bzw. entschieden?
• Nächster Schritt: Was werden wir als Nächstes versuchen?

Die Schüler können zur Veranschaulichung der Arbeit auch visuelle Elemente hinzufügen, wie zum Beispiel Fotos, Skizzen, Screenshots, Diagramme oder Datentabellen.

Machen Sie das Führen von Notizbüchern zu einem festen Bestandteil Ihrer Routine

Die Teams müssen nicht alles, was sie bereits getan haben, erneut erstellen. Beginnen Sie mit dem nächsten Meeting, Test oder der nächsten Aktivität.

Vom Tagebuch zum Ingenieursnotizbuch

Ein Tagebuch hält oft fest, was geschehen ist. Ein Ingenieursnotizbuch geht noch einen Schritt weiter und erklärt, was die Studierenden aus dem Geschehenen gelernt haben. 

Der Unterschied besteht nicht darin, mehr zu schreiben. Es geht darum, das Denken sichtbar zu machen. Starke Einträge zeigen, wie ein Schritt des Prozesses zum nächsten führt: Ein Problem führt zu einer Idee, eine Idee zu einem Test und ein Test zu einer Entscheidung oder Verbesserung. Dieses Konzept gilt für alle Arten von Beiträgen, einschließlich Konstruktion, Programmierung und Strategie.

• Ein Programmiereintrag könnte erklären, warum sich ein Teil des Codes geändert hat.
• Ein Testeintrag könnte Ergebnisse aus verschiedenen Studien vergleichen.
• Ein Wettbewerbsbeitrag könnte beispielsweise beschreiben, wie sich die Strategie nach einem Spiel verändert hat. 

Ziel ist es, anderen Teammitgliedern oder auch Personen außerhalb des Teams zu helfen, zu verstehen, was die Schüler und getan haben und wie sie Beweise und Reflexion genutzt haben, um ihre Arbeit zu verbessern.

Tagebucheintrag	Eintrag im Ingenieur-Notizbuch zur Entwicklung	Eintrag im Notizbuch „Stärkere Ingenieurskunst“
„Wir haben heute am Antriebsstrang gearbeitet.“	Dieses Notizbuch zeigt Testergebnisse, enthält aber keine Angaben zum Ziel der Tests oder reflektierende Notizen, die zeigen, wie das Team zu einer Entscheidung gelangte.	Dieses Notizbuch beschreibt die Herausforderung, verwendet beschriftete Skizzen, um zu zeigen, was getestet wurde, und enthält mehrere Reflexionsbereiche.

Eigenverantwortung der Schüler und Unterstützung durch Erwachsene

Ein Ingenieurnotizbuch sollte das Denken der Studierenden widerspiegeln. Die Schüler sollten diejenigen sein, die Ideen festhalten, Entscheidungen erklären, Beweise hinzufügen und die nächsten Schritte festlegen.

Lehrer, Trainer und Mentoren können das Führen von Notizbüchern unterstützen, indem sie den Schülern helfen, Routinen zu entwickeln. Erwachsene können Fragen stellen, die Schüler daran erinnern, ihre Gedanken festzuhalten, solange sie noch frisch sind, und ihnen helfen zu verstehen, welche Art von Details einen Eintrag nützlich macht. Erwachsene sollten jedoch keine Notizbucheinträge für Schüler umschreiben, überarbeiten oder neu erstellen.

Hilfreiche Fragen, die Erwachsene stellen können, sind beispielsweise:

• Welches Problem versuchen Sie zu lösen?
• Was hast du versucht?
• Welche Beweise haben Sie?
• Warum hast du diese Entscheidung getroffen?
• Was werden Sie als Nächstes testen oder ändern?

Das Notizbuch muss nicht so klingen, als hätte es ein Erwachsener geschrieben. Es sollte so klingen, als würden die Schüler die Arbeit erledigen. Wenn Schüler ihre eigenen Notizbücher erstellen und pflegen, werden diese Notizbücher zu einer aussagekräftigeren Dokumentation ihres Lernens, ihrer Problemlösungsfähigkeiten und ihrer Entwicklung.

Zusätzliche Ressourcen zum Thema Notizbücher