Challenge-Based Learning in Aerospace Engineering Education: The ESA Concurrent Engineering Challenge at the Technical University of Madrid

López-Fernández, Daniel; Fernández, José María Pérez; Lapuerta, Victoria

doi:10.1016/j.actaastro.2020.03.027

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“…Seitdem hat CBL in die Hochschullehre, insbesondere im technischen Bereich, Eingang gefunden (vgl. Eraña-Rojas et al, 2019;López-Fernández et al, 2020;Malmqvist et al, 2015). CBL wird zudem von der 2019 ins Leben gerufenen ARQUS European University Alliance, einer Kooperation von sieben europäischen Universitäten u. a. in den Bereichen Forschung und Lehre, im Rahmen der Aktionslinie 7 umgesetzt und wird aktuell im Rahmen eines sich in der Konzeption befindlichen MOOCs aufbereitet, der den Teilnehmer:innen die Möglichkeit zur Weiterbildung und zum Austausch über das Lehr-/Lehrkonzept dienen soll (Arqus Alliance, 2021aAlliance, , 2021b.…”

Section: Ein Digital Angereichertes Challenge-based-learning-konzept Für Die Hochschulbildungunclassified

Bildung in der digitalen Transformation

Gokus

Ortloff

Lange

2019

Zur Bedeutung Der Technischen Bildung in Fächerverbünden

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Bildung in der digitalen TransformationKaum ein Phänomen hat in so kurzer Zeit die Digitalisierung des Bildungswesens stärker vorangetrieben als die Corona-Pandemie und der weitreichende Übergang von Präsenz-zu Distanzlehre, der mit ihr verbunden war. Wie in einem natürlichen Experiment offenbarten sich dabei Vorzüge und Chancen dieser Entwicklung ebenso wie Defizite und strukturelle Schwächen unseres Bildungswesens. Wurde schon vor der Pandemie die schleppende Etablierung digitaler Bildungstechnologien vielerorten beklagt, zwingen die Erfahrungen aus eineinhalb Corona-Jahren spätestens jetzt und jenseits der üblichen Apologetik zu einer kritischen Bilanz. Während den Hochschulen der Wechsel in die digitale Distanzlehre mit vergleichsweise geringen Reibungsverlusten gelang (Marczuk et al., 2021; Karapanos et al., 2021), offenbarten sich diese an Schulen weitaus deutlicher (Helm et al., 2021; Zierer, 2021). Trotz aller Widrigkeiten erscheint eines allerdings klar: Es wird etwas hängenbleiben aus dieser Zeit. Eine völlige Rückkehr zum Status quo ante ist kaum noch vorstellbar.Zwei Fragen bestimmen vor diesem Hintergrund die Doppelgesichtigkeit des diesjährigen Tagungsthemas "Bildung in der digitalen Transformation". Erstens: Wie ‚funktioniert' und welche Herausforderungen gibt es für Bildung in der sich derzeit ereignenden digitalen Transformation? Und zweitens: Befindet sich möglicherweise Bildung selbst in der Transformation, weil wir an der Schwelle einer "Kultur der Digitalität" (Stalder, 2016) stehen, und an welchen Merkmalen und Herausforderungen lässt sich das festmachen?Warum ist das Tagungsthema für die Medien in der Wissenschaft von besonderer Bedeutung? Wissens-und Kompetenzerwerb sind mediengebundene und -gestützte individuelle Prozesse, die im Horizont von Bildung sowohl auf die Erzeugung verlässlichen Wissens als auch auf die Integration dieses Wissens in individuelle Entscheidungs-und Handlungsstrukturen abzielen. Bildung, verstanden als individuelle Leistung, lässt sich von außen weder herstellen noch bewirken, aber man kann sie sehr wohl unterstützen. Damit rücken Fragen nach Individualisierung und Personalisierung in den Mittelpunkt. Mit welchen Konzepten kann es in der Breite gelingen, der zunehmenden Diversität der Lernenden gerecht zu werden und möglichst vielen eine erfolgreiche Teilhabe in der digitalen Bildungswelt zu gewähren? Wie ist es um nachhaltigen Lernerfolg in der digitalen Bildungswelt bestellt, wie um studentische oder schulische Leistung im Vergleich zu herkömmlichen Settings? Welche Unterstützungssysteme sind wirksam und welche davon sind skalierbar? Und was macht eigentlich einen gebildeten Menschen in einer zunehmend digitalisierten Welt aus (Meyer, 2021)? Diese Fragen stehen auch im Fokus des BMBF-geförderten Forschungsverbunds tech4comp, dessen Fachtagung in Kooperation mit der diesjährigen GMW stattfindet und der mit sechs Einreichungen ein eigenes Kapitel im vorliegenden Band bildet.

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Section: Ein Digital Angereichertes Challenge-based-learning-konzept Für Die Hochschulbildungunclassified

Bildung in der digitalen Transformation

Gokus

Ortloff

Lange

2019

Zur Bedeutung Der Technischen Bildung in Fächerverbünden

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“…In recent years, universities are evolving toward teaching and learning methods based on active learning [1]. Among these methodologies, challenge-based learning is an excellent example of a widely implemented approach in engineering education, with positive results in the development of generic competencies and soft skills, and in the student's motivation and satisfaction [2], [3]. With a similar educational impact, research-based learning (RBL) [4] aims to connect students with research techniques and methodologies that allow them to develop competencies and analysis, reflection, and argumentation skills.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The “Effect of Marangoni convection on heat transfer in Phase Change Materials” experiment, from a student project to the International Space Station

Sánchez¹,

Ezquerro²,

Gligor³

et al. 2022

4th Symposium on Space Educational Activities

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This manuscript summarizes the educational and scientific outcome of the Research-based learning activities performed in the bachelor’s, master’s, and doctorate programmes in aerospace engineering at the Technical University of Madrid. The activities are related to the line of research in Phase Change Materials in microgravity developed at the Spanish User Support and Operations Centre. The principal scientific results obtained during these years are outlined, drawing particular attention to those related to the “Thermocapillary Effects in Phase Change Materials in Microgravity” experiment and the “Effect of Marangoni convection on heat transfer in Phase Change Materials” project. The outcomes of this research are discussed from an educational perspective. Since 2016, we observe an increased interest from students to participate in research activities, which has had direct positive impact on the production of scientific results

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“…The application of active learning methods in engineering training has a huge positive impact [1][2][3][4] because of the important practical component of the education. In the context of aerospace engineering, the second cycle of degree and master's programs generally includes subjects with a very technological focus, where practical lessons are fundamental.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Attitude control research with educational nanosatellites

Martínez¹,

Bravo²,

Gligor³

et al. 2022

4th Symposium on Space Educational Activities

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This paper introduces the three-axis attitude control of the ESAT platform. ESAT is a modular nanosatellite that implements the popular 10x10x10 cm CubeSat standard, designed for hands-on learning at different educational levels as well as professional training. ESAT features the full set of characteristic spacecraft subsystems (power, on-board data handling, attitude control, communications, and payload). The satellite can be disassembled to focus on each subsystem, one at a time, or used all together, and features a flexible ground segment. Courses using the ESAT platform are imparted in our university, as part of the last year of the master’s degree in Aerospace engineering, and in other institutions like the ESA Academy. They cover aspects ranging from subsystems design to testing and spacecraft operations. In addition, the platform is used in master’s thesis and research activities. Although the version that is currently being used in the courses allows only one-axis attitude control, the ESAT is in continuous development and two prototypes of the satellite have already been developed that allow three-axis control based on reaction wheels and/or magnetorquers, which is essential for the testing and verification of attitude determination and control algorithms. For this purpose, the ground support equipment has also been updated to be able to carry out the turns in three axes, with the development of new testbeds and a complete magnetic field simulator. The present work aims to show the new three-axis platform designs and its main functionalities

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Challenge-Based Learning in Aerospace Engineering Education: The ESA Concurrent Engineering Challenge at the Technical University of Madrid

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Bildung in der digitalen Transformation

Bildung in der digitalen Transformation

The “Effect of Marangoni convection on heat transfer in Phase Change Materials” experiment, from a student project to the International Space Station

Attitude control research with educational nanosatellites

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