Auswahl der Versuchspersonen

tern wurden standardisierte Instruktionen zur Verfügung gestellt, die diese zu Beginn der jeweiligen Versuchsabschnitte verlasen.

Abbildung 4-5: Versuchsdurchführung

In allen auf diese Weise durchgeführten Versuchen war die Motivation und Disziplin der Versuchspersonen außerordentlich hoch, die Versuchsaufgaben wurden durchweg kon-zentriert und engagiert bearbeitet.

Dieses Untersuchungsdesign ermöglichte eine effiziente Durchführung von komplexen Handlungsanalysen als Gruppenversuch mit großen Teilnehmerzahlen. Solche Analy-sen waren bisher nur in aufwendigen Einzelversuchen und mit erheblich aufwändigeren Methoden – wie Videoprotokollierung oder protokolliertes lautes Denken – möglich. Die Versuchspersonen empfanden die Laborsituation nach übereinstimmender Auskunft als kaum beeinträchtigend für ihre Arbeit.

Tabelle 4-1: Curriculum des Prüfungsfaches „Konstruktionslehre“ im Grundstudium der Studien-gänge Maschinenbau und Verkehrswesen an der TU Berlin

Gruppe Sem. Bezeichnung Umfang Inhalt 1 Konstruktionslehre I 1 SWS Vorlesung

3 SWS Übung Technische Zeichnungen, Darstellung und Bemaßung von Bauteilen, Einführung in die DIN-Normen. Toleranzen und Passungen. Einführung in die CAD-Zeichentechnik.

2 Konstruktionslehre II 2 SWS Vorlesung

2 SWS Übung Grundlagen der funktions-, beanspruchungs- und fertigungsorientierten Gestaltung und

Dimensionierung von Bauteilen, Gestaltung und Berechnung einfacher Konstruktionen.

3 Konstruktionslehre III 4 SWS Vorlesung 2 SWS Übung

Grundlagen der Gestaltung und Dimensionierung komplexer Baugruppen wie

Welle-Nabe-Verbindungen, Wälz- und Gleitlagerungen;

Kupplungen; Getriebe; Gestaltung und Berechnung komplexer Baugruppen und Maschinen.

A1 (Baseline)

4 Konstruktionslehre IV 4 SWS Projektübung Bearbeitung einer komplexen Entwurfsaufgabe in einer Gruppe aus 6 Studierenden; Entwurf, Gestaltung, Dimensionierung; Arbeitsplanung und Projektdokumentation.

Es wurden Studierende am Ende des vierten Fachsemesters rekrutiert, nach Abschluss der Projektübung, jedoch vor Ablegen der Abschlussprüfung im Fach Konstruktions-lehre. Auf diese Weise konnte eine hinsichtlich des Ausbildungsstandes in Bezug auf das Entwickeln und Konstruieren homogene Stichprobe gewonnen werden. Um die Ho-mogenität in dieser Hinsicht weiter abzusichern, wurden von allen Teilnehmern be-rufsbiographische Daten erhoben, die es ermöglichten, sicherzustellen, dass keine Teil-nehmer mit erweiterten Erfahrungen oder weiteren Ausbildungen auf diesem Gebiet in der Studie verblieben.

Im weiteren Studienverlauf bleibt es den Studierenden selbst überlassen, ob und in wel-cher Form sie eine weitere Konstruktionsausbildung erhalten. Im Studiengang Ma-schinenbau gibt es die Möglichkeit, die Studienrichtung „Konstruktionstechnik“ einzu-schlagen, die das Prüfungsfach „Methodisches Konstruieren“ und bei entsprechender Studienfachwahl auch eine Projektübung zu diesem Fach (vgl. Tabelle 4-2) enthält.

Tabelle 4-2: Curriculum des Faches „Methodisches Konstruieren“ im Hauptstudium des Studien-ganges Maschinenbau an der TU Berlin

Gruppe Sem. Bezeichnung Umfang Inhalt

A2

6 Methodisches

Konstruieren I 2 SWS Vorlesung Aufbau, Struktur und Lebensphasen technischer Produkte. Prozess des Planens, Entwickelns und Konstruierens. Methoden der Produktplanung und Aufgabenklärung. Methoden zum Konzipieren und Projektieren.

7 Methodisches Konstruieren II

2 SWS Vorlesung Entwurfsmethodik: Arbeitsschritte, Zielsetzungen, Grundregeln, Prinzipien und Richtlinien zur Gestaltung; Rationalisierungsmöglichkeiten:

Baureihen, Baukastensysteme, Wertanalyse; Fehler- und Störgrößenanalyse; Kostenerkennung;

Formgebung.

A3 ₇ Projektarbeit zum Fach

Methodisches Konstruieren

500 h Projektarbeit Bearbeitung eines komplexen Konstruktionsauftrags in einer Gruppe aus 6 Studierenden;

Anforderungsanalyse, Funktionsanalyse, Konzeptentwicklung; Entwurf, Gestaltung, Dimensionierung; Projektmanagement, Arbeitsplanung und Projektdokumentation.

Aus den Teilnehmern dieses Prüfungsfaches wurde die Versuchsgruppe auf dem Aus-bildungsniveau A2 („frische“ konstruktionsmethodische Ausbildung) gewonnen, und zwar nach Teilnahme an der Vorlesung „Methodisches Konstruieren I“. Die Versuchs-gruppe auf dem Ausbildungsniveau A3 (vertiefte konstruktionsmethodische Ausbildung) wurde aus der Gesamtheit der Teilnehmer nach Beendigung der Projektarbeit gewon-nen. Die parallelen Kontrollgruppen wurden aus Studierenden der entsprechenden Fachsemester rekrutiert, die dieses Prüfungsfach nicht gewählt und auch keine andere Form konstruktionsmethodischer Ausbildung erhalten hatten.

Auf beiden Ausbildungsniveaus nahmen auch Teilnehmer aus anderen Semesterko-horten als derjenigen, aus der die Stichprobe zu A1 gewonnen wurde, an der Untersu-chung teil. Dieses war notwendig, um die notwendige Zahl freiwilliger Versuchspersonen gewinnen zu können. Um mögliche systematische Störeinflüsse auszuschließen, muss-ten deshalb weitere Maßnahmen zur Homogenisierung der jeweiligen Gruppen vorge-nommen werden. Diese Homogenisierung geschah über das Kriterium einer Min-destfachkompetenz in Bezug auf das Entwickeln und Konstruieren, die für einen Verbleib von Versuchspersonen in der Studie gefordert wurde. Da die Stichprobe zu A1 vor dem Ablegen der Prüfung im Fach Konstruktionslehre gewonnen wurde, konnte nicht davon ausgegangen werden, dass alle Teilnehmer an der Studie die notwendigen fachlichen Voraussetzungen für die Studie mitbrachten. Um die Einflüsse der zu unter-suchenden Variablen sicher zu isolieren, musste jedoch sichergestellt sein, dass nicht andere Einflüsse die zu untersuchenden Effekte überlagerten. Das Fehlen elementarer Grundkenntnisse des Entwerfens und Konstruierens wäre so ein störender externer Ein-fluss gewesen²⁰. Um ein Mindestniveau an fachlicher Entwurfskompetenz aller

20 Ein vergleichbares Beispiel wäre eine Untersuchung von Einflüssen auf die Behaltensquote von Texten nach einmaligem Lesen. In diesem Fall müsste man sicherstellen, dass nur Versuchspersonen in der Studie verbleiben, die

suchspersonen sicherzustellen, wurden alle Versuchspersonen, die bei der Bearbeitung der Vorentwurfsaufgabe nicht mindestens 40% (d.h. 24 von 60 Lösungsgütepunkten²¹) der maximal erzielbaren Lösungsgüte erreichten, in der weiteren Auswertung nicht wei-ter berücksichtigt. Das gleiche Kriwei-terium wurde auch auf den beiden späwei-teren Aus-bildungsniveaus auf die Versuchs- und Kontrollgruppen zur Homogenisierung ange-wandt. Von den mit den 71 Versuchspersonen über den gesamten Verlauf der Studie gewonnenen 107 verwertbaren Fällen wurden deshalb 24 Fälle ausgesondert, so dass am Ende eine Fallzahl von 83 Fällen verwertet werden konnte. Dieses ex post facto Kri-terium wurde mittels einer Sensitivitätsanalyse, bei der das Maß der geforderten Mi-nimallösungsgüte beim Lösen der Entwurfsaufgabe um die 40%-Grenze variiert wurde, validiert.

Die Versuchspersonen wurden entsprechend den Regeln und Grundsätzen guter wis-senschaftlicher Praxis umfassend mündlich und schriftlich über die Untersuchung auf-geklärt. Alle Versuchspersonen erklärten schriftlich ihre Zustimmung zur freiwilligen Teilnahme an der Studie und zur Verarbeitung der imRahmen der Studie erhobenen Da-ten. Die Teilnahme auf dem Ausbildungsniveau A1 wurde für die Versuchspersonen da-durch honoriert, dass diese eine kurzfristige und detaillierte Rückmeldung über ihren Konstruktionserfolg erhielten, was diese für die Vorbereitung auf ihre Abschlussprüfung nutzen konnten („Probeklausur“). Die Teilnahme auf dem Ausbildungsniveau A2 wurde mit einer Sachprämie (Fachbuch), die Teilnahme auf dem Ausbildungsniveau A3 durch die Möglichkeit zur Teilnahme an einer kostenlosen CAD-Schulung honoriert.

Bei der Verarbeitung der personenbezogenen Daten wurden einschlägige Vorschriften des Datenschutzes berücksichtigt.