Digital lab mathematics for chemistry

Die Möglichkeiten digitaler Lehrmaterialien werden in Chemiestudiengängen bisher nicht voll ausgeschöpft. Ein ü̈bergreifendes Konzept für einen digitalen Zwilling des klassischen, stark laborverhafteten Studiums fehlt bisher. Unsere Vision ist ein digitales Labor, das Lehrbuchwissen erfahrbar macht. Studierende sollen sich physikalische Gesetze und chemische Modelle selbst erarbeiten können, indem sie unter Anleitung eines digitalen Versuchsplans eigene Simulationen durchführen und analysieren. Dieser Ansatz derforschungsnahen Lehre befähigt sie, die Grenzen von Modellen zu erkennen und systematische Verbesserungen zu implementieren. Die digitalen Versuche werden modular aufgebaut sein, sodass die Studierenden über mehrere Semester in einer ähnlichen Umgebung, aber mit steigender Komplexität der Inhalte arbeiten. Da die digitalen Versuche zu beliebigen Zeiten verfügbar sind, können Studierende ihr eigenes Lerntempo wählen und Komponenten beliebig wiederholen. Begleitet wird das digitale Lernen durch den Austausch in Präsenz-Seminaren. Die Umsetzung ist in Jupyter-Notebooks mit direkter Anbindung an einen Hochleistungsrechner geplant, sodass die Studierenden schrittweise und problemorientiert an das Programmieren in Python herangeführt werden. Erste Versuche haben wir in Workshops mit Doktorand/innen entwickelt. Diese Workshops ermöglichen außerdem eine Vernetzung der Lehrenden sowie einen regelmäßigen und fokussierten Austausch über Lerninhalte und Lehrstandards.