Lernen mit Minecraft – Gamification in der Siedlungswasserwirtschaft

FĂŒr die Vorlesung lernen und gleichzeitig das eigene Hobby ausleben?

Mit diesem Gedanken hat sich die Siedlungswasserwirtschaft im Fachbereich Bauingenieurwesen unter der Leitung von Prof. Grömping beschĂ€ftigt. Zusammen mit dem DoLL-Standortberater vor Ort (Stefan Fischer) haben sie im FrĂŒhjahr 2023 das Projekt „Lernen mit Minecraft – Gamification in der Siedlungswasserwirtschaft“ in die Welt gerufen. Das Ziel: Minecraft-Welten ergĂ€nzen oder ersetzen ILIAS-Tests als PrĂŒfungsvorleistung. So können die Studierenden die Fragen dann durch spielerisches Ausprobieren und Vergleichen beantworten, anstatt sich nur mit (abstrakten) Rechnungen befassen zu mĂŒssen.

Vor Beginn des Projekts waren ganz verschiedene Videospiele im GesprĂ€ch – vor allem jene, die Prof. Grömping bereits durch seinen Sohn kannte. Bei der Auswahl musste aber dringlich auf die „Usability“ geachtet werden. Denn die Spiele mĂŒssen Funktionen hergeben, die es ermöglichen, Lehrinhalte darzustellen und interaktiv zu gestalten:  beispielsweise könnte man mit dem Fußballsimulator EA Sports FC (ehemalig FIFA) nicht zielfĂŒhrend Lehrinhalte vermitteln.

Nach der Besprechung einiger Alternativen haben wir uns dann auf das Sandbox-Spiel Minecraft geeinigt.  Dieses Spiel erfĂŒllt alle Kriterien, die das digitale Lehrprojekt benötigt:

  • Es hat eine unglaublich große Spielerbasis, denn es ist schon seit lĂ€ngerer Zeit das beliebteste Videospiel auf dem Markt und wird sowohl von jĂŒngeren, als auch von Ă€lteren Spieler:innennach wie vor sehr gerne gespielt.
  • ZusĂ€tzlich kann man mit den Blöcken im Spiel wunderbare Bauwerke und Terrains herstellen, die mit vertieftem Wissen ĂŒber das Spiel auch tatsĂ€chliche, dynamische Funktionen des Wasseringenieurbaus widerspiegeln können.
  • Es wurde bereits sehr oft fĂŒr (Hoch-)Schulprojekte auf der ganzen Welt verwendet.

Nachdem die Plattform besiegelt wurde, sind wir mit einem Poster auf HiWi-Suche gegangen. Wir haben zusĂ€tzlich zu dem Aushang in der Bayernallee 9 auch Poster in der Eupener Straße aufgehangen, da wir uns dort eine noch höhere Dichte an Videospielfreund: innen erhofft haben. Hier haben wir einen Minecraft-erfahrenen Studenten gefunden, der bereits bei vielen Ă€hnlichen Projekten mitgearbeitet hat und schon in der Grundkonzeption des Projektes viele AnstĂ¶ĂŸe geben konnte. Zu fast jeder Idee, die Prof. Grömping in den Raum warf, konnte er nach kurzer Bedenkzeit sagen: „Ja lĂ€sst sich umsetzen!“ Mittlerweile umfasst das Minecraft-Team mehrere HiWis, die aus verschiedenen Fachbereichen der Hochschule zusammenkommen.  

Was genau können die Studierenden in den Minecraft-Welten erleben?

Nach dem EinwÀhlen auf den Server stehen die Nutzer:innen auf dem liebevoll nachmodellierten Vorplatz des Aachener Hauptbahnhofes und können von hier auseinen Bus zu einem Bauwerk bzw. zu einer Exkursion nehmen. Begonnen hat das Projekt mit 2 Bauwerken:

  • Der fluktuierende Wasserspeicher wird fĂŒr die Wasserversorgung einer Stadt gebraucht. Hier wurde detailverliebt eine kleine Version von Aachen als Verbraucher des Wassers errichtet und diese mĂŒssen die Studierenden nun ausreichend mit Wasser versorgen. Dieser  Dimensionierung, die ĂŒblicherweise ein Knackpunkt in der Vorlesung darstellt, können sich die Spieler:innen durch einen Variantenvergleich verschieden großer Speicher spielerisch annĂ€hern und TagesablĂ€ufe simulieren.
Ein fluktuierender Wasserspeicher fĂŒr die Versorgung eines virtuellen Aachens in Minecraft
Abbildung 1: Ein  fluktuierender Wasserspeicher fĂŒr die Versorgung eines virtuellen Aachens
  • Der Vertikalbrunnen wird zur Förderung von Grundwasser aus dem Boden genutzt. Hier wird hauptsĂ€chlich gezeigt, wie sich der Spiegel des Grundwassers in der NĂ€he eines derartigen Brunnens verhĂ€lt.
Ein Vertikalbrunnen, Visualisierung des Grundwasserstandes
Abbildung 2: Ein Vertikalbrunnen, Visualisierung des Grundwasserstandes

Nachdem absehbar war, dass die Ingenieurbauwerke tatsĂ€chlich in Minecraft umsetzt werden können, wurde das Angebot an „Fahrzielen“ am „Hauptbahnhof“ direkt weiter vergrĂ¶ĂŸert. Dazugekommen ist ein Pumpspeicherkraftwerk, das mittels Lageenergie fĂŒr die Stromspeicherung und -Versorgung genutzt wird. Hier können die Studierenden spielerisch vergleichen, wieviel Volumen an Wasser in so einem 20 Meter hohen Kraftwerk eingelagert werden muss, um verschiedene elektrische GerĂ€te und im Weiteren kleine StĂ€dte etc. versorgen zu können. Dadurch können sie ein sehr gutes GefĂŒhl fĂŒr die Dimensionen und MengenverhĂ€ltnisse in der Energiegewinnung mit Wasser bekommen.

Ein Pumpspeicherkraftwerk zur Energiegewinnung
Abbildung 3: Ein Pumpspeicherkraftwerk zur Energiegewinnung

Im Rahmen der Siedlungswasserwirtschaft sind momentan zwei weitere Ziele in Bearbeitung:

  • Eine Membran-Filteranlage, durch die die Spieler:innen als geschrumpfte Menschen durchgehen können, um verschiedene Filterstufen und deren Wirkung verstehen zu können.
Eine Schicht in der UV-Filtration in Minecraft
Abbildung 4: Eine Schicht in der UV-Filtration
  • Ein Überschwemmungsgebiet, das zur Veranschaulichung von Wasserdruck in AbhĂ€ngigkeit des Wasserstandes und auch z.B. fĂŒr PrĂ€ventionsmaßnahmen in gefĂ€hrdeten Orten genutzt werden kann.
Überschwemmungsgebiet fĂŒr verschiedene Aufgaben
Abbildung 5: Überschwemmungsgebiet fĂŒr verschiedene Aufgaben

WĂ€hrend des Aufbaus konnte das Projekt auch von FH-internen Förderungen profitieren und sich so noch besser weiterentwickeln. Darunter befand sich die K1-Förderung fĂŒr studentische Projekte und die Förderung durch das DoLL-Team. Diese ZuschĂŒsse konnten sehr gewinnbringend fĂŒr weitere HiWi-Stunden, sowie fĂŒr Lizenzen und ServermietbeitrĂ€ge verwendet werden. Durch die gute Vernetzung im Fachbereich sind bereits weitere Professor:innen auf die Idee aufmerksam geworden, sodass wir wahrscheinlich auch bald Minecraft-Projekte in anderen Bauingenieur-Disziplinen sehen können. DarĂŒber hinaus kann die Idee von begehbaren Minecraft-Welten fachbereichsĂŒbergreifend in jeder Thematik genutzt werden, in der Dinge dargestellt, verglichen oder ausprobiert werden sollen. Sie können sich bei Interesse gerne bei dem Team um Prof. Grömping fĂŒr einen Erfahrungsaustausch melden.

Abschlussbild, Pumpspeicherkraftwerk im Sonnenuntergang
Abbildung 6: Abschlussbild, Pumpspeicherkraftwerk im Sonnenuntergang

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Laura Heine
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Studierte Medienwissenschaftlerin (MA) und Digital Learning Managerin. Mitglied des Arbeitsbereichs E-Learning im ZHQ.

Stefan Fischer
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