Die TU Hamburg im digitalen Semester: Per Livestream programmieren

28.05.2020

Am 20. April startete das digitale Sommersemester an der Technischen Universität Hamburg (TUHH). Täglich werden bis zu 170 Lehrveranstaltungen aller Studienfächer online angeboten. Damit alle Vorlesungen, Seminare und Übungen für die rund 8.000 Studierenden der TU Hamburg im digitalen Semester reibungslos stattfinden können, wurden innovative und kreative Lösungen für die Online-Lehre entwickelt. So auch im TU-Institut smartPORT. Dort können die Studierenden ab sofort in der Übung „Software for Embedded Systems“ per Livestream das Programmieren lernen.

Aus der Ferne die eigene Software testen
Sogenannte Embedded Systems sind überall im täglichen Leben zu finden. So lässt sich mit ihnen beispielsweise der Airbag im Auto oder der Kaffeevollautomat steuern. Um diese eingebetteten Systeme besser zu verstehen, können die Studierenden in einer praktischen Übung ihre selbstgeschriebene Software auf einen kleinen Mini-Apparat mit Knöpfen, Display, Motor sowie Licht- und Temperatursensoren aufspielen und testen. Hier wird das digitale Semester für die Lehrenden allerdings zur Herausforderung: „Leider ist diese Hardware nicht in der Menge verfügbar, um allen Kursteilnehmenden ein Gerät zur Verfügung zu stellen. Aus diesem Grund haben wir ein Konzept entwickelt, bei dem die Hardware zwar in einem TU-Labor aufgebaut ist, jedoch per Fernzugriff genutzt werden kann“, erklärt Peter Oppermann, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut smartPORT. Dafür hat er gemeinsam mit seinem Kollegen Fabian Steinmetz eine Website entwickelt, mit der die Studierenden die Übungsaufgaben auf ihrem eigenen Rechner zuhause lösen können. Ihre selbstgeschriebenen Programme laden sie dort als Datei hoch, welche dann automatisch auf die Apparate übertragen und ausgeführt werden. „In den wöchentlichen Aufgaben sollen sie beispielsweise ein Programm schreiben, das die LEDs an der Hardware blinken lässt, die Temperatur misst oder den Motor mit einer bestimmten Drehzahl drehen lässt. Mithilfe eines Livestreams können sie dann sehen, ob ihre Software erfolgreich funktioniert“, sagt Fabian Steinmetz.

Teamarbeit auf Distanz

Da auf 72 Studierende nur sechs Hardware-Exemplare kommen, beinhaltet die Website auch eine Planungsfunktion, mit der Gruppen zweistündige Arbeitszeiten für die Übungsaufgaben buchen können. Damit wollen die Lehrenden den Studierenden weiterhin Teamarbeit ermöglichen, um eine persönlichere Atmosphäre zu schaffen. „Normalerweise würden die Vorlesungsteilnehmerinnen und -teilnehmer sich einmal pro Woche bei uns im smartPORT-Institut treffen. Nun treffen sich die Gruppen wöchentlich über Zoom. Dabei sind sie nicht mehr an die Öffnungszeiten des Instituts gebunden und können so rund um die Uhr ihre Programmierungen an der Hardware testen. Das ist ein sehr großer Vorteil“, sagt Oppermann.

So soll das Fernzugriff-System auch mit dem Wiederbeginn der Präsenzlehre für die Arbeit außerhalb der Übungszeiten zur Verfügung stehen. „Im Endeffekt wollen wir für die Zukunft die Arbeit vor Ort mit der Onlinevariante ergänzen. So werten wir die Übung auch auf Dauer deutlich auf“, so der TU-Forscher weiter.

smartPORT

Das Institut smartPORT wurde 2016 als Nachwuchsforschergruppe gegründet und besteht derzeit aus Professor Christian Renner und vier wissenschaftlichen Mitarbeitern. Das Institut ist Teil des Exzellenzkollegs und der Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik der TUHH. Die Forschung des Instituts umfasst die drahtlose Kommunikation und die regenerative Energieversorgung im Bereich der cyber-physischen Systeme mit einem besonderen Schwerpunkt auf intelligenten Häfen. Außerdem forschen die Wissenschaftler auf dem Gebiet der Unterwasserkommunikation und -navigation von autonomen Unterwasserfahrzeugen zur Überwachung und Inspektion von Hafenbecken.

TUHH - Pressestelle