Die Bavarian Graduate School in

Computational Engineering

im Elitenetzwerk Bayern

1       Was ist Computational Engineering

 

Viele technische Innovationen können zukünftig nur noch in interdisziplinären Teams entwickelt werden, in denen Ingenieure, Mathematiker und Informatiker eng zusammen arbeiten. Realitätsnahe Simulationen mit leistungsfähigen Rechnern stellen dabei eine Schlüsseltechnologie dar. Deren Beherrschung ermöglicht einen entscheidenden Entwicklungsvorsprung in der weltweiten Konkurrenz in fast allen Disziplinen.

 

Wissenschaftler, die in solchen interdisziplinären Teams zusammenarbeiten, brauchen vertiefte Kenntnisse in allen Teildisziplinen, wie sie in den traditionellen Studiengängen nicht vermittelt werden. Darüber hinaus sind Kompetenz zur Teamarbeit, eine breite Begabung und eine rasche Auffassungsgabe unabdingbar. An der Universität Erlangen-Nürnberg wurde deshalb schon 1997 ein interdisziplinärer, internationaler Masterstudiengange „Computational Engineering“ eingerichtet.

 

Dieser und zwei thematisch verwandte Studiengänge an der Technischen Universität München bilden die Grundlage für die „Bavarian Graduate School of Computational Engineering“, die zum Wintersemester 2004/05 starten wird. Unter Beibehaltung der bereits erfolgreich eingeführten Abschlüsse eines Master of Science, wird für die Elite-Studenten ein Master of Science with Honours vergeben werden. Das bisher vorhandene Lehrangebot wird durch eine neue, stark projektspezifische und forschungsorientierte Ausbildungskomponente und die Nutzung von Synergien zwischen den Studiengängen erheblich erweitert.

 

2       Konzeption

2.1     Ausgangsbasis

 

Die bereits dargestellte Kombination von fachübergreifender Kompetenz wird in klassischen Studiengängen nicht in angemessener Weise vermittelt. Deshalb haben die Universität Erlangen-Nürnberg und die Technische Universität München in den letzten Jahren bereits Master-Studiengänge eingerichtet, die die hierfür notwendigen Grundlagen vermitteln: „Computational Engineering (CE)“ in Erlangen, „Computational Mechanics (COME)“ und „Computational Science and Engineering (CSE)“ an der TU München. Master-Studiengänge bieten sich besonders an, weil sie auf die in einem Bachelor-Studiengang in einer klassischen Fachdisziplin erworbenen Kenntnisse aufsetzen können. Alle drei Studiengänge sind international ausgerichtet und werden in englischer Sprache angeboten.

 

Das attraktive interdisziplinäre Fach zieht eine große Zahl Bewerber an. So erhalten die drei Masterstudiengänge jährlich weit mehr als 2000 Anfragen aus dem Ausland, von denen jeweils nur die ca. 30 (COME, CSE) bzw. 50 (CE) Besten nach einem aufwändigen Auswahlprozess zum Studium zugelassen werden. Insgesamt haben die Studiengänge bisher nahezu 400 Masterstudenten und etwa 200 Bachelorstudenten (Universität Erlangen).

 

2.2     Ziele

 

·     Ausbildung für Hochqualifizierte: Studenten weisen ihre hohe Qualifikation durch entsprechende Eingangsqualifikationen sowie durch hervorragende Studienleistungen in Qualität und Umfang nach.

·       Bündelung der Exzellenzpotentiale in Bayern: Die Graduate School wird von der Technischen Universität München und der Universität Erlangen-Nürnberg getragen. Es steht eine einzigartige Computerinfrastruktur u.a. mit dem Höchleistungsrechner am Leibniz-Rechenzentrum in München zur Verfügung. Der Studiengang wird eng mit der Bayerischen Eliteakademie zusammenarbeiten.

·       Ausbildung auf dem Niveau internationaler Spitzenuniversitäten: Dazu tragen die besonderen Veranstaltungs-, Projekt- und Betreuungsstrukturen sowie die bestehenden und geplanten Kooperationen mit internationalen Spitzenuniversitäten bei.

·      Die starke internationale Ausrichtung wird von drei Säulen getragen: englischsprachige Vorlesungen (bereits Standard in den grundständigen Masterkursen), Gastdozentenprogramme (bestehen bereits, Ergänzungen sind wichtiger Bestandteil des Studienkonzepts), die internationalen Kontakte der Antragsteller. Den Elitestudenten soll die Teilnahme an internationalen Kongressen ermöglicht werden.

·     Herausragendes fachliches und überfachliches Angebot: Die Graduate School verfügt über ein außerordentlich breites und hochwertiges Angebot an Veranstaltungen aus ingenieur- und naturwissenschaftlichen Fächern sowie speziell der Mathematik und Informatik. Der Studienplan erlaubt eine individuelle fachliche und überfachliche Gestaltung aus der Kombination der fachlichen mit allgemein bildenden Studienangeboten.

·     Vertiefte Vermittlung von Schlüsselqualifikationen: Dafür sind besondere Freiräume im Studienplan vorgesehen. Entsprechende Angebote des Elitenetzwerkes sowie außer- und inneruniversitären Einrichtungen werden wahrgenommen. Besonderen Raum im Curriculum nehmen Projektarbeiten und die Teilnahme an Wochenend- und Ferienakademien ein, in denen neben fachlicher Qualifikationen insbesondere die Fähigkeiten zur Teamarbeit und Präsentation vermittelt und geübt werden.

·     Intensive Betreuung und Förderung, gezielte Persönlichkeitsbildung: Projektarbeiten ermöglichen eine gezielte und individuelle Förderung. Die Studenten werden von Mentoren individuell beraten und geführt

·     Heranführung an die wissenschaftliche Laufbahn bzw. wissenschaftsbezogene Führungstätigkeit: Insbesondere mit der Projektarbeit werden die Studenten frühzeitig in die Forschungstätigkeiten der Institute einbezogen bzw. gewinnen sie bei externen Kooperationen wichtige Einblicke in die Strukturen der Industrie. Entsprechende allgemein bildende Angebote sind vorhanden.

 

3       Studienprogramm

3.1     Struktur und Dauer des Studiums

Für ausgewählte, hochbegabte Studenten soll, aufbauend auf den oben beschriebenen Master-Studiengängen das gemeinsame Elite-Programm mit zusätzlichem Lehr- und Betreuungsangebot, erhöhten Anforderungen, und einer verbreiterten und vertieften Qualifikation eingerichtet werden.

 

Inhaltlich unterscheidet sich das Elite-Programm von den drei Basis-Studiengängen durch folgende Merkmale

 

1.    Zusätzliche, projektspezifische und forschungsorientierte Studienkomponenten mit direkter Einbindung der hochbegabten Studenten in Forschungsvorhaben und in Industriekooperationen.

2.    Erweitertes interdisziplinäres Lehrangebot durch Nutzung von Synergien zwischen den beteiligten Studiengängen.

3.    Umfangreiches außerfachliches Programm zur Persönlichkeitsbildung und zur Vermittlung von Schlüsselqualifikationen.

 

Im Studienablauf erlaubt das wesentlich bessere Betreuungsverhältnis die individuelle Beratung der hochbegabten Studierenden durch Tutoren und Professoren als Mentoren. Damit wird es insbesondere möglich, das Studium den persönlichen Interessen und der individuellen Leistungsfähigkeit der Studierenden anzupassen. Die Möglichkeit zur individuellen Profilbildung ist unserer Meinung nach ein entscheidendes Merkmal für eine effektive Eliteförderung.

 

Formal wird für die Elite-Studiengänge eine gegenüber den Basisstudiengängen um 25% höhere Zahl von Credit Points verlangt, die teilweise durch (Block-)Veranstaltungen an Wochenenden und in den Semesterferien erworben werden können. Damit ist im Vergleich zu den Basisstudiengängen ein erheblicher zusätzlicher Studienumfang gefordert.

 

 

3.2     Verknüpfung mit anderen Fächern

Computational Engineering ist grundsätzlich transdisziplinär. Die Bavarian Graduate School legt deshalb auch großen Wert auf die Verankerung in und die Wechselwirkung mit den zugeordneten Diplomstudiengängen der Trägeruniversitäten in den Bereichen Bauingenieurwesen, Bioingenieurwesen, Chemieingenieurwesen, Elektrotechnik, Informatik, Maschinenbau, Mathematik und Werkstoffwissenschaften sowie den bereits existierenden Bachelor- und Masterstudiengängen im Fach Computational Engineering. Wichtige Pflichtteile des Studienangebotes sind eng mit den Kursen dieser Studienrichtungen verflochten. Die Erweiterung des Angebots um die Ausrichtungen Computational Physics und Computational Chemistry ist bereits in Vorbereitung.

 

Studenten der Bavarian Graduate School können durch Wahl geeigneter Veranstaltungen des jeweils anderen Standorts das interdisziplinäre Ausbildungsprofil noch wesentlich verbreitern. Hierbei werden sie durch ihre Mentoren individuell beraten. Andererseits werden die spezifischen Studienangebote der Graduate School auch als Wahlvorlesungen für Studenten anderer Studiengänge angeboten

3.3     Spezifische Lehrveranstaltungen für den Elitestudiengang

Spezifisch für die Bavarian Graduate School ist neben der Möglichkeit, Vorlesungen aus den Partnerprogrammen zu wählen, ein Angebot von speziellen Lehrveranstaltungen, aus denen die zusätzlichen Leistungen zu erbringen sind. Diese 30 ECTS-Credit-Points (25% des normalen Studienganges) sind in 3 Blöcke mit jeweils 10 ECTS-Credit-Points aufgeteilt:

 

1.    Eine zusätzliche projektorientierte Studienkomponente: In Kooperation mit Industrieunternehmen werden in kleinen Teams Projekte bearbeitet, die intensiv von Professoren und Assistenten betreut werden. Das Projektangebot ist einheitlich für alle drei Grundstudiengänge und soll das aus praktischen Aufgabenstellungen motivierte interdisziplinäre Arbeiten in kleinen Teams einüben. Der Umfang eines solchen Projekts entspricht etwa zwei vollen Personenmonaten, also 10 ECTS-Credit-Points.

2.    Angebote zur Persönlichkeitsbildung und außerfachliche Angebote in Zusammenarbeit mit anderen Elite-Studiengängen und Institutionen. Folgende Angebote wurden bereits fest vereinbart:

·      Einwöchige Blockveranstaltung „Wirtschaftswissenschaft für Nichtwirtschaftswissenschaftler“.

·      3-tägige Blockveranstaltung „Personelle Voraussetzungen für Spitzenleistungen“ veranstaltet vom ESG „Personale, organisatorische und kulturelle Bedingungen von Spitzenleistungen …“.

·      Überfachliche Kurse der 12-tägigen Ferienakademie der TU München, Universität Erlangen/Nürnberg und Universität Stuttgart zu Themen wie „Ethik der Technik“. Diese Ferienakademie wird seit zwanzig Jahren jeden Herbst in Südtirol durchgeführt.

·      „Supervised teaching“: Teilnehmer des Elitestudiengangs leiten Tutorgruppen von jüngeren Studierenden unter intensiver Begleitung durch Assistenten des ESG.

Aus diesem Angebot müssen mindestens weitere 10 ECTS credits belegt werden.

 

3.    Fachorientierte Blockveranstaltungen und per Teleteaching übertragene Veranstaltungen der drei Masterstudiengänge. Dazu gehören insbesondere

·      Fachorientierte Kurse der oben beschriebenen Ferienakademie.

·      Fachorientierte Kurse bei anderen Ferienakademien.

·      Weitere Leistungen müssen die Studierenden des Elitestudiengangs aus den Angeboten der Partnerprogramme erbringen. Hierfür können Lehrangebote genutzt werden, die entweder in Blockform oder per Teleteaching angeboten werden. Erfahrungen im Teleteaching wurden durch gemeinsame Projekte mit der Virtuellen Hochschule Bayern bereits gesammelt, so dass einer raschen Umsetzung nichts im Wege steht.

 

Das hier vorgestellte Zusatzprogramm wird die Aufnahme- und Leistungsfähigkeit auch hochbegabter Studierender voll fordern. Bisherige Erfahrungen mit sehr guten Studierenden haben aber gezeigt, dass sie diese Herausforderung schätzen und dadurch besonders zu Höchstleistungen angespornt werden. Allerdings sind wir uns bewusst, dass eine intensive individuelle Betreuung und Begleitung durch Professoren und Assistenten notwendig ist, um auftretende Schwierigkeiten frühzeitig abzufedern.

 

3.4     Didaktische Konzepte und vorgesehene Lehrmethoden

Projektorientierte Studienkomponenten

Als wesentlicher Aspekt in der Graduate School werden projektbezogene Studienelemente angeboten. Es ist dabei vorgesehen, dass in Gruppen zu ca. 3 Studenten umfangreiche Software-Entwicklungsaufgaben durchgeführt werden, die sich über mehrere Monate erstrecken und z.T. gemeinsam mit der Industrie durchgeführt werden. Zusagen für entsprechende Themenstellungen und Unterstützung bei der Betreuung liegen z.B. von Siemens, BMW, Audi, IABG, SOFiSTiK AG, Greiner Projektmanagement, Planungsbüro Obermeier und vielen mehr vor. Diese Teams können auch gemischt zwischen den Studiengängen gebildet werden. Jedes Team wird von einem Mentor eines der beteiligten Lehrstühle und/oder des Industriepartners betreut. Die Aufgaben werden forschungsnah definiert und führen damit unmittelbar an die Masterarbeit bzw. auch an ein späteres Promotionsprojekt heran.

Ausrichtung des Studienprogramms auf die Forschung

Das Studienprogramm soll auch über die projektorientierten Studienkomponenten konsequent auf die Forschung ausgerichtet werden, z.B. durch:

·       Einbindung der Studierenden in Forschungsprojekte durch Tätigkeit als stud. Hilfskräfte, Masterarbeit, Studienprojekte, Firmenprojekte, Auftragarbeiten an der Uni, Werkstudent, Förderung einer frühzeitigen Teilnahme an nationalen oder internationalen Tagungen.

·      Am Standort Erlangen existiert das DFG-Graduiertenkolleg Dreidimensionale Bildanalyse und –synthese, ein weiteres Graduiertenkolleg mit medizintechnischer Ausrichtung ist in Vorbereitung. Darüber hinaus wurde mit Beginn zum Wintersemester 2004/2005 vom DAAD Fördermittel zur Einrichtung eines internationales Doktorandenprogramm im Bereich Computational Engineering angeworben. Damit sollen die herausragenden Elitestudenten der Masterprogramme nahtlos in die zahlreichen Forschungsprojekte der beteiligten Lehrstühle einbezogen werden.

 

3.5     Internationalisierung des Curriculums

Alle an der geplanten Graduate School beteiligten Hochschullehrer sind in zahlreiche internationale Kooperationen eingebunden. Im Bereich der Lehre besteht z.B. eine Kooperationsvereinbarung des Erlanger CE-Programms mit den Masterstudiengängen Scientific Computing der KTH Stockholm und Computational Science an der Universität Amsterdam, der School of Computing an der University of Utah, der University of Colorado, USA, und dem Technion in Israel. Im Masterstudiengang COME findet ein Austausch von Studenten mit dem CIMNE in Barcelona für die Zeit ihrer Masterarbeit statt. Kooperationsvereinbarungen mit dem Institute for Computational Engineering and Sciences der University of Texas, Austin, mit der Dänischen Technischen Universität (DTU) und der TU Delft stehen vor dem Abschluss. In Vorbereitung der Erasmus-World-Initiative der EU wird weiterhin ein Antrag erarbeitet, das die Bavarian Graduate School for Computational Engineering eng mit anderen Europäischen Spitzenuniversitäten vernetzen wird.

 

Die intensiven internationalen Forschungskontakte der beteiligten Wissenschaftler stellen eine entscheidende Grundlage für den Ausbau eines internationalen Gästeprogramms dar. Es ist geplant, erstklassige ausländische Dozenten für gemeinsame Seminar- und Blockveranstaltungen nach Erlangen und München zu holen.

3.6     Beratungs- und Betreuungskonzept

Die Bavarian Graduate School of Computational Engineering wird im Vergleich zu den Basis-Studiengängen ein wesentlich intensiveres Betreuungsprogramm anbieten. Dies wird insbesondere sichergestellt durch:

·      Tutoren, die eine regelmäßige individuelle Betreuung der Studierenden gewährleisten

·      Professoren als Mentoren, die sich regelmäßig mit den Studierenden treffen, z.B. um die Studienplanung und die individuellen Studienkonzepte zu erarbeiten und fortzuschreiben

·      Spezielle Studienberater für akademische Fragen und soziale Belange

·      Interkulturelle Seminare und ein soziales Rahmenprogramm

·      weitgehende individuelle Wahlfreiheit in den Lehrveranstaltungen, kombiniert mit intensiver Beratung.

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4       Zugangsvoraussetzungen

4.1     Ausschreibungsverfahren

Die Ausschreibung wird jährlich durchgeführt und wird für in- und ausländische Studierende offen sein.

 

4.2     Geforderte Qualifikation und Struktur des Auswahlverfahrens

Bei der Definition von Zugangsvoraussetzungen und Auswahlverfahren kann auf die Erfahrungen der genannten Basis-Masterstudiengänge aufgebaut werden. Die Bewerber durchlaufen ein mehrstufiges Auswahlverfahren. Neben den Noten werden spezielle Fähigkeiten der Bewerber, Referenzen von renommierten internationalen Kollegen, die Qualität der bisherigen Ausbildungsinstitution und ggf. ein Interview berücksichtigt. Dadurch ist bereits eine hohe Leistungsfähigkeit der Studenten in den Basisstudiengängen gewährleistet und eine gute Ausgangsbasis für den Elitestudiengang geschaffen.

 

Da viele Bewerber der Bavarian Graduate School Fachwechsler aus anderen Studiengängen sein werden, wird das erste Studiensemester als Auswahl- und Brückensemester im Rahmen der Basis-Masterkurse gestaltet. Ausgehend von ihrem Ausbildungsprofil nehmen die Bewerber an Lehrveranstaltungen teil, in denen die Grundlagen des Computational Engineering komplementär zu ihrem bisherigen Ausbildungsstand auf hohem Niveau und in kompakter Form unterrichtet werden. Durch Semester begleitende Leistungskontrollen und die individuelle Betreuung entsteht für jeden Bewerber ein Leistungs- und Persönlichkeitsbild, auf dessen Basis die Kandidaten zur endgültigen Aufnahme in den Elitestudiengang ausgewählt werden können. Während des Auswahlsemesters wird für jeden Elitestudenten im Rahmen der Beratung durch die Tutoren und Mentoren ein individuelles Studienkonzept erstellt. Studierende, die die hohen Anforderungen des ENB im Auswahlsemester oder später nicht erfüllen, können in den Basisstudiengängen weiterstudieren.