Früh übt sich: Chemische Programmierübungen sollen in die Bachelorstudiengänge Chemie und Biochemie integriert werden.
Digitalisierung Chemieindustrie fördert neues Lehrangebot
Für die Entwicklung des Moduls Chemical Data Science stellt der Fonds der Chemischen Industrie 20.000 Euro zur Verfügung.
„Computer-basierte Methoden sind in allen Bereichen der Chemie sehr wichtig, werden aber in den Studiengängen Chemie und Biochemie bisher relativ spät ins Curriculum integriert. Dabei sollten insbesondere Programmierkenntnisse kontinuierlich an den konkreten Chemie-spezifischen und Praxis-relevanten Themen erlernt und gefestigt werden“, findet Prof. Dr. Sebastian Kruss. Um diesen Wunsch in die Praxis umzusetzen, hat sich der Professor für Physikalische Chemie um Fördermittel beim Fonds der Chemischen Industrie (FCI) beworben – mit Erfolg. Der FCI fördert ab dem Wintersemester 2024/25 die Entwicklung des virtuellen Moduls Chemical Data Science für Bachelor-Studierende der Chemie und Biochemie mit insgesamt 20.000 Euro. „Wir freuen uns sehr über die Förderung. Die Einführung chemischer Programmierübungen ist ein erheblicher Aufwand und ohne den Anstoß durch den FCI schwierig umzusetzen“, so Kruss.
Programmieren praxisorientiert vermitteln
In den kommenden Monaten werden Kruss und sein Team gemeinsam und in Rücksprache mit den Studierenden computerbasierte Formate ausprobieren und weiterentwickeln. Zunächst möchte man erarbeiten, wie man die kostenlose Programmiersprache Python in den Vorlesungen und Übungen der physikalischen Chemie niedrig-schwellig einsetzen kann. „Es ist aus unserer Sicht wichtig, Python-Programmierung nicht ohne direkten Bezug zur Chemie auf einem zu hohen oder abstrakten Niveau einzuführen, sondern sie in die Vorlesungen zu integrieren“, erklärt Kruss. So könnte man mithilfe von Python beispielsweise Reaktionsgeschwindigkeiten von industriell wichtigen katalysierten Reaktionen aber auch metabolische Prozesse in Zellen vorhersagen und so in der Vorlesung die Grundkonzepte der Kinetik vermitteln. In den Übungen hingegen sollen die Studierenden lernen, selbstständig Python-Skripte zu erstellen. Eine Aufgabe könnte darin bestehen, sich zu überlegen, wie man die Farben von leuchtenden Nanopartikeln berechnet.
Wir wollen Studierende ab ihrer ersten Vorlesung an computerbasierte Methoden gewöhnen.
„Unser Ziel ist es, Tools zur Programmierung oder quantitativen Analyse von Anfang an in Vorlesungen und Übungen zu integrieren, um den Nutzen für die Studierenden direkt erlebbar zu machen“, betont Kruss. „Wir wollen sie ab ihrer ersten Vorlesung an computerbasierte Methoden gewöhnen, um nicht nur die Computer-affinen Studierenden, sondern alle mit dieser Kompetenz auszustatten.“ Das neue Lehrangebot richtet sich daher vor allem an Bachelorstudierende der Chemie und Biochemie in den ersten Semestern und soll beispielsweise in die Module der anorganischen und physikalischen Chemie integriert werden.
FCI fördert 18 Projekte
Neben RUB-Modul, fördert der FCI in diesem Jahr mit rund 375.000 Euro 18 zukunftsweisende Projekte an 9 Universitäten und 6 Hochschulen. „Die Digitalisierung in der Chemie schreitet voran“, sagt FCI-Geschäftsführerin Ulrike Zimmer. „Softwarebasierte Werkzeuge und moderne KI-Modelle spielen eine immer wichtigere Rolle, wenn es darum geht, Herausforderungen in Forschung, Entwicklung und Produktion zu lösen. Unsere Förderung zielt darauf ab, neue Lehrinhalte und innovative Methoden in den Hochschulalltag zu integrieren, um junge Talente bestmöglich auf diese Veränderungen vorzubereiten.“ Zu den geförderten Einrichtungen gehören neben Bochum die Universitäten in Freiburg, Heidelberg, Ilmenau, Kaiserslautern, Karlsruhe, Oldenburg, Paderborn und Wuppertal sowie die Hochschulen Anhalt, Darmstadt, Mannheim, Niederrhein, Nürnberg und Reutlingen.
