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E-Book

Lehren und Lernen von Mathematik in der Studieneingangsphase

Herausforderungen und Lösungsansätze

VerlagSpringer Spektrum
Erscheinungsjahr2015
Seitenanzahl707 Seiten
ISBN9783658102616
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis59,99 EUR

Dieser Band, der Beiträge zur Arbeitstagung des Kompetenzzentrums Hochschuldidaktik Mathematik (khdm) an der Universität Paderborn aus dem Frühjahr 2013 zusammenträgt, gibt einen Einblick in die aktuelle mathematikbezogene, hochschuldidaktische Forschung und präsentiert viele gute Beispiele zur Verbesserung der mathematischen Hochschullehre. Es werden Forschungsergebnisse und Erfahrungen aus der Praxis zum Übergang Schule Hochschule, zu Vor- und Brückenkursen und zum ersten Studienjahr bezogen auf die Studiengänge Bachelor und gymnasiales Lehramt Mathematik, Grund-, Haupt- und Realschullehramt Mathematik sowie aus dem Service in den INT-Fächern und den nicht-INT Fächern vorgestellt. Abgerundet wird der Band durch Diskussionsbeiträge, welche die hochschuldidaktische Diskussion und Forschung anregen sollen.



Axel Hoppenbrock, Universität Paderborn, Institut für Mathematik

Prof. Dr. Rolf Biehler, Universität Paderborn, Institut für Mathematik

Prof. Dr. Reinhard Hochmuth, Leibniz Universität Hannover, Institut für Didaktik der Mathematik und Physik und Leuphana Universität Lüneburg

Prof. Dr. Hans-Georg Rück, Universität Kassel, Fachbereich für Mathematik und Naturwissenschaften, Institut für Mathematik

Alle Herausgeber sind Mitglieder der Geschäftsführung des Kompetenzzentrums Hochschuldidaktik Mathematik (khdm).

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis9
Teil I Hauptvorträge14
1 Der Übergang von der Schule in die Hochschule: Empirische Erkenntnisse zu mathematikbezogenen Studiengängen15
1.1 Ausgangslage15
1.2 Schule im Spannungsfeld von Allgemeinbildung, Kompetenzorientierung, sozialer Öffnung und Wissenschaftspropädeutik17
1.3 Was tun? Erfolgreiche Interventionen21
1.4 Schlussfolgerungen23
Literatur24
2 Mathematische Wissensbildung in Schule und Hochschule26
2.1 Verschiedene Stufen der Wissensbildung26
2.2 Die erlebte Diskontinuität zwischen Schule und Hochschule30
2.3 Möglichkeiten und Grenzen der Schulmathematik38
Literatur39
Teil II Best Practice42
3 Vernetzte Kompetenzen statt trägen Wissens – Ein Studienmodell zur konsequenten Vernetzung von Fachwissenschaft, Fachdidaktik und Schulpraxis43
3.1 Einleitung43
3.2 Vernetzung von Fachwissenschaft und Fachdidaktik am Beispiel einer fachwissenschaftlichen Einführungsveranstaltung45
3.3 Vernetzung von Fachwissenschaft und Fachdidaktik am Beispiel der Medienintegration48
3.4 Vernetzung von Fachwissenschaft, Fachdidaktik und Bildungswissenschaft am Beispiel des Integrierten Semesterpraktikums (ISP)50
3.5 Vernetzung von Wissenschaftsorientierung, Fachdidaktik und Schulpraxis am Beispiel von Forschungsseminaren53
Literatur57
4 Methodische Innovationen in der Veranstaltung „Arithmetik“ für das Lehramt Grundschule61
4.1 Darstellung der Ausgangslage61
4.2 Wahl der Lernumgebungen62
4.3 Besondere Konzeption der Übungsgruppen66
4.4 Maßnahmen zur eigenen Professionalisierung69
4.5 Eine kleine Evaluation72
4.6 Probleme und Aufgaben für die Zukunft74
4.7 Fazit75
Literatur75
5 Online-Studienvorbereitung für beruflich Qualifizierte am Beispiel „Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler/innen“77
5.1 Hintergrund und Relevanz77
5.2 Das Projekt „InOS“78
5.3 Das Online-Modul „Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler/innen“79
5.4 Ausblick91
5.5 Anhang92
Literatur93
6 Wirksames mediales Lernen und Prüfen mathematischer Grundlagen an der Hochschule Heilbronn95
6.1 Einleitung95
6.2 Auswahlprozess und erste Erfahrungen97
6.3 Modifikationen am Lernsystem und im Einführungsprozess102
6.4 Regelbetrieb und Evaluation ab Wintersemester 2012/2013104
6.5 Zusammenfassung und Fazit106
6.6 Ausblick und offene Fragen108
Literatur108
7 Die Hildesheimer Mathe-Hütte – Ein Angebot zur Einführung in mathematisches Arbeiten im ersten Studienjahr110
7.1 Ausgangssituation110
7.2 Das Projekt HiStEMa112
7.3 Die Mathe-Hütte113
7.4 Evaluation115
7.5 Fazit119
Literatur120
8 Optimierung von (E-)Brückenkursen Mathematik: Beispiele von drei Hochschulen123
8.1 Einleitung124
8.2 Projektbeschreibung und Ergebnisse126
8.3 Diskussion/Ausblick133
Literatur136
9 CAT – ein Modell für lehrintegrierte methodische Unterstützung von Studienanfängern138
9.1 Einführung138
9.2 Die Bausteine von CAT140
9.3 Einige theoretische Bezüge146
9.4 CAT in der Praxis147
9.5 Begleitende Analysen150
Literatur153
10 Vorbereitende und begleitende Angebote in der Grundlehre Mathematik für die Fachrichtung Wirtschaftswissenschaften155
10.1 Einleitung155
10.2 Ausgangslage157
10.3 Konzept: Vorbereitung der Hochschulmathematik158
10.4 Blended Learning Konzept159
10.5 Inhalte160
10.6 Die Vorlesung in der Präsenzphase161
10.7 Der Übungsbetrieb in der Präsenzphase162
10.8 Ergebnisse der Evaluation162
10.9 Begleitkurs des MINT-Kollegs Baden-Württemberg zur Vorlesung Mathematik 1 im WS 2012/2013164
10.10 Prüfungswesen166
10.11 Erfahrungen und Bewertungen167
10.12 Fazit168
Literatur169
11 Mathematische Erkenntnisentwicklung von Würfelsymmetrien zum Gruppenbegriff – ein Vorschlag für einen Brückenkurs171
11.1 Bedarf für einen Brückenkurs171
11.2 Eine Skizze des Brückenkurses174
11.3 Erfahrungen und Lernergebnisse in der Erprobung183
Literatur185
12 Habe ich das Zeug zum MINT-Studium? Die CAMMP week als Orientierungshilfe für Schülerinnen und Schüler187
12.1 Probleme beim Studieneinstieg188
12.2 Vorstellung und Einordnung der Modellierungsaktivitäten im Rahmen der CAMMP week188
12.3 Realisierung189
12.4 Das Solarproblem191
12.5 Auswirkungen der CAMMP week197
12.6 Fazit199
Literatur200
13 Konzeption eines Mathematik-Förderprogramms für Informatikstudierende der Universität Bielefeld202
13.1 Einleitung202
13.2 Der Auffrischungskurs der Technischen Fakultät204
13.3 Vorgehen und theoretische Anbindung des Konzepts208
13.4 Ergebnisse211
13.5 Fazit215
Literatur216
14 Neue Maßnahmen für eine verbesserte Schulung und Betreuung von Übungsleitern218
14.1 Einleitung218
14.2 Übungsgruppen in der Mathematikausbildung219
14.3 Die Übungsleiterausbildung am Fachbereich Mathematik220
14.4 Neue Herausforderungen223
14.5 „Ausbildung der Ausbilder“ für die Übungsleiterschulung224
14.6 Tutorenführung225
14.7 Neun konkrete Empfehlungen zur Führung von Übungsleitern226
14.8 Fazit231
Literatur231
15 Schwierigkeiten von Studienanfängern bei der Bearbeitung mathematischer Übungsaufgaben233
15.1 Einleitung233
15.2 Die Lernzentren234
15.3 Problemdiagnose und Lösungsansätze235
15.4 Interventionen236
15.5 Der Workshop „Wie bearbeite ich ein Übungsblatt?“239
15.6 Fazit244
Literatur245
16 Mathe-MAX – Ein Projekt an der htw saar246
16.1 Einführung247
16.2 Verbesserung der mathematischen Hochschullehre in der Studieneingangsphase und Erleichterung des Übergangs von der Schule zur Hochschule249
16.3 Wie geht's weiter?257
Literatur259
17 Outcome-orientierte Neuausrichtung der Hochschullehre für das Fach Mathematik263
17.1 Problemlage und Ziele des Projektes263
17.2 Projektgliederung und Vorgehensweise265
17.3 Qualitätsmessung266
17.4 Ergebnisse268
17.5 Diskussion273
Literatur276
18 Effizienz von Mathematik-Vorkursen an der Fachhochschule Technikum Wien – ein datengestützter Reflexionsprozess278
18.1 Die Vorkurse der Fachhochschule Technikum Wien278
18.2 Das Jahr 2012 – ein datengestützter Reflexionsprozess280
18.3 Vorschläge zur Verbesserung der Qualität der Vorkurse290
Literatur293
19 Denk- und Arbeitsstrategien für das Lernen von Mathematik am Übergang Schule–Hochschule295
19.1 Einleitung295
19.2 Allgemeiner Ansatz und theoretischer Hintergrund296
19.3 Zwei Lernszenarien297
19.4 Fazit und Ausblick307
Literatur309
20 Das soziale Netzwerk Facebook als unterstützende Maßnahme für Studierende im Übergang Schule/Hochschule310
20.1 Allgemeine Daten zu Facebook310
20.2 Bisherige Forschung311
20.3 Rahmenrichtlinien für die Nutzung sozialer Netzwerke an deutschen Universitäten312
20.4 Möglichkeiten der Gruppennutzung in Facebook312
20.5 Die Einsatzszenarien313
20.6 Das Forschungsdesign314
20.7 Ergebnisse315
20.8 Diskussion der Ergebnisse316
20.9 Kritische Betrachtung318
Literatur318
21 Kompetenzbrücken zwischen Schule und Hochschule320
21.1 Einleitung320
21.2 Probleme beim Übergang Schule – Hochschule321
21.3 Analyse „schwerer“ Fächer322
21.4 Entwicklung und Durchführung des Mathe-Eingangs-Checks323
21.5 Ergebnisvergleich von Mathe-Eingangs-Check und Klausur326
21.6 Diskussion und Ursachenforschung328
21.7 Anhang: Mathe-Eingangs-Check334
Literatur336
22 Ergänzungen zu den mathematischen Grundvorlesungen für Lehramtsstudierende im Fach Mathematik – ein Praxisbericht338
22.1 Einleitung338
22.2 Theoretischer Hintergrund339
22.3 Evaluation346
22.4 Ergebnisse347
22.5 Diskussion349
22.6 Zusammenfassung350
Literatur351
23 Einsatzmöglichkeiten und Grenzen von Computeralgebrasystemen zur Förderung der Konzeptentwicklung353
23.1 Einleitung353
23.2 Die Aufgabenstellung354
23.3 Evaluation: Beispiele studentischer Bearbeitungen356
23.4 Auswertung der Maxima-Bearbeitungen360
23.5 Auswertung des Fragebogens364
23.6 Fazit367
Literatur367
24 Förderung des Begriffsverständnisses zentraler mathematischer Begriffe des ersten Semesters durch Workshopangebote – am Beispiel der Konvergenz von Folgen369
24.1 Einleitung369
24.2 Design des Workshops372
24.3 Ergebnisse376
24.4 Ausblick382
Literatur382
25 Wie geben Tutoren Feedback? Anforderungen an studentische Korrekturen und Weiterbildungsmaßnahmen im LIMA-Projekt384
25.1 Über das Projekt384
25.2 Schwierigkeiten bei und Anforderungen an die Korrekturen386
25.3 Anforderungen für die Leistungsbewertung387
25.4 Anforderungen für die Unterstützung im Lernprozess388
25.5 Maßnahmen zur Unterstützung der Tutoren392
25.6 Workshop zur Korrektur vor Beginn der Lehrveranstaltung393
25.7 Fazit und Ausblick399
Literatur400
26 Die Mumie im Einsatz: Tutorien lernerzentriert gestalten402
26.1 Einführung403
26.2 Das TuMult-Modell406
26.3 Evaluation und Diskussion411
26.4 Fazit416
Literatur417
27 Das ePortfolio und flankierende Maßnahmen des Verbundprojektes optes zur Unterstützung INT-Studierender in mathematischen Grundlagenveranstaltungen419
27.1 Einleitung419
27.2 ePortfolio420
27.3 Lernzielübersicht – Inhaltliche Verortung422
27.4 Darstellung mathematischer Fähigkeiten422
27.5 Darstellung überfachlicher Fähigkeiten424
27.6 Das Lernjournal424
27.7 eMentoring425
27.8 Zusammenfassung und Ausblick429
Literatur430
28 Workshop zur Förderung der Begriffsbildung in der Linearen Algebra431
28.1 Probleme von Studierenden mit der Linearen Algebra431
28.2 Didaktische Aspekte der Begriffsbildung433
28.3 Charakteristika der Linearen Algebra433
28.4 Workshop434
28.5 Qualitativ-empirische Untersuchung zum Begriffsverständnis441
28.6 Fazit443
Literatur444
29 Erfahrungen aus der „Mathe-Klinik“446
29.1 Einleitung446
29.2 Situationsanalyse448
29.3 Die „Mathe-Klinik“450
29.4 Diskussion454
29.5 Fazit und Ausblick457
Literatur457
30 Grundmodelle mathematischen Lehrens an der Hochschule459
30.1 Einleitung459
30.2 Theoretischer Hintergrund461
30.3 Lehrmodelle in der Hochschullehre462
30.4 Fazit472
Literatur473
Teil III Wissenschaftliche Beiträge475
31 Mathematik verstehen von verschiedenen Standpunkten aus – Zugänge zum Krümmungsbegriff476
31.1 Zugänge auf elementaren Stufen finden476
31.2 Zugänge zum Krümmungsbegriff über den Krümmungskreis (K)479
31.3 Zugänge zum Krümmungsbegriff über Krümmungsdreiecke (D)484
31.4 Der höhere Standpunkt (H)487
31.5 Unterschiede und Bezüge zwischen den Zugängen489
Literatur491
32 Richtig Einsteigen in die Methoden- und Statistikausbildung im Fach Psychologie – Ergebnisse einer Bedarfserhebung493
32.1 Theoretischer Hintergrund493
32.2 Methode Erstsemesterbefragung498
32.3 Ergebnisse Erstsemesterbefragung499
32.4 Methode Drittsemesterbefragung501
32.5 Ergebnisse Drittsemesterbefragung502
32.6 Diskussion503
Literatur506
33 Was bewirken Mathematik-Vorkurse? Eine Untersuchung zum Studienerfolg nach Vorkursteilnahme an der FH Aachen509
33.1 Einführung510
33.2 Untersuchung510
33.3 Ergebnisse513
33.4 Diskussion520
Literatur521
34 Mathematikausbildung von Grundschulstudierenden im Projekt KLIMAGS: Forschungsdesign und erste Ergebnisse bzgl. Weltbildern, Lernstrategien und Leistungen523
34.1 Einleitung524
34.2 Forschungsdesign524
34.3 Erhebungsinstrumente528
34.4 Ergebnisse und Diskussion532
34.5 Zusammenfassung und Ausblick536
Literatur537
35 Überlegungen zur Konzeptualisierung mathematischer Kompetenzen im fortgeschrittenen Ingenieurwissenschaftsstudium am Beispiel der Signaltheorie540
35.1 Einleitung540
35.2 Mathematik im Ingenieursstudium543
35.3 Anthropologische Theorie der Didaktik (ATD)543
35.4 Mathematische Praxis in der Signal- und Systemtheorie am Beispiel des Dirac-Impulses545
35.5 Zusammenfassung554
Literatur556
36 Mathe – nein danke? Interesse, Beliefs und Lernstrategien im Mathematikstudium bei Grundschullehramtsstudierenden mit Pflichtfach558
36.1 Einleitung558
36.2 Zur Konzeptualisierung und Rolle von Fachinteresse559
36.3 Fragestellung und Methode561
36.4 Ergebnisse564
36.5 Diskussion569
Literatur572
37 Identifizierung von Nutzertypen bei fakultativen Angeboten zur Mathematik in wirtschaftswissenschaftlichen Studiengängen575
37.1 Einleitung576
37.2 Theoretische und empirische Befunde577
37.3 Methode579
37.4 Ergebnisse582
37.5 Diskussion und Ausblick587
Literatur588
38 Operationalisierung und empirische Erprobung von Qualitätskriterien für mathematische Lehrveranstaltungen in der Studieneingangsphase591
38.1 Einführung591
38.2 Spezifität des mathematischen Lehrangebots an Hochschulen592
38.3 Allgemeine und mathematikspezifische Lehrqualitätskriterien594
38.4 Ziele und Forschungsfragen der Untersuchung597
38.5 Design und Methode598
38.6 Ergebnisse601
38.7 Diskussion und Ausblick604
Literatur605
39 Ein Modell des mathematischen Lehrerwissens als Orientierung für die mathematische Ausbildung im Lehramtsstudium der Grundschule609
39.1 Einleitung609
39.2 Das Lehrerwissen als Erfahrungswissen611
39.3 Dimensionen der mathematischen Lehrerexpertise613
39.4 Beispiele von Elementen des mathematischen Wissens618
39.5 Konsequenzen und Umsetzungen für das Lehramtsstudium623
39.6 Diskussion627
Literatur628
Teil IV Diskussionsbeiträge632
40 Das SEFI Maths Working Group „Curriculum Framework Document“ und seine Realisierung in einem Mathematik-Curriculum für einen praxisorientierten Maschinenbaustudiengang633
40.1 Einleitung633
40.2 Das SEFI „Curriculum Framework Document“634
40.3 Ein Mathematik-Curriculum für einen praxisorientierten Maschinenbaustudiengang640
40.4 Zusammenfassung und Ausblick645
Literatur646
41 Mathematisches Problemlösen und Beweisen: Ein neues Konzept in der Studieneingangsphase648
41.1 Ausgangspunkte649
41.2 Das Modul Mathematisches Problemlösen und Beweisen653
41.3 Schlussworte661
Literatur662
42 Vielfältige Anwendungen des Begriffs „Basis“ in Vektorräumen663
42.1 Vorbemerkungen663
42.2 Didaktische Einordnung664
42.3 Interpolationspolynome in Numerikbüchern oder -kapiteln667
42.4 Der hier verfolgte Ansatz zur Lehre des Vektorraum- und Basisbegriffs669
42.5 Fazit679
Literatur680
43 Schwierigkeiten beim Übergang von Schule zu Hochschule im zeitlichen Vergleich – Ein Blick auf Defizite beim Erwerb von Schlüsselkompetenzen681
43.1 Einleitung682
43.2 Beobachtete Schwierigkeiten683
43.3 Ausbildungsziele687
43.4 Offene Fragen688
43.5 Déjà-vu?690
43.6 Illustrationen690
43.7 Anhang692
Literatur695
44 Übergang gymnasiale Oberstufe – Hochschule Diskussionsbeitrag: Wie der Vorkurs Mathematik in zwei Wochen Grundlagen auffrischt und Einstellungen verändert696
44.1 Ausgangslage696
44.2 Die Entwicklung des Vorkurs-Konzeptes700
44.3 Die 10 Vorkurstage im Themenüberblick701
44.4 Evaluation704
44.5 Diskussion des lernpsychologischen Ansatzes705
44.6 Baustellen bzw. Verbesserungspotential706
44.7 Fazit707
Literatur707

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