FiM Fit in Mathematik ein Fitness-Programm

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1 FiM Fit in Mathematik ein Fitness-Programm Institut für Informatik & Automation, IIA FB E&I, Hochschule Bremen, HSB BNMC, 8. Februar im Jahr der Mathematik 2008 im CeVis

2 Agenda 1 bestimmung 2 Gegenstand des es 3 Lehr-/Lern- 4 Fit in Mathematik, 5 Fit in Mathematik, 6 Fit in Mathematik, 7 8

3 bestimmung PISA, TIMSS and all that Studien, z.b. FHTW B & Bertha-von-Suttner-OG, [1] beobachtete Defizite bei meinen Studienanfängern, [2] der Informatik im ZIMT, Hochschule Bremen, HSB 2 3-wöchiger für alle Informatiker, [3] Tutorien Känguru (seit 2001, [4]) interaktive Dokumente, [2] und [5], [6], [7], [8] Numerik: lineare Gleichungen, CORDIC, Nullstellen-Bestimmung, Optimierung, Integration, gewöhnliche DGl erster Ordnung Kryptographie, Kompression, Pseudo-Zufallszahlen Lehr-/Lernexperimente, [9]

4 Fit in Mathe Gegenstand des es Di, N, Z, Q, R, Bruchrechnung, binomische Formeln S Mi, Recherche & Präsentation der Ergebnisse Do, Proportionen S.311, Prozent-, Potenzrechnung S.39-42, Logarithmus S Fr, Menge, Relation, Funktion, Polynom S , S Mo, Gleichung, Auflösen S.84-89, quadratische Gleichung S Di, Geometrie im Dreieck, Pythagoras, trig. Funktionen, S Mi, Geometrische Objekte der Ebene (Polygonzüge, Gerade, Kreis, Ellipse?, Hyperbel?) S (alle Gleichungen) Do, Geometrische Objekte des Raumes (Polyeder,

5 Lehr-/Lern- ich unterscheide Lehren/Lernen nach, die Computer übernehmen können, und solchen, die Computer sicher nicht übernehmen können! Drill & Practice: ein Muß für Computer Zeit für Vermittlung höherwertiger Fähigkeiten gewinnen Modellierung Problem-Lösung Plausibilität Modell- und Methoden-Kritik

6 Fit in Mathematik, Drill & Practice per Fitness-Programm FiM Anforderungen Maßgeschneiderte, Zielgruppen-spezifische Übungsaufgaben geringer Erstellungsaufwand kein Korrektur-Aufwand unmittelbares feedback Web-basiert

7 Fit in Mathe Fit in Mathematik, FiM, Umsetzung FiM = Lernplattform/AULIS/ILIAS + CAS/MATLAB/Maple CAS-Skript erzeugt Übungsaufgabe und wertet Antworten der Lerner aus geeignete Koppelung von AULIS und CAS ruft CAS-Skript auf, Übungsaufgabe zu erzeugen stellt Übungsaufgabe in AULIS dar übermittelt Antwort des Lerners an das CAS nimmt das Ergebnis (richtig/falsch, feedback) des CAS entgegen und stellt feedback in AULIS dar AULIS/ILIAS übernimmt die Buchführung, Evaluation etc CAS-Skript Zielgruppen-spezifische Übungsaufgaben CAS-Skript verhältnismäßig geringer Erstellungsaufwand CAS-Skript kein Korrektur-Aufwand CAS-Skript feedback AULIS Web-Basierung (anytime, anywhere)

8 Fit in Mathe Fit in Mathematik, Es gibt keine erkennbaren grundsätzlichen Grenzen, wie meine Implementierungen der Aufgaben aus [10] zeigen. Verwendung von AULIS/ILIAS & CAS/MATLAB/Maple heißt: Lerner schreiben Antworten in einer Zeile, und zwar statt Dezimal-Komma jetzt -Punkt, statt 2,5 jetzt 2.5 statt implizite jetzt explizite Multiplikation per *, statt a b jetzt a*b statt 1 a b jetzt 1/2, statt jetzt (a-b)/(b-a) 2 b a statt x 2 jetzt x 2, statt a 2 + 2ab + b 2 jetzt a 2+2*a*b+b 2 statt 2 jetzt sqrt(2) oder 2 (1/2) Lerner lesen feedback entsprechend. Was für angehende Informatiker keine Einschränkung darstellen darf, mag für SchülerInnen Hemmschwelle, Hindernis, Irritation sein.

9 Tun wir uns zusammen! Sie und Ihre SchülerInnen werden AULIS-user. technische Voraussetzungen: browser + JRE Sie geben Aufgaben vor. Wir implementieren die Aufgaben. Die Aufgaben stehen Ihren SchülerInnen zum Üben jederzeitigen (z.b. in Freistunden) und überall (z.b. zu Hause) zur Verfügung. Sie können Inanspruchname des Angebotes und Übungserfolg jederzeit einsehen und evaluieren. Ich strebe Klassenarbeiten/Klausur-Tauglichkeit an. auf zur Demonstration!

10 I [1] Manfred Berger, Angela Schwenk: Mathematische Grundfertigkeiten der Studienanfänger der Technischen Fachhochschule Berlin und der Schüler der Bertha-von-Suttner-OG Berlin; UICEE Global J. of Engng. Educ., Vol.5, No.3 [2] ThR: Interaktive Mathematik-Skripte eine Spielart aktivierender Lehrformen; 1. Workshop Mathematik für Ingenieure, Wismar , s.a. Global Journal of Engineering Education, 2001, Vol.5, No.3, risse/papers/matheng1/ [3] ThR: online Test für den, risse/mai/docs/vorkurs.pdf [4] ThR: Känguru-Wettbewerb, s. kanguru?.pdf in risse/mai/docs/

11 II [5] ThR: elementare numerische Verfahren, risse/mai/docs/numerik.pdf [6] ThR: Basic Numerics, risse/mai/docs/numerics.pdf [7] ThR: Puzzles Interaktive Mathematische Puzzles: Primzahlen, Divisionsreste, Galois Felder, Kryptographie, Kodierung, Pseudo-Zufallszahlen; Hochschule Bremen risse/mai/docs/puzzles.pdf. [8] ThR: epuzzles Interactive Mathematical Puzzles: Primes, Remainders, Galois Fields, Cryptography, Coding, Random Number Generation; Hochschule Bremen risse/mai/docs/epuzzles.pdf.

12 III [9] ThR: Selbstgesteuertes Lernen Teamcoaching als Alternative zur Mathematik-Vorlesung Ein Erfahrungsbericht; Tag der Lehre, Hochschule Bremen 2007 risse/papers/lehre07/selbstgesteuert.pdf. [10] W. Schäfer, K. Georgi, G. Trippler: Mathematik-Vorkurs Übungs- und Arbeitsbuch für Studienanfänger; Teubner 2006