Mathematik als Grundvoraussetzung für naturwissenschaftliche und technische Studien. Rudolf Freund TU Wien

Transkript

1 Mathematik als Grundvoraussetzung für naturwissenschaftliche und technische Studien Rudolf Freund TU Wien

2 Das breitgefächerte Bildungsangebot im sekundären Bereich führt dazu, dass die mathematischen Kenntnisse angehender Studierender speziell in den naturwissenschaftlichen und technischen Studien an Österreichs Universitäten von den Lehrenden an den Universitäten als zu inhomogen und unzureichend empfunden werden. Was sollen Studierende in Zukunft an mathematischem Können mitbringen, um die Studieneingangs- und Orientierungsphase in den naturwissenschaftlichen und technischen Studien zu überstehen und was können Lehrerinnen und Lehrer im Sekundarbereich dazu beitragen? Was ist in diesem Zusammenhang von der geplanten Zentralmatura zu erwarten bzw. zu fordern?

3 Übersicht Naturwissenschaftliche und technische Bereiche bzw. Studien an der TU Wien Studieneingangs- und Orientierungsphase lt. UG 2002 Bericht über ein kleines Experiment Gesellschaftspolitischer Auftrag der Universitäten Forschungsexzellenz versus Lehrkompetenz Beispiele von Lehrplänen verschiedener Schul(form)en Zentralmatura Vor- und Nachteile, Auswirkungen Zusammenfassung, Ausblick

4 Naturwissenschaftliche und technische Bereiche bzw. Studien an der TU Wien Mathematik Physik Chemie Informatik Elektrotechnik Maschinenbau Bauingenieurwesen (Architektur)

5 Unterschiedliche Anforderungen an die Studierenden in den einzelnen Studien Architektur erfordert speziell künstlerisch kreative Fähigkeiten. Mathematische Begabung für die Bachelorstudien der Mathematik, aber auch der Physik und Chemie nicht von Nachteil Anwendungsorientierte Mathematik in den Ingenieurwissenschaften von größerer Bedeutung. Informatik braucht vor allem diskrete Mathematik.

6 UG 2002 (Fassung 1. Oktober 2009) (Quelle bmwf) Studieneingangs- und Orientierungsphase (tritt mit 31. Dezember 2016 außer Kraft) 66. (1) Die Studieneingangs- und Orientierungsphase ist als Teil der Diplom- und Bachelorstudien, zu deren Zulassung keine besonderen gesetzlichen Regelungen bestehen, so zu gestalten, dass sie der oder dem Studierenden einen Überblick über die wesentlichen Inhalte des jeweiligen Studiums und dessen weiteren Verlauf vermittelt und eine sachliche Entscheidungsgrundlage für die persönliche Beurteilung ihrer oder seiner Studienwahl schafft.

7 Die Lehrveranstaltungen der Studieneingangs- und Orientierungsphase haben sich über mindestens ein halbes Semester, die gesamte Studieneingangs- und Orientierungsphase über mindestens ein Semester, höchstens jedoch über zwei Semester zu erstrecken. Auf den Bedarf berufstätiger Studierender ist nach Möglichkeit Bedacht zu nehmen. (BGBl. I Nr. 74/2006) (BGBl. I Nr. 81/2009) (1a) 59 sowie die 72 bis 79 gelten auch für die Studieneingangs- und Orientierungsphase. Der positive Erfolg bei allen Lehrveranstaltungen und Prüfungen der Studieneingangsund Orientierungsphase berechtigt jedenfalls zur Absolvierung der weiteren Lehrveranstaltungen und Prüfungen sowie zum Verfassen der im Curriculum vorgesehenen Bachelor- oder Diplomarbeiten. (BGBl. I Nr. 81/2009)

8 Anforderungen an die Gestaltung der Studieneingangs- und Orientierungsphase Die unterschiedlichen Voraussetzungen, welche die Studierenden aus ihrer schulischen Vorbildung mitbringen, müssen berücksichtigt werden, die Studierenden sind durch zusätzliche Maßnahmen (Lehrveranstaltungen, z.b., Mathematik 0) auf möglichst gleiches Niveau zu bringen. Anforderungen in den Lehrveranstaltungen der Studieneingangsphase müssen allen leistungswilligen interessierten Studierenden die Chance für eine positive Absolvierung geben. Die Studieneingangsphase darf nicht als Mittel zur Studienplatzbewirtschaftung missbraucht werden.

9 Gesellschaftspolitischer Auftrag der Universitäten Forschungsexzellenz versus Lehrkompetenz Exzellenz in der Forschung versus Ausbildung von AkademikerInnen Besondere Probleme: geringer Stellenwert der Lehre für universitäre Laufbahn Tendenz zu Studienplatzbewirtschaftung auf Grund budgetärer Probleme

10 Peter SKALICKY, Rektor der TU Wien: Die TU Wien ist eine Forschungsuniversität. Prinzip der forschungsgeleiteten Lehre. Mission Statement der TU Wien (z.b. Gebäude Favoritenstr. 9-11): Technik für Menschen wissenschaftliche Exzellenz entwickeln und umfassende Kompetenz vermitteln. Sehr heiß diskutierte Fragen an der TU Wien sind derzeit u.a. soll es an einer TU Lehramtsstudien geben? sollen an der TU Wien auch nicht forschungsorientierte Akademikerinnen und Akademiker ausgebildet werden oder sollen diese an Fachhochschulen ausgelagert werden?

11 Einige persönliche Kommentare: Universitäten haben den gesellschaftspolitischen Auftrag, Akademikerinnen und Akademiker für die Wirtschaft auszubilden; dies bedeutet auch, Studierenden, die keine wissenschaftliche Karriere anstreben und somit in dieser Hinsicht Defizite aufweisen mögen, den Abschluss eines universitären Studiums zu erlauben. Der finanzielle Aufwand für mehr Lehre ist im Vergleich zum Aufwand in der Forschung sehr gering; das alleinige Schielen auf internationale Rankings sollte den gesellschaftspolitischen Auftrag nicht vergessen lassen. Studienplatzbewirtschaftung durch spezielle Hürden (z.b. sog. Knockout-Prüfungen ) auf Grund budgetärer Nöte widerspricht dem gesellschaftspolitischen Auftrag der Universitäten.

12 Folgerungen: Die schulische Ausbildung als Basis für ein erfolgreiches Studium an einer Universität wird zunehmend an Bedeutung gewinnen, in einigen Fächern (s. Medizin) wird sogar die Aufnahme in ein entsprechendes Studium ohne ausreichende Vorbildung schwierig bis fast unmöglich. In den verschiedenen Schul(form) ist in allen relevanten Fächern, speziell natürlich in der Mathematik, ein ausreichender Umfang des vermittelten Stoffes und ein ausreichendes Niveau der vermittelten Kompetenzen anzustreben.

13 Bericht über ein kleines Experiment durchgeführt im Oktober 2007 mit Studierenden der Informatik an der TU Wien im ersten Semester der Bachelorstudien (im Rahmen der Lehrveranstaltung Mathematik 1 für Informatik und Wirtschaftsinformatik, Pflichtlehrveranstaltung für alle Bachelorstudien der Informatik und Wirtschaftsinformatik an der TU Wien) im ersten Semester der Masterstudien (im Rahmen der Lehrveranstaltung Formale Methoden der Informatik, Pflichtlehrveranstaltung für alle Masterstudien)

14 Aufgabenstellung: 10 Fragen, die einfachste mathematische Kompetenzen erfordern Ankreuzen der einzigen richtigen Antwort aus 4 Möglichkeiten Zeit 30 Minuten Ergebnisse (durchschnittliche Punkteanzahl): Bachelorstudien (~ 380 Studierende): ~ 5.9 Masterstudien (~ 80 Studierende): ~ 6.9

15 Signifikante Unterschiede: Bachelorstudien: absolvierte Schulform Gymnasium/HTL bei einzelnen Fragestellungen sichtlich relevant Masterstudien: Unterschiede zwischen Studierenden bestimmter Masterstudien

16 Beispiele von Lehrplänen verschiedener Schul(form)en (eine sehr persönliche Auswahl) Unterschiede ergeben sich nicht nur aus den Schulformen AHS/BHS bzw. in der AHS bei Gymnasien/Realgymnasien, sondern vor allem durch schulautonome Schwerpunktsetzungen. Quellen: Internetseiten der jeweiligen Schulen. ( Veränderungen der Originalseiten durch Hervorhebungen oder Formatänderungen.)

17 De la Salle Schule Marianum Stundentafel FACH Σ Ü Kl. Kl. Kl. Kl. Kl. Kl. Kl. Kl. Σ Religion Deutsch Englisch Französisch / Latein Geschichte Geographie Mathematik Geometrisches Zeichnen Biologie Chemie Physik Psychologie&Philosophie Informatik Musikerziehung Instrumentalunterricht Bildnerische Erziehung Werkerziehung Leibesübungen SUMMEN

18 Theresianum Wien R D E1 F2 L RU H GW M BI CH PH PE INF ME BE WE WP BSP F1 E2 TEWE F 1.Klasse Klasse Klasse Klasse Klasse Klasse Klasse Klasse BE Bildnerische Erziehung L Latein BIO Biologie BSP Bewegung und Sport CH Chemie M Mathematik D Deutsch ME Musikerziehung E1 Englisch ab der 1.Klasse PH Physik E2 Englisch ab der 3.Klasse PE Philosophischer Einführungsunterricht F1 Französisch ab der 1.Klasse R Religion F2 Französisch ab der 3.Klasse RU Russisch GW Geographie TEWE Technisches Werken H Geschichte WE Textiles Werken INF Informatik WPF Wahlpflichtfach

19 Oberstufe Realgymnasium GRG 21 Ödenburgerstraße Traditionelle Fächer 5. Kl. 6. Kl. 7. Kl. 8. Kl. Summe Religion Deutsch Englisch Zweite lebende Fremdsprache/Latein**) Angewandte computerergestützte Darstellende Geometrie*) - - 2/0 2/0-4/0 Geschichte und Politische Bildung Geografie und Wirtschaftskunde Mathematik Biologie und Umweltkunde*)/Labor 2 3 0/ /9 Chemie Physik Musikerziehung***) 2 1 0/2 0/2 3/7 Bildnerische Erziehung **) 2 1 0/2 0/2 3/7 Psychologie und Philosophie Informatik Bewegung und Sport Gesamtwochenstundenzahl Neue Fächer 5. K. 6. Kl. 7. Kl. 8. Kl. Summe Kompetenztraining Facharbeit Wochenstundenzahl Gesamtwochenstundenzahl: 116 Darüber hinaus sind noch 8 Wochenstunden aus typenbildenden Wahlkursen (Mathematik) und 6 Wochenstunden aus freien Wahlfächern zu belegen. Das ergibt eine Gesamtanzahl an Wochenstunden von 130.

20 Zentralmatura Vor- und Nachteile, Auswirkungen Persönliche Sichtweise: Auf Grund der Unterschiede in den einzelnen Schul(form)en (nicht nur bezogen auf die Unterschiede AHS Gymnasium/Realgymnasium und BHS) kann nur ein sehr eingeschränkter Mindeststandard zentral abgeprüft werden. Schul(LehrerInnen-)autonome Schwerpunktsetzungen sollten auch bereits bei der schriftlichen Matura berücksichtigt werden, d.h. nur teilzentrale Matura.

21 Kompetenzen wie Problemlösungsfähigkeit und analytisches Denken sind mit Rechenbeispielen kaum abprüfbar. Der Mathematikunterricht in den Schulen soll nicht völlig dem Ziel untergeordnet werden müssen, die zentral verordneten Beispiele möglichst gut gedrillt zu haben. Die Entwicklung der Fähigkeiten der einzelnen Schülerinnen und Schüler ist wichtiger als die über bestimmte Basics hinausgehende Sicherung von für verschiedene Anforderungen ohnehin verschiedenen Standards.

22 Zusammenfassung Um die Chancen zukünftiger Studierender an Österreichs Universitäten (nicht nur) in naturwissenschaftlichen und technischen Studien zu erhöhen, bedarf es eines besseren Verständnisses der Lehrerinnen und Lehrer an den Schulen für die von den Universitäten erwarteten Fähigkeiten und Kompetenzen der Studierenden, der Lehrenden an den Universitäten für die sich aus den verschiedenen Schulformen ergebenden Unterschiede in den Fähigkeiten und Kompetenzen, welche Schülerinnen und Schüler in der Schule erwerben können.

23 An den Schulen: Behutsamer Umgang mit der Schulautonomie, Einhaltung eines Mindestausmaßes an Stunden für Mathematik und naturwissenschaftliche Fächer Beratung bei der Wahl einer für bestimmte Studien vorteilhafteren Schulform Frühzeitige Erkennung der individuellen Begabungen und eventuell studienrelevanten Fähigkeiten Förderung von Interessen und Begabungen der Schülerinnen und Schüler außerhalb des vom Lehrplan vorgegebenen Rahmens

24 An den Universitäten: Behutsamer Umgang mit der Studieneingangsund Orientierungsphase, fähige und interessierte Studierende sollen nicht durch überhöhte Anforderungen in den ersten Monaten des Studiums frustriert werden und/oder verloren gehen. Durchführung zusätzlicher Lehrveranstaltungen, welche die Studierenden möglichst schnell auf gleiches Niveau bringen, im Speziellen in der Mathematik, was für alle naturwissenschaftlichen und technischen Fächer von großer Bedeutung ist.

25 Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit! Die Diskussion möge beginnen bzw. weiter gehen