Online-Praktikum zur Höheren Mathematik für Maschinenbau-Studiengänge

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1 Online-Praktikum zur Höheren Mathematik für Maschinenbau-Studiengänge Technische Universität Chemnitz Fakultät für Mathematik 6. Treffen des Netzwerks Mathematik/Physik E-Learning mit den Facharbeitskreisen Mathematik in den Naturwissenschaften sowie Innovative Lehre in Informatik und Naturwissenschaften TU Dresden,

2 Überblick ab WS 15/16 elektronische Hausaufgaben zur Höheren Mathematik (für MB) Höhere Mathematik I: 4 SWS Vorlesung, 2 SWS Übung, neu: 2 SWS Praktikum Studiengänge: Maschinenbau, Automobilproduktion, Sports Engineering, Medical Engineering, Systems Engineering Teilnehmer: ca. 280, davon ca. 250 im ersten Studienjahr Durchführung: Nicht zwingend zeit- und ortsgebunden, d.h. Studierende dürfen Praktikumsaufgaben selbstständig zuhause oder im Computerpool bearbeiten. Zusätzlich: feste Praktikumszeiten, zu denen jeweils ein Dozent als Ansprechparter zur Verfügung steht (13 Gruppen).

3 Organisation Online-Praktikum zur Höheren Mathematik (für MB) Durchführung über einen OPAL-Kurs. Einteilung des Praktikums in 4 Kapitel 1 mathematische Grundlagen, komplexe Zahlen, Beträge und Ungleichungen 2 Matrizen, lineare Gleichungssysteme, Vektoren 3 analytische Geometrie 4 Eigenwerte, Grenzwerte, Funktionen, Stetigkeit, Differentialrechnung in jedem Kapitel 1 Durchführung von 3 bis 4 elektronischen Übungen, welche alle bestanden werden müssen (50%), aber beliebig oft durchgeführt werden können. Nach jeder Aufgabe: Feedback, Lösungshinweise/Musterlösung. 2 Am Ende jeden Kapitels muss der abschließende Test bestanden werden. Dieser kann maximal 2 mal durchgeführt werden. Außerdem: Zeitbegrenzung, Abgabe bis zu einem Stichtag. Prüfungsvorleistung: Bestehen aller 4 Tests

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5 Tutorial zur Formeleingabe

6 Beispiel einer Aufgabe in einer Übung: Musterlösung wird angezeigt, erneutes Lösen der Aufgabe (mit neuen Parametern) möglich.

7 Beispiel einer Aufgabe in einer Übung: Musterlösung wird angezeigt, erneutes Lösen der Aufgabe (mit neuen Parametern) möglich.

8 Übung: komplexe Zahlen Übersicht zur Anzahl der Testaufrufe: #Teilnehmer #Testaufrufe

9 Übung: komplexe Zahlen Übersicht zur durchschnittlichen Anzahl an Lösungsversuchen und Bewertungen der einzelnen Aufgaben: 250 #Antworten komplett richtig teilweise richtig falsch a 9b 9c 10a 10b 11 12a 12b 13a 13b Versuche a 9b 9c 10a 10b 11 12a 12b 13a 13b 14 Aufgabe Nr.

10 Test zu Kapitel 4 Übersicht Abgabedatum und erreichte Punktezahl: (Stichtag: 31. Januar, erreichbare Punkte: 27) 27 erreichte Punkte o Erstversuch x Zweitversuch Testdatum

11 Test zu Kapitel 4 Übersicht benötigte Zeit und erreichte Punktezahl: (Zeitbeschränkung: 90 min, erreichbare Punkte: 27) 27 erreichte Punkte o Erstversuch x Zweitversuch Testdauer (in min)

12 Nutzung in der Prüfungsphase Klausurtermin: Zugriffe auf den OPAL-Kurs in der Prüfungsphase:

13 Sehr viele Aufgaben mit: Parameterabhängigkeit und Formeleingabe (Abfrage von Gleichungen, Vektoren, Funktionen, Brüchen etc.) Expertenabfrage (Identifikation richtiger Lösungen, welcher nicht exakt der Musterlösung entsprechen) Nutzung des CAS Maxima, siehe Projekt ELMAT.

14 Weitere Beispiele Online-Praktikum zur Höheren Mathematik (für MB)

15 Aufgabenpool Online-Praktikum zur Höheren Mathematik (für MB)

16 Evaluation 50 Online-Praktikum zur Höheren Mathematik (für MB) 40 % A Die elektronischen Übungen haben mir dabei geholfen, ein besseres Verständnis für den behandelten Stoff zu entwickeln. B Mithilfe der elektronischen Übungen habe ich stets einen guten Eindruck über meinen aktuellen Wissensstand erhalten. C Ich habe die Übungen/Tests gern durchgeführt. 0 Antworten: ±

17 Evaluation 50 Online-Praktikum zur Höheren Mathematik (für MB) 40 % A Die angezeigten Musterlösungen und Hinweise waren verständlich. B Die angezeigten Musterlösungen und Hinweise waren ausführlich genug. C Das Angebot der festen Praktikumszeiten, in denen jeweils ein Ansprechpartner für Fragen zur Verfügung steht, halte ich für sinnvoll. 0 Antworten: ±

18 Evaluation Online-Praktikum zur Höheren Mathematik (für MB) Wie viel Zeit haben Sie schätzungsweise durchschnittlich pro Woche in die Bearbeitung der Praktikumsaufgaben investiert? (79 Antworten) bis zu 2 Stunden 2 bis 4 Stunden 4 bis 6 Stunden mehr % Die Bearbeitung der Übungen und Tests war meiner Ansicht nach mit einem... Aufwand verbunden. (78 Antworten) zu hohen hohen angemessenen geringen zu geringen %

19 Evaluation Online-Praktikum zur Höheren Mathematik (für MB) Ich bin mit der Bedienung der Tests gut zurecht gekommen (79 Antworten) ± % Wie oft wurden Sie mit technischen Problemen konfrontiert? (77 Antworten) nie sehr selten selten hin und wieder oft sehr oft %

20 Fazit / Zusammenfassung überwiegend positive Rückmeldungen seitens der Studenten (zeitliche) Flexibilität mehrmaliges Üben mit neuen Parameter möglich Hinweise, Musterlösungen etc. zu den einzelnen Aufgaben Pflicht/Zwang, sich regelmäßig mit Mathematik zu beschäftigen. Hauptkritikpunkte: Ausführlichkeit der Musterlösungen technische Schwierigkeiten Berücksichtigung von Folgefehlern Formeleingabe z.t. umständlich bzw. fehleranfällig überwiegend eigenständige Bearbeitung, Praktikumszeiten jedoch von den meisten Teilnehmern als sinnvoll erachtet

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Prof. Daniel Potts