Mathematik in der Studieneingangsphase: Chancen und Herausforderungen

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1 Mathematik in der Studieneingangsphase: Chancen und Herausforderungen Prof. Dr. Herold Dehling, Dr. Eva Glasmachers Ruhr-Universität Bochum VDI-Qualitätsdialog Ingenieurausbildung, Hannover 2013 Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 1

2 Ingenieure brauchen Mathematik I Fundierte Mathematikkenntnisse sind für Ingenieure unverzichtbar für Erfolg in Studium und Beruf Moderne technologische Entwicklungen führen zu wachsenden Ansprüche an mathematisches Kompetenzniveau Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 2

3 Ingenieure brauchen Mathematik II Mathematikausbildung der Ingenieure ist wichtige Aufgabe der mathematischen Fakultäten Kontakt zur aktuellen Forschung Entwicklung des ingenieurmathematischen Curriculums in enger Abstimmung von Ingenieuren und Mathematikern Passende organisatorische Strukturen als Voraussetzung für gute Lehre: Servicezentrum Mathematik und Anwendungen Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 3

4 Organisation der Servicelehre Mathematik an der RUB Servicezentrum Mathematik und Anwendungen (SZMA) Betriebseinheit innerhalb der Mathematikfakultät seit 2006 Angebot an Servicelehre in Mathematik für jährlich Studierende Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 4

5 Organisationsstruktur des SZMA SZMA-Direktorium Bestehend aus Professor/innen der Fakultät für Mathematik, je verantwortlich für einen Bereich Ingenieurwissenschaften Naturwissenschaften Angewandte Informatik Hochschuldidaktik Interdisziplinäre Forschung Leitung durch SZMA-Direktor, gewählt für jeweils vier Jahre SZMA-Beirat Fakultäten entsenden Vertreter Bauingenieurwesen Maschinenbau Elektrotechnik Physik Chemie und Biochemie Biologie Geowissenschaften Psychologie Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 5

6 Aufgaben des SZMA Konzeption und Durchführung der Mathematikausbildung von Studierenden anderer Fakultäten Weiterentwicklung des Lehrangebots Hochschuldidaktische Qualifizierung des Lehrpersonals Mathematische/Statistische Beratung Initiierung interdisziplinärer Forschungsprojekte Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 6

7 Vorteile der SZMA-Struktur Klare Verantwortlichkeiten: Direktor/en als Ansprechpartner Intensive Kommunikation mit serviceabnehmenden Fakultäten Kostenneutral durch Nutzung vorhandener Ressourcen Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 7

8 Synergieeffekte im Bereich der Hochschuldidaktik Übungsgruppenleiterschulungen Helpdesk Mathematik Hochschuldidaktische Forschungsprojekte Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 8

9 Hochschuldidaktische Projekte Drittmittelfinanzierte Projekte MP 2 - Mathe/Plus/Praxis (Stifterverband, Heinz Nixdorf Stiftung) Mathe-Materialien (TeachIng-LearnIng) MathePlus für E-Technik-Studierende (Reinhard Frank Stiftung) Kom@Ing-Kompetenzmodellierung in den Ingenieurwissenschaften (BMBF) Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 9

10 MP 2 : Problemanalyse Ingenieur-Studierende scheitern an Mathematik (DUZ 08/2009) Aus Erfahrungen der Lehrenden und dem Austausch im SZMA differenziertere Sicht: Probleme der Studierenden kristallisieren sich an der Mathematik Eigentliche Ursache liegt an anderer Stelle Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 10

11 MP 2 : Ansätze/Hypothesen Fehlende Selbstorganisationsfähigkeit in der Studieneingangsphase Verlust der Motivation durch fehlenden Anwendungsbezug Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 11

12 Das Projekt MP 2 : Mathe/Plus/Praxis MP 2 -Projekt besteht aus zwei Maßnahmen: MathePlus: Unterstützung für Studierende mit Schwierigkeiten beim Übergang Schule-Hochschule MathePraxis: Richtet sich an Studierende, die Motivationsverlust durch mangelnden Praxisbezug signalisieren Gewinner im Hochschulwettbewerb des Stifterverbands Nachhaltige Hochschulstrategien für mehr MINT-Absolventen, finanziell gefördert durch die Heinz Nixdorf Stiftung. Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 12

13 MathePlus I Zielgruppe: Studierende mit Schwierigkeiten beim Übergang Schule-Hochschule Bewerbung nach erster Miniklausur Aufnahme in das Projekt aufgrund einer schriftlichen Bewerbung Selbstverpflichtung der Studierenden zur aktiven Teilnahme Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 13

14 MathePlus II Ziel: Vermittlung von erfolgreichen Lern- und Arbeitstechniken: Wie arbeite ich den Vorlesungsstoff nach? Wie bereite ich eine Übungsstunde vor? Wie bearbeite ich eine Hausaufgabe? Wie kann ich mich auf eine Klausur vorbereiten? Wie strukturiere ich meinen Wochenablauf? Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 14

15 Maßnahmenüberblick von MathePlus Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 15

16 Ergebnisse der Evaluation bessere Bestehensquote der MP 2 -Teilnehmer geringere Abbrecherquote unter MP 2 -Teilnehmern langfristig positive Auswirkung auf spätere Klausuren Bestehensquoten in den ersten Abschlussklausuren WS 11/12 WS 12/13 Alle 59% 58% MathePlus 71% 73% Kontrollgruppe 1 53% 56% 1 Teilnehmer/innen mit weniger als 9 (von 12) Punkten in der ersten Miniklausur Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 16

17 MathePraxis Rahmenbedingungen Zielgruppe: Studierende im 2. Semester Herausforderung: Bezug zum Studienfach sichtbar machen Kompetenzorientierung des Praxisprojekts Forschendes Lernen: Arbeiten mit Leittexten und eigenständige Recherche Präsentationstechniken: Darstellung wissenschaftlicher Themen vor Publikum Projektmanagement: selbstständige Arbeitsorganisation in Teams Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 17

18 Die Praxisprojekte Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 18

19 Evaluation Beeinflussen Praxisprojekte die Motivation der Studierenden, sich mit Mathematik auseinanderzusetzen? Modifizierter Fragebogen nach Gómez-Chacón und Haines (2008) (Mathematisches Selbstvertrauen, Interesse an Mathematik sowie Beschäftigung mit Mathematik) Teilnehmer von MathePraxis (MP) und Kontrollgruppe (KG) Bei Pre- und Post-Befragung leichte Änderungen KG: Steigerung des Selbstvertrauens, gesunkenes Interesse MP: konstantes Selbstvertrauen, gestiegenes Interesse Bei Auswertung der Einzelfragen: MP: höhere Bereitschaft, Probleme selbst lösen zu wollen, Mathematik zu verstehen, auch außerhalb von Veranstaltungen über Probleme nachzudenken, höhere Wertschätzung von Ü-Aufgaben Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 19

20 Einige ausgewählte Publikationen Härterich, J., Rooch, A. (2013). Das Mathe-Praxis Buch. Springer Verlag Härterich, J., Kiss, C., Rooch, A., Mönnigmann, M., Schulze Darup, M., Span, R. (2012). MathePraxis - connecting first-year mathematics with engineering applications. European Journal of Engineering Education 37 (3), (p ). Rooch, A., Härterich, J. Kiss, C., (2012). Brauchen Ingenieure Mathematik? - Wie Praxisbezug die Ansichten über das Pflichtfach Mathematik verändert, erscheint in: R. Biehler u.a. (Eds.), Mathematische Vor- und Brückenkurse: Konzepte und Perspektiven, Springer. Griese, B., Glasmachers, E., Härterich, J., Kallweit, M., Rösken, B. (2011). Engineering students and their learning of mathematics. In B. Roesken & M. Casper (Eds.), Proceedings of the 17th MAVI-Conference (pp ). Dehling, H., Glasmachers, E., Härterich, J., Hellermann, K. (2010). MP 2 - Mathe/Plus/Praxis: Neue Ideen für die Servicelehre. Mitteilungen der Deutschen Mathematiker-Vereinigung, 18, p Vollständige Publikationsliste unter Mathematik in der Studieneingangsphase Herold Dehling 20