Mathematische Grundlagen T&A

Summary

Die Unterrichtsform kommt im Modul Mathematik Grundlagen am Departement Technik & Architektur zum Einsatz. Es handelt es sich um ein Modul für Studierende diverser technischer Studienrichtungen (Elektrotechnik, Maschinentechnik, Wirtschaftsingenieur, Informatik etc). Inhaltlich werden die Grundlagen der Differential- und Integralrechnung abgedeckt. Die Gruppengrössen bestehen aus ca. 40 Studierenden. Um eine erhöhte Interaktion zwischen Dozierenden und Studierenden zu erreichen und damit den Lernstand besser sichtbar zu machen wird: a) Die Phase der Wissensvermittlung aus dem Unterricht ausgelagert (Flipped Classroom). Studierende bearbeiten vor dem Unterricht ein Skript mit Videos. b) Im Unterricht auf Fragen und Übungen eingegangen. Durch verschiedene Unterrichtsphasen und dem Einsatz von Learningcatalytics wird die Interaktion gefördert.

Keywords Flipped Classroom, interaktionsfördernder Mathematikunterricht, Video, Learningcatalytics, Peer-Instruction

Lehr- und Lernszenario

Blended Learning

Ausgangslage

Traditionellerweise bestand der Mathematikunterricht im Modul Mathematik Grundlagen aus Frontalunterricht. Ein Dozierender erklärt/erläutert die Inhalte an der Tafel und benötigt dazu einen grossen Teil der Unterrichtszeit. Die verbleibende Zeit stand für Übungen oder Fragen zur Verfügung. Den grössten Teil der Übungsaufgaben bearbeiten die Studierenden bei dieser didaktischen Methode ausserhalb des Unterrichts. Durch die Grösse der Gruppe (mindestens 40 - 80 Studierende) war es nicht möglich, die Übungen der Studierenden zu korrigieren. Erfahrungsgemäss war es mit dieser Unterrichtsform schwer, den Lernstand und die Schwierigkeiten der Studierenden zu erkennen. Nur die Modulendprüfung lieferte eine Einblick.

Motivation

Der Wunsch, bereits während dem Semester den Lernstand und das Engagement der Studierenden besser sichtbar zu machen und dem Dozierenden die Möglichkeit zu schaffen, darauf zu reagieren, war eine Motivation für die Umstellung des Unterrichts.

Voraussetzungen

Unterrichtsunterlagen, die sich für das Selbststudium eignen (Skript ergänzt mit kurzen Videosequenzen, die aus dem Text heraus verlinkt werden; Lizenzen für Learningcatalytics; Raum für Gruppenarbeit; maximale Gruppengrösse von 40 Studierenden.

Vorgehen/Ablauf

Für jeden Unterrichtsblock wurde ein Skript erstellt (mit LaTex) und mit kurzen Videos ergänzt, die einzelne Herleitungen ausführlich erklären (wie es Studierende aus dem Mathematikunterricht an der Tafel kennen). Videos wurden mit einem minimalen Setup (Mikrofon, Graphik Tablet, Switch-Tube) als Screencasts produziert. Vor jedem Unterrichtsblock müssen Studierende drei Fragen zu dem gelesenen Skript online beantworten. Dies ist eine Testatbedingung und erlaubt es dem Dozierenden, erste Schwierigkeiten der Studierenden vor dem Unterricht zu erkennen. Im Unterricht findet die erste Hälfte der Zeit im Plenum statt. Es wird auf Fragen der Studierenden eingegangen und es werden erste Übungen mit dem Clicker-Tool Learningcatalytics bearbeitet. Durch Learningcatalytics kann der Dozent den Lernstand aller Studierenden überprüfen und durch automatische Gruppierung die Studierenden zu Diskussionen auffordern (Peer-Instruction). In der zweiten Unterrichtshälfte arbeiten Studierende in kleinen Lernteams an den Übungsaufgaben weiter und werden von Tutoren und dem Dozierenden individuell betreut. Eine zweite Testatbedingung verlangt, dass Studierende in dieser Phase zweimal ein individuelles Coaching mit den Dozenten absolvieren.

Medien/Technik/Materialien

Video, Plattform Ilias, Clicker-Tool Learningcatalytics

Kontaktperson

Michael Bächtold, Dozent Abt. Grundlagen, Technikumstrasse 21, 6048 Horw, michael.baechtold@hslu.ch