Das Institut für Didaktik der Physik ist dieses Jahr beim Mint Symposium 2023 mit zwei Beiträgen von Gleichmann et al. vertreten. Das MINT Symposium 2023 unter dem diesjährigen Motto „MINT-Lehre gemeinsam gestalten – Lehre erforschen, Wissen teilen“ bietet einen Rahmen für eine deutschlandweite Vernetzung zur Hochschullehre in den MINT-Fächern.
Das Institut für Didaktik der Physik ist auch dieses Jahr wieder beim Mint Symposium 2023 mit zwei Beiträgen vertreten. Das MINT Symposium 2023 unter dem diesjährigen Motto „MINT-Lehre gemeinsam gestalten – Lehre erforschen, Wissen teilen“ bietet einen Rahmen für eine deutschlandweite Vernetzung zur Hochschullehre in den MINT-Fächern. Die Veranstaltung richtet sich an Lehrende, Hochschuldidaktiker:innen sowie an Mitarbeiter:innen und interessierte Studierende, die sich im Bereich Hochschullehre und -didaktik engagieren. Neben Erfahrungen, Erkenntnissen und Ideen aus der MINT-Lehrpraxis reichen die Themen von Lehr-/Lernforschung über den Einsatz aktivierender Lehrformate bis hin zur Unterstützung der Lehre durch digitale Tools.
Die beiden Beträge von Gleichmann et al. untersuchen die Effizienz und Effektivität von Mathematischen Vorkursen in den durch Physik geprägten Studiengängen und den Einsatz von digitalen Übungsaufgaben mit integrierten Computer-Algebra-System an der Universität Leipzig.
Lernzuwachsanalyse zum mathematischen Vorkurs
An der Universität Leipzig findet für die Studienanfänger:innen in physikgeprägten Studiengängen ein mathematischer Vorkurs statt. In diesem werden die wesentlichen Grundlagen aus der Schule, welche für das Studium wichtig sind, wiederholt und vertieft. Gleichzeitig werden bundesländerspezifische Lehrplanunterschiede adressiert. Zur Weiterentwicklung des Kurses erfolgte im Wintersemester 2022/2023 eine Beforschung. Mittels einer Leistungsstanderhebung vor und nach dem Vorkurs konnte der Lernzuwachs durch den Vorkurs untersucht werden. Hierbei wurde ein signifikanter Lernzuwachs durch den Vorkurs nachgewiesen. Dieser wird durch die Wissensreaktivierung von vorhandenem Wissen aus der Schule begünstigt.
Digitale Übungsaufgaben im STACK-Format
Mithilfe von STACK, einem kostenfreien Plugin mit integriertem Computer-Algebra-System für die Plattformen Moodle und Ilias, können randomisierte Rechenaufgaben erstellt werden. Anhand der studentischen Eingabe erhalten die Studierenden individuelles Feedback. Durch die Feedbackfunktion, die Randomisierung und die Ressourcenschonung bietet sich STACK für den Einsatz in digitalen Übungsserien/Übungsblättern in MINT-Modulen an. STACK-Aufgaben können via Exportfunktion leicht ausgetauscht und bei allen Kohortengrößen eingesetzt werden. Unsere ersten Forschungsergebnisse zeigen, dass Studierende mehrheitlich keine Probleme mit der digitalen Eingabe hatten und die Aufgaben häufig zur Prüfungsvorbereitung nutzten. In einer Analyse von Prüfungen hat sich gezeigt, dass Studierende mit STACK-Aufgaben vergleichbare Klausurergebnisse wie Gruppen mit klassischen Übungsaufgaben in Papierform erzielen. Ein wichtiger Vorteil dabei ist die Wiederholbarkeit der digitalen Aufgaben mit randomisiertem Zahlenmaterial. Diese Ergebnisse zeigen, dass STACK als digitales Werkzeug in der MINT-Lehre erfolgsversprechend und skalierbar eingesetzt werden kann.