Zusammenfassung
Die Ingenieurwissenschaften stehen weiterhin vor der Herausforderung, mit der Gestaltung von innovativen studierendenzentrierten Lehrangeboten auf sich stark ändernde globale Rahmenbedingungen zu reagieren und gleichzeitig die Attraktivität ihrer Studienangebote zu verbessern. Ziel dieses Beitrags ist es, (1) die in diesem Kontext entstehenden Schwierigkeiten, insbesondere bei studentischen Zielgruppen mit stark heterogener Mathematikkompetenz, forschungsbasiert zu erheben und zu adressieren sowie (2) theoriefundierte Interventionsansätze zu deren Überwindung vorzustellen. Zu (1) wird die studierendenzentrierte Lehrentwicklung in den Forschungsdiskurs um die mathematische Kompetenz mit Fachbezug zu den Ingenieurwissenschaften eingebettet, weiterhin wird mit dem Modell der Didaktischen Rekonstruktion ein darauf ausgerichteter Forschungsrahmen vorgestellt. Ausgehend von der theoretischen und methodischen Fundierung werden (2) die Entwicklung und Umsetzung der Lehrinnovationen anhand zweier stoffdidaktischer Analysen aufgezeigt, die die enge Verzahnung von mathematischer und ingenieurwissenschaftlicher Theorie und Praxis an Lehrbeispielen und Experimenten transparent machen. Abschließend werden Erkenntnisse aus der Umsetzung vorgestellt, der Einfluss auf die curriculare Entwicklung innerhalb des Ingenieurstudiums diskutiert sowie ein Ausblick auf weitere Forschungsdesiderate und mögliche Weiterentwicklungen gegeben. So wird neben neuen theoretischen Erkenntnissen ein Beitrag zur Verbesserung der ingenieurwissenschaftlichen Lehrpraxis geleistet.
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Notes
- 1.
Abrufbar unter https://sefi.htw-aalen.de.
- 2.
An dieser Stelle möchten die Autoren auf die begrifflich vielfältige, in der öffentlichen Wahrnehmung teilweise unter verschiedenen Synonymen (u. a. skill, capability, qualification, literacy) und in verschiedenen Zusammenhängen eingesetzte Verwendung des Begriffs „Kompetenz“ hinweisen. Ergänzende Ausführungen zur Begriffsklärung sind u. a. in Lemaitre et al. (2006) oder Block (2012, S. 28 ff.) zu finden.
- 3.
Die Beiträge sind unter www.asee.org einsehbar.
- 4.
Das generische Modell für die designbasierte Forschung umfasst die drei Prozessphasen Analysis, Design und Evaluation, die jeweils in Wechselwirkung mit der Lehrpraxis stehen (vgl. McKenney und Reeves 2012, 2014). Anhand des Modells lassen sich der systematische Ablauf des Forschungsprozesses (Gestaltung, Durchführung, Überprüfung und Redesign) und die Dualität der Ergebnisse in Bezug auf Interventionsentwicklung und Theoriebildung gut veranschaulichen (vgl. Reimann 2011). Weitere Informationen zum generischen Modell dieses Ansatzes sind u. a. bei McKenney und Reeves (2012, 2014) dargelegt.
- 5.
Der im Hochschulkontext weit verbreitete Beispielaufgabenkatalog bietet den Lehrenden eine Grundlage für voraussetzbare Kenntnisse und wurde im Rahmen des Basispapiers angepasst.
- 6.
Die im Basispapier enthaltenen Aufgaben sind in abgestufte Kategorien A bis D eingeteilt. Dabei sind z. B. Aufgaben der Kategorie A zugewiesen, wenn Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten von der Hochschule in der Regel erwartet und in Schule erworben wurden. Kategorie C beschreibt z. B. Aufgabenbereiche, die von der Hochschule erwartet werden, deren entsprechende Inhalte jedoch nicht Gegenstand schulischer Bildung sind (vgl. Niedersächsisches Kultusministerium & NMWK 2019).
- 7.
Ergänzende Informationen unter https://www.offene-hochschule-niedersachsen.de.
- 8.
Für das Experiment wurde ein Handstroboskop testo 476 mit Xenonblitzlampe verwendet, das zur Drehzahlmessung und Inspektion von hochfrequent bewegten Teilen im Messbereich + 30 bis + 12.500 U/min eingesetzt werden kann. Weitere Informationen unter https://www.testo.com/de-DE/testo-476/p/0563-4760.
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Block, BM., Mercorelli, P. (2021). Theoriebasierte studierendenzentrierte Lehrinnovationen in den Ingenieurwissenschaften für Zielgruppen mit stark heterogener Mathematikkompetenz am exemplarischen Beispiel zweier stoffdidaktischer Analysen. In: Biehler, R., Eichler, A., Hochmuth, R., Rach, S., Schaper, N. (eds) Lehrinnovationen in der Hochschulmathematik . Konzepte und Studien zur Hochschuldidaktik und Lehrerbildung Mathematik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-62854-6_5
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