Für den Übergang von Schule zu Studium beinhaltet das didaktische Gesamtkonzept für den Vorbereitungskurs Mathematik die Nutzung einer Mathe-App. Diese hält zu eigenem Üben und Erarbeiten an und unterstützt für unterschiedliche Leistungslevels mit Tipps und Teillösungen. Für das Lernen im individuellen Tempo und nach Vorkenntnisstand greift die App auf einen Aufgabenpool zurück, der eng am Mindestanforderungskatalog Mathematik (MAK) des COSH-Arbeitskreises orientiert ist.

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Fachhochschule/Hochschule für Angewandte Wissenschaft

2. Studieneingangsphase

Vor-/Brückenkurse und Studieneinstieg

Sicherung der Mathe-Grundlagen für den Studienstart durch Brückenkurs mit integrierter Mathe-App

Die Mathe-App wird in den Mathe-Brückenkurs des MINT-Colleges integriert, welches wiederum Teil des Qualitätspakt Lehre Projekts der Hochschule Offenburg ist. Dieses wurde durch die Hochschulleitung beantragt.

Mathematische Kompetenzen werden insbesondere in den MINT- Studiengängen gefordert. In Bildungsbiografien, mathematischem Vorwissen, Lernstilen und Durchhaltevermögen weisen die Hochschulanfängerinnen und -anfänger jedoch eine sehr große Heterogenität auf. Hochschulübergreifend wird als eines der Hauptprobleme die ungenügende Routine in den Grundlagen v.a. der elementaren Algebra genannt, sowie die Schwierigkeiten bei der Umgewöhnung zur eigenständigen Lernstrukturierung.

Ziele der Neukonzeption des Brückenkurses an der Hochschule Offenburg: Hoher Anteil an aktivem Üben mit Unterstützung von individuellen Lernwegen und Lerntempo. Positive Einstellung zum Üben und motivierendes Lernklima fördern. Individuelle Präferenzen bzgl. des Lernstils unterstützen (Einzel-, Partnerarbeit berücksichtigen). Teilnehmerinnen und Teilnehmer sollen den Kurs nicht aus Überforderung vorzeitig abbrechen. Einstiegsmöglichkeit gegliedert nach unterschiedlichen Niveaus. Für jene, denen die Präsenzzeit nicht ausreicht, nahtlos ein Coaching für das Weiterüben bieten. Hinführung zu selbstbestimmtem Lernen, Mathematik sprechen lernen.

Studienanfängerinnen und Studienanfänger sowie Studieninteressierte

Kern der Neukonzeption wurde die Ausgestaltung eines passenden Aufgabenpools per Mathe-App für Mobile Devices. Diese mobile Lösung entstand als Kooperationsprojekt zwischen der Hochschule Offenburg und der MassMatics UG.

Zunächst wurde ein Aufgabenpool für den Übergang von Schule zu Studium entwickelt, der sich eng an den Empfehlungen des Anfang 2013 veröffentlichten Mindestanforderungskatalogs Mathematik (MAK) des COSH-Arbeitskreises orientiert. Eine wesentliche Leistung des MAK ist, dass die Eingangsvoraussetzungen für Mathematik hochschulübergreifend als Lernziele und Beispielaufgaben formuliert werden und die Schnittstellen zu den aktuellen Bildungsplänen verschiedener Schulformen transparent werden. Dieser Katalog entstand in Baden-Württemberg, fand jedoch bundesweit Beachtung.

Für Projekte zur Unterstützung des MAK wird z. B. durch die GHD Baden-Württemberg gebeten. Auch die Hochschule Offenburg engagiert sich im COSH-Arbeitskreis.

Das hier vorgestellte Projekt kann als mobile learning Antwort auf den MAK interpretiert werden. 500 Aufgaben zur elementaren Algebra (Bruchrechnung, Potenzen, Wurzeln, Logarithmus, Betrag, Gleichungen, Ungleichungen, Anwendungsbeispiele aus Wirtschaft bzw. Technik), Geometrie, Grundlagen zu Funktionen und Differential- und Integralrechnung wurden als "Vorbereitungskurs" in die Mathe-App MassMatics integriert.

Mit leichten Aufgaben wird Unter- und Mittelstufenstoff gefestigt und dann schrittweise hin zu ersten Themen bzw. Niveaus der Mathe1-Vorlesung (leicht, mittel, schwer) geführt.

Die Einbindung der Mathe-App in ein didaktisches Gesamtkonzept wurde an der HS Offenburg durch ein Team aus Mathematik-Professoren, e-Learning und m-Learning Experten sowie Pädagogen entwickelt. Nach dem Leitgedanken des "Shift from Teaching to Learning" entstand ein lernerzentriertes Kurskonzept.

Der Übergang von Schule zu Studium wird an der Hochschule Offenburg im Vorbereitungskurs Mathematik per Smartphone bzw. Tablet unterstützt. Eine Mathe-App gibt zu den Trainingsaufgaben bei Bedarf Tipps und Teilschritte und hilft so den Studierenden, die Lösungen in ihrer individuellen Lerngeschwindigkeit zu entwickeln. Grundprinzip Aktivität fordern, Coaching bieten, individuelle Lerngeschwindigkeit, Frontalunterricht wird stark zugunsten einer Aktivierung der Studierenden reduziert. Nach vergleichsweise kurzer Einführung in ein Thema mit grundlegenden Beispielen nimmt das aktive Üben den Großteil der Zeit ein. Die Aufgaben des Aufgabenpools sind nach Schwierigkeitsgrad gestaffelt. Beim Lösen wird Verständnis "erarbeitet", klassisch mit Stift und Papier, kein Multiple Choice. Teilnehmerinnen und Teilnehmer wählen ihren Arbeitsmodus (allein oder Partnerarbeit) nach ihrer Präferenz. Lernen im individuellen Tempo. Einstieg je nach Vorkenntnisstand. Primärer Lösungscoach ist die App. Grad der Hilfestellung wird nach Bedarf selbst gewählt (Endergebnis, Denkanstöße, Zwischenrechnungen oder Vertiefung über den Theorieblock).

Die Dozentin oder der Dozent hält sich beim Üben eher im Hintergrund motiviert zum Auffinden von Regeln und Heuristiken und zum Diskutieren über Lösungswege in Partnerarbeit. Durch den eCoach entsteht eine breite Aktivierung, auch der Schwächeren. Förderung, Schwierigkeiten zu versprachlichen: "Bei Tipp 3 komme ich nicht weiter, weil…" Hilfestellungen und Klärung von theoretischen Fragestellungen im Plenum finden nur dort statt, wo sie aufgabenbezogen notwendig werden. Ein integriertes Feedbacksystem ermöglicht eine kontinuierliche Verbesserung. Ausführlichkeit des Coachings festigt Vertrauen in Machbarkeit (wichtig in Studieneingangsphase).

Die Studienanfängerinnen und Studienanfänger werden in den Brückenkursen parallel durch mehrere Lehrbeauftragte in Gruppen von 25-40 Teilnehmerinnen und Teilnehmern unterrichtet.

Der mobile Ansatz erlaubt, die ca. 400 Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Präsenz-Kurses in normalen Klassenräumen ohne PC-Ausstattung mit e-Learning vertraut zu machen und unterstützt die Flexibilisierung von Übungszeit und -ort über die Präsenzzeit hinaus.

Obwohl für das Brückenkurs-Konzept die mobile Nutzung als App (auch offline) im Vordergrund steht, ist wichtig, dass darüber hinaus als Alternative ein Browser-Zugang (im Fall der HS Offenburg per e-Learning-Plattform Moodle) unterstützt wird. Dies ermöglicht Zugänglichkeit für alle Studierenden, in "mobilen" Einsatzszenarien zumindest bei Verfügbarkeit von Laptops.

Auch für den Einsatz an Schulen (siehe "Ausblick") kann die Browser-Variante Bedeutung haben, falls Smartphones bzw. Tablets nicht ausreichend zur Verfügung stehen bzw. in der Schule nicht erwünscht sind.

Ausweitung von Übungszeit und -ort: Vielen reicht die Übungszeit vor Ort natürlich nicht aus. Genau hier beginnt ein Hauptvorteil der Gewöhnung an die mobile Lösung: Der Mathe-Coach per Smartphone ist überall dabei. Wertvolle Zeitslots, etwa im Zug, können nahtlos genutzt werden, um noch ausstehende Aufgaben bis zum Folgetag zu erledigen. Gerade an der HS Offenburg nicht unwesentlich: Viele Studierende haben Anreisezeiten von mehr als 45 Minuten. Viele verpassen den Präsenzkurs komplett, da sie noch einem Job nachgehen. Durch den mobilen MassMatics-Coach haben auch sie eine reelle Chance, den Kurs 100 % remote zu bewältigen. Qualitätszirkel, Feedbacksystem, um die Passgenauigkeit der Hilfestellungen beständig weiterentwickeln zu können und Schwachstellen in der Vermittlung aufzudecken, wurde ein Feedbacksystem in die App integriert.

Seit Wintersemester 2013/14

Der erste Vorbereitungskurs unter Einsatz der Mathe-App wurde an der Hochschule Offenburg vom 16.09. bis zum 26.09.2013 mit ca. 400 Studienanfängerinnen und Studienanfängern in neun Gruppen durchgeführt. Smartphone-Abdeckung und Installation: Das Konzept mit Mathe-App wäre schon umsetzbar, wenn wenigstens jeder zweite Studierende ein Smartphone mitbringt. Tatsächlich lag die Abdeckung durch geeignete Mobile Devices bei über 90 %. Über 80 % hatte die Mathe-App schon vor Kursbeginn problemlos installiert.

Das primäre Ziel, Abbruch des Präsenzkurses aufgrund von Überforderung zu reduzieren, wurde erreicht. Der Anteil der Teilnehmerinnen und Teilnehmer, die mindestens drei von acht Kurstagen (teilweise entschuldigt) gefehlt haben, hat sich auf 13 % reduziert. Der Vergleich mit dem Eingangstestergebnis lässt keinen Zusammenhang zu einer Über- oder Unterforderung ableiten. Die Dozenten betonen v.a. die im Vergleich zu den Vorjahren sehr viel konstruktivere, angenehmere Arbeitsatmosphäre mit positiver Einstellung zum Üben. Die Aufforderung, zum Brückenkurs Smartphone mitzubringen und sich vorab eine Mathe-App zu installieren, führt gleich zu Beginn des Studienstarts zu einem kleinen Überraschungseffekt und assoziiert ein modernes Lernangebot. Dadurch wird dem eher ungeliebten Mathe-Lernen ein positiver Start gegeben. Durch die inhaltliche Orientierung am hochschulübergreifenden Mindestanforderungskatlog Mathematik des COSH-Arbeitskreises entstand eine Lösung, die jeder Studienanfängerin bzw. jedem Studienanfänger zur Vorbereitung auf das Studium nutzen kann (auch ohne Präsenzkurs), die zu den Brückenkurs-Inhalten vieler Hochschulen passt und für die aktuell schon Kooperationsprojekte mit Schulen starten. Das vorgestellte didaktische Gesamtkonzept für den Übergang von Schule zu Studium wurde Sieger beim European Award for Technology Supported Learning in der Kategorie Didaktik (eureleA 2014).

März 2018