Mathematik Lernen - Gemeinsam Eigene Wege Gehen

Umgesetztes Projekt

Kurzzusammenfassung

Ausgangslage:
Das Modul "Mathematik" (3-stündige Vorlesung, 1-stündige Übung) ist ein Pflichtkurs im ersten Semester der Studiengänge "Wirtschaftswissenschaften" bzw. "Internationale Wirtschaftswissenschaften" mit bis zu 1000 Studierenden pro Semester.

Ziele:
(1) Homogenisierung und Ausbau der mathematischen Vorkenntnisse zur Steigerung der Chancen für ein erfolgreiches Studium.
(2) Individuelle Gestaltung des Lernprozesses hinsichtlich Lerntempo, Ort, Zeit und Bedarf.
(3) Sicherstellung von didaktischen Rahmenbedingungen sowie gesetzlichen Vorgaben zur Leistungsfeststellung.

Inhalt:
(1) Klassische Vorlesung.
(2) Livestream der Vorlesung.
(3) Screencasts mit Videos sämtlicher Inhalte.
(4) Übungen mit Präsentation von Aufgaben und Quiz über Prüfungsaufgaben mit Live-Voting.
(5) Interaktive Musteraufgaben mit vollständigen Lösungswegen.
(6) Onlinetests mit individuell unterschiedlichen Versionen/Zahlen/Fragetypen.
(7) Selbsttests mit weiteren Variationen der Aufgaben.
(8) Diskussionsforum für Fragen der Studierenden.
(9) Schriftliche Single-Choice-Klausuren aus dem gleichen Aufgabenpool.

Die technische Umsetzung erfolgt auf Basis einer dynamisch programmierten Sammlung von Beispielen, die individuell gestellt, variiert und verlässlich überprüft werden können. Referenz: A. Zeileis, N. Umlauf, F. Leisch (2014). Flexible generation of e-learning exams in R: Moodle quizzes, OLAT assessments, and beyond. Journal of Statistical Software, http://www.jstatsoft.org/v58/i01/.

Nähere Beschreibung

Ausgangslage:
Das Modul "Mathematik" (3-stündige Vorlesung und 1-stündige Übung) ist ein Pflichtkurs im ersten Semester der Studiengänge "Wirtschaftswissenschaften" bzw. "Internationale Wirtschaftswissenschaften", das von etwa 1000 Studierenden pro Semester besucht wird.

Ziele:
(1) Homogenisierung der Vorkenntnisse aus der Schule und Ausbau der mathematischen Fähigkeiten zur Steigerung der Chancen für ein erfolgreiches Studium.
(2) Die Auseinandersetzung mit den Inhalten soll möglichst individuell gestaltet werden können hinsichtlich Lerntempo (z.B. Zahl der gerechneten Aufgaben pro Tag), Ort (Hörsaal versus Couch zu Hause), Zeitpunkt (z.B. für berufstätige Studierende oder Eltern) und Bedarf (z.B. intensiver in Themenbereichen, die aus der Schule nicht oder nicht so gut bekannt sind).
(3) Trotz hoher Gestaltbarkeit müssen didaktische Rahmenbedingungen bzw. gesetzliche Vorgaben zur Leistungsfeststellung eingehalten werden. Insbesondere: transparente Kommunikation der Prüfungsanforderungen, laufendes individuelles Feedback, genügend Raum für Fragen.

Inhalt:
Zentraler Einstiegspunkt für alle Studierenden ist daher die Lernplattform OLAT (Online Learning And Testing), die vom Zentralen Informatikdienst (ZID) der Universität Innsbruck bereitgestellt wird und innerhalb derer das Team des Instituts für Statistik einen umfassenden Kurs mit einer Bandbreite unterschiedlicher Materialien aufgebaut hat:
(1) Klassische Vorlesung im Hörsaal: Präsentation von Folien, die auch als PDF-Download verfügbar sind.
(2) Livestream: Übertragung aus dem Hörsaal, die zeitgleich von überall auf der Welt als Livestream über das Internet verfolgt werden kann.
(3) Screencasts: Videos von 20-30 Minuten über sämtliche Inhalte der Vorlesung, die jederzeit zur Verfügung stehen.
(4) Übungen: Beispielen und Aufgaben, die in kleineren Gruppen (von immer noch bis zu 150 Personen) eingeübt werden. Neben klassischer Frontalpräsentation umfasst jede Übung ein Quiz aus Prüfungsaufgaben in Form von Single-Choice Aufgaben, über die anonym - ähnlich wie beim Publikumsjoker in der Millionenshow – abgestimmt wird.
(5) Musteraufgaben: Interaktive Aufgaben im OLAT-Kurs mit Anzeige des vollständigen Lösungswegs (bei Eingabe eines falschen Ergebnisses).
(6) Onlinetests: Wöchentliche Onlinetests (über drei Tage hinweg) im OLAT-Kurs. Hinter jeder der Aufgaben liegt dabei eine Vielzahl an unterschiedlichen Versionen/Zahlen/Fragetypen, so dass i.W. jede/r Studierende individuell unterschiedliche Fragen (und Lösungen) gestellt bekommt.
(7) Selbsttests: Weitere Variationen der Aufgaben aus den Onlinetests zur Vorbereitung auf schriftliche Klausuren.
(8) Diskussionsforum: Offenes Forum für (fast) alle unbeantworteten Fragen der Studierenden.
(9) Schriftliche Klausuren: Single-Choice-Klausuren aus Variationen der Aufgaben aus Vorlesung, Übung, Onlinetests mit automatischer Evaluierung und individueller Bereitstellung der Ergebnisse im OLAT-Kurs.

Technische Umsetzung: Grundlage des flexiblen und selbständigen Trainings wie auch der Leistungsfeststellung in Onlinetests und schriftlichen Klausuren ist eine große Sammlung von dynamisch programmierten Beispielen, die individuell gestellt, variiert und verlässlich überprüft werden können. Dafür wurde ein neues Softwarepaket entwickelt, das auf verschiedenen Open-Source-Softwarepaketen aufbaut: Das Programm selbst ist in der statistischen Programmiersprache R geschrieben (http://www.R-project.org/) und für die Aufgabentexte wird das in Mathematik übliche Textsatzprogramm LaTeX verwendet (http://www.LaTeX-project.org/). Die Software wurde ebenfalls unter einer Open-Source-Lizenz in einem wissenschaftlichen Journal veröffentlicht (Achim Zeileis, Nikolaus Umlauf, Friedrich Leisch. Flexible generation of e-learning exams in R: Moodle quizzes, OLAT assessments, and beyond. Journal of Statistical Software, 58(1), 2014. http://www.jstatsoft.org/v58/i01/) und steht so allen Interessierten bzw. Bildungseinrichtungen zur freien Verfügung. Die durch die Software erzeugten E-Learning Klausuren/Tests/Quizzes können dann in verschiedenen Open-Source-Lernsystemen eingespielt und durchgeführt werden, bspw. in OLAT (http://www.olat.org/, http://www.openolat.com/), Moodle (http://moodle.org/) oder im "Audience Response System" ARSnova (http://arsnova.eu/).

Dokumentationsmaterial:
Ein Testzugang zum Kurs "Mathematik (Sowi)" auf der OLAT-Plattform der Universität Innsbruck ist auf Anfrage vom Institut für Statistik erhältlich.

Mehrwert

Studierende: Lernerleichterung durch Verfügbarkeit eines Online-Kurses auf der Lernplattform der Universität mit umfangreichen Selbstlernmaterialien (Musteraufgaben, Selbsttests, Probeklausuren), Livestream und Screencasts der Vorlesung, Diskussionsforen, FAQ u.ä.

Lehrende: Sehr gut vorbereitete Lehrmaterialien für sowohl Vorlesungs- als auch Übungsleiter sowie ein umfangreicher dynamischer Aufgabenpool, aus dem zentral für alle Studierenden sowohl Onlinetests als auch schriftliche Klausuren erzeugt und anschließend ausgewertet werden können.

Verwaltung: Weitgehende Automatisierung und Qualitätskontrolle insbesondere in der Prüfungsabwicklung.

Profitierende

  • Studierende
  • Lehrende
  • Verwaltung

Aufwand

Der Großteil des Aufwands konnte durch die üblichen zur Verfügung stehenden Ressourcen geleistet werden, d.h. Vorlesungs- bzw. Übungsleiter/innen sowie Studienassistent/innen. Allerdings war die Umsetzung trotzdem nur deshalb möglich, weil das Institut für Statistik sich mit all seinen Mitarbeiter/innen - von allen Habilitierten bis zu den Studienassistent/innen – in den Dienst der Sache gestellt und an einem Strang gezogen hat. Insbesondere in den ersten beiden Semestern der Veranstaltung haben dabei alle auch über die Grenzen des “normalen” Aufwands hinweg zu dem Erfolg des Projekts beigetragen.

ÖH-Ansprechpartner/in

vorsitz1-sowi-oeh@uibk.ac.at

Das Beispiel wurde für den Ars Docendi Staatspreis für exzellente Lehre 2015 nominiert.