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Leibniz Universität Hannover
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Foto: Adelheid Rutenburges

mamdim - Mathematiklernen mit digitalen Medien in der Hochschuleingangsphase

Beschreibung des Projektes
Bei dem in Osnabrück angesiedelten Projekt mamdim, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird, kooperieren die Universitäten Paderborn und Osnabrück hinsichtlich der Durchführung des Projektes. Es sind folgende Projektpartner beteiligt, deren selbst konzipierte E-Learning Materialien in unterschiedlichen Studiengängen zur beschreibenden Statistik untersucht werden: Hochschule Offenburg (Betriebswirtschaftslehre), Hochschule Pforzheim (u. a. Ingenieurswissenschaften), Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (u. a. Betriebswirtschaftslehre), Universität Bielefeld (Psychologie und Lehramt für Grund-, Haupt- und Realschulen). 

Ziele
Als Reaktion auf die fachübergreifende zunehmende Verwendung von digitalen Medien zum Lernen von Mathematik in der Hochschuleingangsphase, die sich von der Konzeption von Brückenkursen über die ersten beiden Semester erstreckt, besteht das Hauptziel des Projektes sowohl in der Untersuchung der Wirkung dieser Medien als auch der Nutzung von Studierendenseite. Die inhaltlichen Schwerpunkte liegen standortübergreifend im Bereich der deskriptiven Statistik, insbesondere auf Lage- und Streumaßen. Exemplarisch sind drei erkenntnisleitende Fragen genannt, um die Ausrichtung des Projektes einschätzen zu können.

  • Inwieweit stellen sich bestimmte digitale Instruktionsformate (Lehrvideo, Screencast, interaktives pdf-Dokument) zur beschreibenden Statistik bei vergleichbaren Ausgangskompetenzen der Probanden als besonders lernförderlich hinsichtlich bestimmter mathematischer Aspekte (technisches, begriffliches und anwendungsbezogenes Arbeiten) heraus?
  • Inwiefern ist die Wirkung dieser Formate hinsichtlich des Lernerfolgs abhängig vom sozialen Kontext (einzelne Lernende oder Dyaden) und vom Arbeitsauftrag (fokussierte Fragen oder keine fokussierten Fragen)?
  • Inwieweit unterscheidet sich das Nutzerverhalten von Dyaden und einzelnen Lernenden?

Methoden
Pro Standort bearbeiten ca. 60 Studierende entweder alleine oder zu zweit das jeweilige Medium. Zu Beginn schreiben alle Probanden einen Vortest, der Multiple-Choice-Aufgaben zur beschreibenden Statistik und Fragen zur Leistungsmotivation sowie Selbsteinschätzung enthält. Im Anschluss erfolgt die Bearbeitung des digitalen Mediums, wobei die Hälfte der jeweiligen Gruppe mit fokussierten Fragen konfrontiert wird, die während oder am Ende des Bearbeitungsprozesses beantwortet werden sollen. Während der Bearbeitung erfolgt sowohl die Aufnahme des Bildschirms mit einer Screen-Recording-Software als auch die Aufnahme der Probanden und deren Kommunikation mit einer Webcam. Die Datenaufnahme wird durch die Einsammlung der von den Studierenden angefertigten Notizen und den beantworteten fokussierten Fragen komplettiert. Im Nachtest bearbeiten die Probanden einen Test sowohl mit offenen als auch mit Multiple-Choice-Fragen zu Lage- und Streumaßen. Darüber hinaus werden Fragen zur Selbsteinschätzung und zum Material gestellt sowie biographische Angaben erhoben. Die Auswertungsinstrumente sind an die jeweilige Forschungsfrage adaptiert und untersuchen die vorliegenden Daten sowohl quantitativ als auch qualitativ. 

Ereignisse
Da die Auswertungsphase der Hauptstudie bislang nicht vollständig abgeschlossen ist, wird an dieser Stelle auf exemplarische Ergebnisse der Vorstudie, die in Offenburg und an einem Standort in Bielefeld stattfand, sowie auf Ergebnisse aus bislang vorliegenden Daten der Hauptstudie verwiesen.

  • Die Selbsteinschätzung der Studierenden im Bereich beschreibender Statistik ist im Nachtest durchschnittlich höher als im Vortest.
  • Die bisherigen Auswertungen von Vor- und Nachtest zeigen unterschiedliche Auswirkungen der digitalen Medien auf das Lösungsvermögen hinsichtlich der Bereiche technischer, begrifflicher als auch anwendungsbezogener Kompetenzen. Zu einzelnen Lage- und Streumaßen (z.B. Median) lässt sich je nach Standort zudem eine unterschiedlich starke Orientierung am Kontext des Problems feststellen.
  • Die untersuchten Lernumgebungen in Offenburg (Lehrvideos) und Pforzheim (interaktive moodle-Plattform) werden von den Studierenden überwiegend positiv bewertet.
  • 19 von 22 Studierenden einer Dyade, die in Offenburg mit Lernvideos arbeiteten präferieren die Arbeit alleine, während nur 10 von 23 Studierenden einer Dyade, die mit kommentierten PP-Präsentationen in Bielefeld arbeiteten, die alleinige Bearbeitungsform bevorzugen.

Perspektiven
Das Projekt mamdim wird bis zum Jahr 2018 gefördert. In naher Zukunft ist die Erstellung des mamdim-Abschlussbandes mit Beiträgen aller Projektpartner und der Veröffentlichung zentraler Forschungsergebnisse vorgesehen. Die Projektverantwortlichen sehen weiteres Potenzial innerhalb der Beforschung digitaler Medien, insbesondere in Bezug auf die bislang erhaltenen Forschungsergebnisse, so dass eine Projektverlängerung angestrebt wird. U.a. stellt die weitere Untersuchung der nicht erwarteten Präferenz für die alleinige Bearbeitungsform aus der Studie in Offenburg und die eventuell mit diesem Resultat in Zusammenhang stehenden Kommunikationsprozesse während der Lernphase eine Forschungsperspektive dar, weil bislang lediglich Hypothesen über die einflussnehmenden Variablen (Studiengang, spezifisches Medium, ...) bestehen.

Publikationen

Salle, A., Schumacher, S., Hattermann, M. & Heinrich, D. (2017, angenommen): Mathematical Communication and Note-Taking in Dyads during Video-Based Learning with and without Prompts. In (Hrsg.), Proceedings of the 41th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Bd. x, S. 1-8). Singapore: PME.

Schumacher, S. & Salle, A. (2017): Kommunikations- und Notationsverhalten von Erstsemesterstudierenden beim Lernen mit Videotutorials. In (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2017 (S. 1-4), Münster: WTM.

Heinrich, D. C. & Hattermann, M. (2017): Kommunikationsprozesse von Dyaden beim Einsatz digitaler Medien in der Hochschuleingangsphase. In (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2017 (S. 1-4), Münster: WTM.

Salle, A., Schumacher, S. & Hattermann, M. (2016): The Ping-Pong-Pattern – Usage of notes by dyads during learning with annotated scripts. In Csíkos, C., Rausch, A. & Szitányi, J. (Hrsg.), Proceedings of the 40th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Bd. x, S. 1-8). Szeged, Hungary: PME.