Achtung:

Sie haben Javascript deaktiviert!
Sie haben versucht eine Funktion zu nutzen, die nur mit Javascript möglich ist. Um sämtliche Funktionalitäten unserer Internetseite zu nutzen, aktivieren Sie bitte Javascript in Ihrem Browser.

Info-Icon This content is partly available in English
Foto: Adelheid Rutenburges Show image information

Foto: Adelheid Rutenburges

Working Group (AG) in mathematics in engineering sciences

Goals and Objectives of the Working Group

The Working Group focuses on engineering mathematics in the introductory phase (first year of study). In addition to different entry requirements for students and the resulting heterogeneity of mathematical knowledge, in engineering mathematics the difficulty of technical issues are translated into a mathematical form. These can then be edited using mathematical methods and then "retranslated".

In the group two subprojects are carried out with different motivations. Both projects focus on specific development work and subsequent testing and evaluation. The following aspects are inter alia examined together:

  • Entry requirements for students and mathematical knowledge, learning strategies used and topics for study selection;

  • Learning and work habits, learning difficulties, development of motivation to study and mathematical skills of students in the first year.

To introduce the AG Ing-Math, there is a Poster

Furthermore, the AG are associated with two associated projects.  

Work Objectives:

  • Emphasis on the area of ​​application of mathematics in engineering: preparing students for modeling, simulation and interpretation of problems and solutions;

  • Chronological structuring the learning content to achieve an adaptation of the required mathematics in the concurrent undergraduate courses;

  • Transformation of educational content related to its relevance;
  • Illustration of mathematics through engineering application examples and their full integration into the individual themes of the event. 

  • Application-oriented basic research on competence modeling and development related to mathematics and their use in engineering

  • Creating foundations for competence diagnostics, which can serve as basis for the design and evaluation of educational innovations.

Ongoing Projects

E-Learning-Elemente zur Unterstützung des Studieneinstiegs in den Bachelor- und Masterstudiengängen der Elektrotechnik

Markus HennigUniversität Paderborn

Ongoing Qualification Projects

Entwicklung von Studierendenprofilen für die zielgerichtete Unterstützung und Beratung im Grundstudium der Elektrotechnik (StudProfi-ET)

Julia Gradwohl, Universität Kassel

Das Hauptziel der Promotion ist die Bildung von Studierendenprofilen, um in Zukunft Unterstützungsmaßnahmen wie Vor- und Brückenkurse bedarfsgerecht und insbesondere nachhaltig für diejenigen Studierenden der Elektrotechnik zu gestalten, die Unterstützung benötigen.    

[weitere Informationen]

Praxeologische Analysen der Verwendung von Mathematik in der Signaltheorie

Jana Peters, Universität Hannover

Fokus der Untersuchungen sind fortgeschrittene Lehrveranstaltungen im ingenieurwissenschaftlichen Studium, wie beispielsweise „Signal- und Systemtheorie“ (SST) und  damit zusammenhängende fachliche und mathematische Aspekte vorangegangener Veranstaltungen. Ausgangspunkt ist dabei die Beobachtung, dass Mathematik im Ingenieurwissenschaftlichen Studium eine große Rolle spielt und gleichzeitig eine der größten Hürden darstellt.

[weitere Informationen]

Analyse verschiedener Lehrmittelformate zwecks Aktivierung der Lernfähigkeiten beim Aneignen mathematischer Inhalte

Completed Qualification Projects

Mathematische Kompetenzen in Ingenieur-Grundlagenfächern

Dr. Jörg Kortemeyer

In der Dissertation sollen die mathematischen Kompetenzen untersucht werden, die Elektrotechnik-Studierende beim Aufgabenlösen in der Elektrotechnik benötigen. Es wird erforscht, wie sich diese Kompetenzen zu den in den Mathematikvorlesungen vermittelten Kompetenzen verhalten und wie man das Verhältnis bzw. die Schnittstelle von Mathematik und Elektrotechnik fassen kann.

[weitere Informationen]

Entwicklung und Erprobung eines Konzepts zur Erstellung anwendungsorientierter Aufgaben für die Mathematikveranstaltungen der Ingenieurstudiengänge im ersten Studienjahr

Dr. Paul Wolf

In der Forschung für die Dissertation wird ein Konzept für "gute" anwendungsbezogene Aufgaben in der Mathematik für Maschinenbauer entwickelt und erprobt. Eines der Ziele ist es dieses "gut" zu definieren, empirisch zu erforschen / zu belegen und heraus zu arbeiten, wie man solche Aufgaben konstruiert und einige solcher Aufgaben auch zu erstellen.
[weitere Informationen]

Completed Projects

Situierter Erwerb von Mathematikkenntnissen in den Ingenieurwissenschaften

Beim Einstieg in den Bachelorstudiengang Elektrotechnik werden mathematische Fertigkeiten benötigt, die teilweise deutlich über die Schulmathematik hinausgehen, aber erst später in der Mathematiklehre behandelt werden. Resultierend wurde im Rahmen des Teilprojekts ein abgestimmtes Blended Learning Szenario entwickelt und erprobt, welches die Vermittlung von Mathematikkenntnissen innerhalb ingenieurwissenschaftlicher Lehrveranstaltungen erlaubt. [weitere Informationen]

KoM@ING

Das Ziel des BMBF-geförderten Projekts KoM@ING – Teilprojekt Paderborn - ist die kompetenzorientierte Analyse und Modellierung von mathematischen Problemlöseanforderungen bei elektrotechnischen Aufgabenstellungen in Grundlagenvorlesungen elektrotechnischer Studiengänge.
[weitere Informationen]

Mathematik für Maschinenbauer: Integration des Modellierens in ingenieurwissenschaftlichen Zusammenhängen

Das Projekt untersucht und entwickelt spezielle Anwendungsaufgaben für die Veranstaltung „Mathematik für Maschinenbauer“. Das Hauptziel besteht darin, dass die Studierenden der ersten Semester den Zusammenhang zwischen Mathematik und den Fachvorlesungen erkennen sollen und durch auf sie angepasste Aufgaben motiviert werden sich intensiver mit der für sie relevanten Mathematik auseinander zu setzen. Dabei soll sowohl die mathematischen, als auch in passendem Rahmen die ingenieurwissenschaftlichen Inhalte und die Argumentations- und Modellierungsfähigkeiten geübt werden.
[weitere Informationen]

I-WIRE – Internationalization through Web-based Interactive Robotics Education

Markus Hennig, Universität Paderborn

Im Rahmen des Projekts I-WIRE wird eine interaktive webbasierte E-Learning-Plattform in Form eines Wikis in englischer Sprache für internationale Masterstudiengänge und in Bezug auf Robotik-Lehrveranstaltungen entwickelt und evaluiert. Die Plattform wird im Rahmen eines Blended-Learning-Szenarios zur Vermittlung mathematischer und fachspezifischer Kompetenzen sowie zur Förderung der sozialen Integration eingesetzt. Dabei werden systematisch innovative Multimediaanwendungen und Simulationen einbezogen.    

[weitere Informationen]

E-Learning-Elemente zur Unterstützung des Studieneinstiegs in den Bachelor- und Masterstudiengängen der Elektrotechnik

Markus Hennig, Universität Paderborn

Lehrinnovationen zur Mathematikausbildung in der Elektrotechnik Im Rahmen des Projekts soll ein bestehendes Online-Angebot zur Vermittlung von Mathematikkenntnissen innerhalb ingenieurwissenschaftlicher Lehrveranstaltungen um kurze Videolehreinheiten ergänzt werden. Darüber hinaus soll der Ansatz auf das Masterstudium der Elektrotechnik ausgedehnt werden. 

[weitere Informationen]

Lehrinnovationen zur Mathematikausbildung in der Elektrotechnik (LEMMA)

[weitere Informationen]

Publications of AG Ing-Math

Publications

Kortemeyer, J. (2019). Mathematische Kompetenzen in Ingenieur-Grundlagenfächern : Analysen zu exemplarischen Aufgaben aus dem ersten Jahr in der Elektrotechnik. Wiesbaden, Deutschland: Springer-Spektrum. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-658-25509-1

Gradwohl, J. & Eichler, A. (eingereicht). Determinanten des Studienerfolgs in der mathematischen Ausbildung der Ingenieurwissenschaften. Beiträge zum Mathematikunterricht 2019.

Wolf, P., & Friedenberg, S. (2018). Wer lesen kann, ist klar im Vorteil – Über die Problematik und Lösungsansätze zum Lesen und Verstehen mathematischer Texte im Studium. In Fachgruppe Didaktik der Mathematik der Universität Paderborn (Eds) Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (pp. 2027-2030). Münster: WTM-Verlag.

Kortemeyer, J. (2018). Mathematische Kompetenzen in ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenveranstaltungen: normative und empirische Analysen zu exemplarischen Klausuraufgaben aus dem ersten Studienjahr in der Elektrotechnik. Dissertation Universität Paderborn.

Gradwohl, J. & Eichler, A. (2018). Entwicklung mathematikbezogener Studierendenprofile im Bereich der Ingenieurwissenschaften (StudProfi-ET). In Fachgruppe Didaktik der Mathematik der Universität Paderborn (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (S. 643-646). Münster: WTM-Verlag.

Gradwohl, J. & Eichler, A. (2018). Predictors of performance in engineering mathematics. In V. Durand-Guerrier, R. Hochmuth, S. Goodchild, & N. M. Hogstad (Eds.), Proceedings of the Second Conference of the International Network for Didactic Research in University Mathematics (INDRUM 2018) (pp. 125–134). Kristiansand: University of Agder and INDRUM.

Hennig, M. & Mertsching, B. (2018). Study-related Use of Instructional Videos by Undergraduate Enineering Students. In Proceedings of the 4th International Conference on Higher Education Advances (HEAd 2018) (pp. 1377-1385). Valencia, Spain.

Hochmuth, Reinhard & Peters, Jana (2018): “About the “Mixture” of Discourses
in the Use of Mathematics in Signal Theory”. In: 6th International Congress of
Anthropological Theory of Didactics. Grenoble (22 -26 Jan. 2018).

Peters, J., Hochmuth, R., & Schreiber, S. (2017). Applying an extended praxeological ATD-Model for analyzing different mathematical discourses in higher engineering courses. In Didactics of Mathematics in Higher Education as a Scientific Discipline, Conference Proceedings (pp. 172–178).

Kortemeyer, J., & Biehler, R. (2017). The interface between mathematics and engineering - problem solving processes for an exercise on oscillating circuits using ordinary differential equations. In CERME 10: Dooley, T. & Gueudet, G. (Eds.). (2017). Proceedings of the Tenth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME10, February 1 – 5, 2017) (pp. 2153-2160). Dublin, Ireland: DCU Institute of Education & ERME.

Hennig, M. & Mertsching, B. (2017). Innovative 3D Animations for Teaching Electromagnetic Field Theory and its Mathematics in Undergraduate Engineering. In Proceedings of the 3rd International Conference on Higher Education Advances (HEAd 2017) (pp. 625-632). Valencia, Spain.

Hochmuth, R., & Schreiber, S. (2016). Überlegungen zur Konzeptualisierung mathematischer Kompetenzen im fortgeschrittenen Ingenieurwissenschaftsstudium am Beispiel der Signaltheorie. In A. Hoppenbrock, R. Biehler, R. Hochmuth, & H.-G. Rück (Eds.), Lehren und Lernen von Mathematik in der Studieneingangsphase (pp. 549–566). Springer Fachmedien Wiesbaden.

Nickchen, D., & Mertsching, B. (2016). Combining mathematical revision courses with hands-on approaches for engineering education using web-based interactive multimedia applications. Procedia-Social and Behavioral Sciences, (p. 228), (pp. 482-488).

Kortemeyer, J. (2016). Mathematikverwendung in ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenfächern am Beispiel der „Grundlagen der Elektrotechnik“.  In Institut für Mathematik und Informatik der Pädagogischen Hochschule Heidelberg (Eds.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2016 (Band 2, pp. 557–560). Heidelberg, Germany: WTM-Verlag.

Kortemeyer, J. & Biehler, R. (2016). Conceptualizing students’ processes of solving a typical problem in the course “Principles of electrical engineering” requiring higher mathematical methods. In R. Göller, R. Biehler, R. Hochmuth & H. G. Rück (Eds.), Didactics of Mathematics in Higher Education as a Scientific Discipline (pp. 138-142), khdm-Report 16-05. Kassel: Universitätsbibliothek Kassel. Abrufbar unter http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2016041950121

Hennig, M., Mertsching, B., & Hilkenmeier, F. (2015). Situated mathematics teaching within electrical engineering courses. European Journal of Engineering Education40(6), 683-701.

Hochmuth, R., Schreiber, S. (2015). Conceptualizing Societal Aspects of Mathematics in Signal Analy-sis. In: S. Mukhopadhyay & B. Greer (Eds.), Proceedings of the Eight International Mathematics Ed-ucation and Society Conference. Portland: Ooligan Press, 610-622.

Biehler, R., Kortemeyer, J., & Schaper, N. (2015). Conceptualizing and studying students' processes of solving typical problems in introductory engineering courses requiring mathematical competences. In K. Krainer & N. Vondrová (Eds.), Proceedings of the Ninth Conference of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME9, 4-8 February 2015) (pp. 2060–2066). Prague, Czech Republic: Charles University in Prague, Faculty of Education and ERME. Abrufbar unter: https://hal.archives-ouvertes.fr/CERME9/public/CERME9_NEW.pdf

Hennig, M., Mertsching, B. (2015). Integration multimedialer Lehrmaterialien zur Mathematikausbildung innerhalb ingenieurwissenschaftlicher Lehrveranstaltungen.
Tagungsband zur  44. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Hochschuldidaktik.

Mertsching, B., Hennig, M. (2015). Lehrinnovationen zur Mathematikausbildung in der Elektrotechnik: Mathematiklehre innerhalb ingenieurwissenschaftlicher Lehrveranstaltungen. Tagungsband zur  44. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Hochschuldidaktik.

Wolf, P., Biehler, R. (2015). Anwendungsorientierte Aufgaben für die Erstsemester-Mathematik-Veranstaltungen im Maschinenbaustudium, 2. verbesserte und mit neuen Aufgaben ergänzte Version (bald online)

Wolf, P., Biehler, R. (2014). Entwicklung und Erprobung anwendungsorientierter Aufgaben für Ingenieurstudienanfänger/innen. ZFHE Jg.9, Nr.4, 169-190

Wolf, P., Biehler, R. (2014). Anwendungsorientierte Aufgaben für die Erstsemester-Mathematik-Veranstaltungen im Maschinenbaustudium, khdm-Report: Nr. 03-14. Kassel: Universitätsbibliothek Kassel.
https://kobra.bibliothek.uni-kassel.de/handle/urn:nbn:de:hebis:34-2014013144836

Biehler, R., Schaper, N., & Kortemeyer, J. (2014). Hilft der sogenannte Modellierungskreislauf Lösungsprozesse bei ingenieurwiss. Anwendungsaufgaben besser zu verstehen? In J. Roth, & J. Ames (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2014 (Band 1, pp. 647–650). Münster, Germany: WTM-Verlag.

Hennig, M., Hoppenbrock, A., Kortemeyer, J., Mertsching, B., Oevel, G. (2014). Werkstattbericht der Arbeitsgruppe „Mathematik in den Ingenieurwissenschaften“. In T. Wassong, D. Frischemeier, P. R. Fischer, R. Hochmuth, & P.  Bender, (Eds.), Mit Werkzeugen Mathematik und Stochastik lernen - Using Tools for Learning Mathematics and Statistics (S. 471-486). Wiesbaden:  Springer-Spektrum.

Biehler, R., Schaper, N., Kortemeyer, J. (2014). Hilft der sogenannte Modellierungskreislauf Lösungsprozesse bei ingenieurwissenschaftlichen Anwendungsaufgaben besser zu verstehen?. Beiträge zum Mathematikunterricht 2014.

Hennig, M., & Mertsching, B. (2014). E-Learning gestützte Mathematiklehre innerhalb ingenieurwissenschaftlicher Lehrveranstaltungen. In: HRK Nexus Tagung: Abgucken erlaubt! Transfer von Studienreformprojekten zur Mathematik in der Ingenieurausbildung. Hannover.

Hennig, M., Hoppenbrock, A., Kortemeyer, J., Mertsching, B., Oevel, G. L. (2014). Werkstattbericht der Arbeitsgruppe "Mathematik in den Ingenieurswissenschaften". In Wassong, T.; Frischemeier, D.; Fischer, P.R.; Hochmuth, R.; Bender, P. (Eds.): Mit Werkzeugen Mathematik und Stochastik lernen - Using Tools for Learning Mathematics and Statistics, pp. 453-462, Wiesbaden, Springer Spektrum. 

Wolf, P., Biehler, R. (2014). Anwendungsorientierte Aufgaben für die Erstsemester-Mathematik-Veranstaltungen im Maschinenbaustudium, khdm-Report: Nr. 03-14. Kassel: Universitätsbibliothek Kassel. 

Biehler, R., Schaper, N., Kortemeyer, J., (2013). Mathematikbezogene Kompetenzmodellierung in der Studieneingangsphase elektrotechnischer Studiengänge im Projekt KoM@ING. In A. Hoppenbrock, et al. (Eds.), Vol. Nr. 1-2013. khdm-Report, Mathematik im Übergang Schule/Hochschule und im ersten Studienjahr. Extended Abstracts zur 2. khdm Arbeitstagung (pp. 95-96). Kassel: Universitätsbibliothek Kassel. 

Biehler, R,, Schaper, N., Kortemeyer, J., (2013). Konzeptionalisierung von Lösungsprozessen bei mathematikhaltigen Elektrotechnik-Aufgaben. Beiträge zum Mathematikunterricht 2013 (Band 1, pp. 544-547). Münster: WTM-Verlag 

Hennig, M., & Mertsching, B. (2013): Einsatz eines Wikis zur Vermittlung von Mathematikkenntnissen in den Grundlagen der Elektrotechnik. In: 2. khdm-Arbeitstagung: Mathematik im Übergang Schule/Hochschule und im ersten Studienjahr. Paderborn. 

Hennig, M., Gaspers, D., & Mertsching, B. (2013). Interactive WebGL-based 3D visualizations for situated mathematics teaching. In: Proc. of the 12th Information Technology Based Higher Education and Training Conference. Antalya, Türkei. 

Hennig, M., & Mertsching, B. (2013). Ein Blended Learning Ansatz zur situierten Vermittlung von Mathematikkenntnissen. In: Tagungsband zur TeachING-LearnING.EU Fachtagung: MovING forward - Engineering Education from Vision to Mission. Dortmund. 

Mertsching, B., & Hennig, M. (2013): Situierter Erwerb von Mathematikkenntnissen in den Ingenieurwissenschaften am Beispiel der Grundlagen der Elektrotechnik. In: Mit Werkzeugen Mathematik und Stochastik lernen, Springer. 

Hennig, M., & Mertsching, B. (2012). Situated Acquisition of Mathematical Knowledge - Teaching Mathematics within Electrical Engineering Courses. In: Proceedings of the 40th Annual Conference of the European Society for Engineering Education. Thessaloniki, Griechenland. 

Hennig, M., & Mertsching, B. (2012). Vermittlung von Mathematikkenntnissen im Kontext ingenieurwissenschaftlicher Fachlehre. In: Tagungsband zur TeachING-LearnING.EU Fachtagung: LearnING by doING - Wie steigern wir den Praxisbezug in den Ingenieur-wissenschaften?. Bochum. 

Hennig, M., & Mertsching, B. (2011). Situierter Erwerb von Mathematikkenntnissen. In: Tagungsband zur TeachING-LearnING.EU Fachtagung: Next Generation Engineering Education. Aachen. 

Contact Person

Prof. Dr. Andreas Eichler
Universität Kassel

Büro:          AVZ III, 2441
Telefon:      0561-804-4310
E-Mail:      eichler[at]mathematik.uni-kassel.de

Researchers

Prof. Dr. Rolf Biehler
Prof. Dr. Andreas Eichler
Prof. Dr. Reinhard Hochmuth
Prof. Dr. Bärbel Mertsching
Prof. Dr. Gudrun Oevel
Prof. Dr. Hans-Georg Rück
Prof. Dr. Niclas Schaper
Dr. Kerstin Hesse
Markus Hennig
Jana Peters