Mathematik im Technik-Grundstudium - Technische Fachhochschule Berlin University of Applied Sciences Projektverbund Chancengleichheit für Frauen Mathematik im Technik-Grundstudium - neue Ansätze   unter Berücksichtigung von Gender-Aspekten Prof. Dipl.-Math. Christiane Diercksen Gender-Innovations-Professur aus HWP II - Mitteln Gefördert vom Berliner Programm zur Förderung der Chancengleichheit für Frauen in Forschung und Lehre Hälfte Lehre (9 Std./Woche) Hälfte Projekt im Mathematik- Service (Ingenieur-Mathe) in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Elektrotechnik Anfängerinnen WS 04/05 E-T 3.3% Mathe 34% Biotechn. 60% Spiegelt Situation an den Schulen wider Hoffnung: Durch Projekt langfristig die Attraktivität der harten Ingenieurstudiengänge insbes. für Frauen erhöhen Für beide Geschlechter Beitrag zur besseren Studierbarkeit leisten Mathe-Lernen in der Praxis

Mathe-Lernen in der Praxis In der Mathe im Grundstud. können wir folgende Situation beob.: Die Stud. kommen mit mangelndem math. Basiswissen an die FH. ( Eingangstest, Untersuch. Berger,Schwenk), Brückenkurs reicht nicht, Mathekurse im Grundstudium müssen Defizite auffangen, langer Weg Weiterführend die Mathe vermitteln, die in Anwend.fächern benötigt wird. Trotzdem wird in den Anwendungsfächern immer wieder darüber geklagt, dass den Studierenden die erforderlichen math. Kompetenzen fehlen. Wie effektiv legen wir diesen langen Weg zurück? Mathe-Lernen in der Praxis

Mathematiklehre isoliert von den Anwendungen Die Studierenden können nicht in die Anwendung “übersetzen”. Die Studierenden können das erworbene Wissen nicht verankern! Mathematik wird als passives Wissen vermittelt. Ursachen für mangelnde math. Kompetenzen in Anwendungsfächern Alpers: Math. Anwend.projekte f. Maschinenbauingenieure Mathe-Lernen in der Praxis

Didaktische Ansätze zur Vermittlung von anschlussfähigem Wissen Verzahnung der Mathematik mit dem Anwendungsfach vom 1. Semester an Einsatz von aktivierenden Lehr-Lern-Formen Ziel: Stärkung der math. Kompetenz für die Anwendungsfächer Projektname: Mathe-Lernen in der Praxis Beide Ansätze vorstellen: Genderaspekte, praktische Durchführung Mathe-Lernen in der Praxis

Verzahnung unter Gender-Aspekten Frauen: kommen häufig über die Mathematik zur Technik. Männer: Gruppe mit ausgeprägtem Praxisbezug, theoriefern. Außerdem „gute“ Abiturienten Frauen in Technikstudiengängen ist häufig die Mathe vertrauter als die Technik Durch Verzahnung Einstieg in die Technik erleichtern / Studienabbrüchen entgegenwirken Es gibt auch Frauen mit fachspez Vorbildung (Lette) Männer: 1.Gruppe stark vertreten, große Probleme mit Strukturerkennung Über techn. vertraute Modelle Zugang zur Mathematik eröffnen 2. Abiturienten Gymnasium / Fachobersch. Mehr als 2 geschlechtspez. Typen Gender nicht alleinige Kategorie/ aber wichtige Kategorie Mathe-Lernen in der Praxis

Praxis der Verzahnung Stoffplanabstimmung mit dem technischen Fach Zugang über Beispiele aus dem Anwendungsfach Übungsaufgaben aus dem Anwendungsfach Verdeutlichung von mathematischen Grundkonzepten in der Anwendung Einübung von Modellbildung Gemeinsame Projektaufgabe Praxis: Bedürfnisse beider Gruppen aufgreifen Stoffplan: zeitlich und inhaltlich auf Anwendungsfach ausrichten / Koop. Eigene mathe-spez. Interessen zurückstellen, trotzdem auf Systematik nicht verzichten / Fachdidaktische Herausforderung Zugang: Beispiel diff. Widerstand / Männer Erfahrung, Frauen neue Sichtweise für Fach / Interesse wecken Übungen: nicht nur rechnen! Männer: math. Formulierung üben, Frauen: sich an techn. Formulierung gewöhnen / ev. F 5 Übersetzung u. Modellbild. beide, auch für Abiturienten Herausforderung Vorhandene Kompetenzen beider Gruppen nutzen, schwächeren Teil jeweils stärken , Kompetenz erweitern Projektaufgabe: Techn. Problem mit math. Methoden bearbeiten, Ergebnisse wiederum nachmessbar, Herausforderung für alle!! Abitur. Modellbildung Kennlinie einer Diode messen, beschreibende F. über Messdatenausgleich / Interpolation Reihenschalt. R C Wechselstrom verschied. Aspekte Inversion von Scharen v. Ortskurven, Bilder deuten Mathe-Lernen in der Praxis

Aktivierende Lehr-Lernformen für die Mathematik aus Gender-Sicht Frauen: Kommunikationskompetenz Kooperationskompetenz Männer müssen die Kommunikation erst üben Männer: Experimentierendes Arbeiten Sprunghaftes Vorgehen Frauen bevorzugen systematisches Vorgehen in kleinen Schritten Beispiel Arbeitsgruppe Physik Männer tun sich häufig schwer, Einüben gezielt fördern wichtig: konkrete Erfahrung: das bringt uns zusammen weiter PC Try and Error- , s. Vortrag Schulte (Reihe Struktur u. Geschlecht) Informatikunterricht Vorgehensweise leider auch zu beobachten im Umgang mit Regelsystem der Mathe Frauen bevorzugen eher systematisches Vorgehen in kleinen Schritten Beide Zugangsweise nutzen, Komm. + Exp. ansprechen! Mathe-Lernen in der Praxis

Gestaltung der Lehrveranstaltung mit aktiven Lehr-Lern-Formen Seminaristischer Unterricht + Einstieg in neuen Stoff durch Beiträge der Studierenden Stud. arbeiten experimentell Stud. benutzen CAS als Werkzeug Stud. probieren neue Techniken sofort aus und tragen Ergebnisse vor Weiterentwicklung des Stoffes in Gruppenarbeit Referate Projektaufgabe in Kleingruppen mit Präsentation FH : sem. Unterricht VL + Ü, SU fragend-entwickelnde Darbietung des Stoffes durch Lehrenden Auf diese Komponente nicht verzichten! ( Matthias Ludwig, Proj.im Ma-U d. Gymn.) Systemat. Vermittlung des Grundlagenwissens in beschränkten Zeitrahmen Mittlerrolle des SU für Stud./ Lit.? / Bachelor? Einstieg M+ F Erfahrung Mathe und Technik, Kom., Kleingruppen Exp. M, F Kom., Kleingruppenarbeit, Neugier wecken Beispiele gezielt exper. mit math. Hintergrund : Expon. Wachstum Papier, PC Gespenst (Heugl, Ma-U mit CAS), Fourier Annäh. von per. F. mit trig. Polynomen CAS Mittel und Anreiz zum Exp., anderer Zugang zur Mathe, Tutorium (Systematik erlernen +Exp), Einarbeitung in effektives Werkzeug für techn. Anwendung Neue Techniken M+ F, Kom., Systematik Weiterentw. Kom., Systematik(F) + Exp.(M) Projektaufgabe Heranführung F Praxis+ M Teamarbeit, M+F Verbindung Exp.+Systematik, CAS, schriftliche u. mündl. Präsentation / andere Fähigkeiten Mathe-Lernen in der Praxis

Interesse durch eigenes Tun wecken Kenntnisse festigen Schlüsselqualifikationen im Kontext zum Lernstoff üben Fähigkeiten der verschiedenen Gruppen bewusst mit einbeziehen Zeitlicher Rahmen? Gute Strukturierung, sorgfältige Schwerpunktsetzung Auf Systematik nicht verzichten, aber immer wieder Ziel der Veranstaltung vor Augen h.: Was brauchen die Stud.? Grundtechniken beherrschen, kompl. Rechentechnik auslagern (E.Schneider, CAS in einem allg.bild. Ma-U.) Mathe wird nicht leichter! Ergebnisse aus CAS beurteilen ! Modellbild.! Mathe-Lernen in der Praxis

Gutes Arbeitsklima im Kurs Sehr gute Evaluation durch die Studierenden Erste Ergebnisse: Gutes Arbeitsklima im Kurs Sehr gute Evaluation durch die Studierenden Beobachtungen in Bezug auf Gender Eva: Keine echte Vergleichsgruppe, Bezug zur Praxis von Stud. ++ erst 2 Sem., Auswirkung im Anwendungsfach erst später messbar Gender: F: nur eine Frau, ist dabeigeblieben, Kom. stark eingebracht, auch ET + /sehr pos. Beurteil./ Stud.abbrüchen entgegewirken / Ziel mehr Frauen gewinnen – Info Schule Girls day Meet den Prof M: Männer aus der Praxis haben bessere Chance erhalten, konnten ihre Fähigkeiten einbringen, sehr deutlich Durch die eingesetzten Konzepte werden techn. Studiengänge für beide Gruppen studierbarer. Mathe-Lernen in der Praxis

Und wie geht es weiter? Anstoß von ähnlichen Projekten durch Information der anderen Fachbereiche über das Projekt Diskussion der Ansätze mit den Kolleginnen und Kollegen im Mathematik-Service Bereitstellung der erarbeiteten Materialien Vergleichende Evaluation Info: FB E-Technik bietet selbst MATLAB-Tutorium an Diskussion:Neue Planung, Mat. :Großer Aufwand - wie unterstützen? Stundenermäßigung? BA? Zeitlicher Rahmen? Ich werde auch für Stud.gang Mathe aktiv. Lernformen ausprobieren. Mathe-Lernen in der Praxis