Haben die Screencasts bisher ganze Übungsaufgaben in einem fortgeschrittenen GIS-Modul im Bachelorstudiengang Umweltsicherung abgedeckt, bilden die neuen Screencasts einzelne Arbeitsschritte aus den Übungen ab und sind damit deutlich kürzer geworden (ca. 10 Minuten). Wie bisher, nutzen die Studierenden die Materialien zur selbstständigen Vorbereitung der Übungen. Damit bleibt Zeit, Schwierigkeiten in der Präsenzzeit zu besprechen.

Für die unterstützenden Materialien für QGIS wurde auf der Lernplattform ein Kursraum angelegt, der von allen Interessierten an der HSWT genutzt werden kann. Neben den Screencasts sind dort auch Skripten und Übungen abgelegt, die für ein erstes Arbeiten mit GIS Orientierung geben sollen. Diese freie Verwendungsmöglichkeit ist ein zweites Szenario.

Das dritte Szenario ergibt sich im Zusammenhang mit dem Masterstudiengang Umweltingenieurwesen. Dort werden GIS-Grundlagen vorausgesetzt, die aber längst nicht alle Studierenden mitbringen. Hier dienen die Screencasts nebst den ersten Übungen als Trittstein, um das geforderte Niveau rasch selbstbestimmt erreichen zu können, im Fortgang der Lehrveranstaltung folgen bzw. mitarbeiten zu können und den gleichen Lernerfolg zu erzielen, wie Studierende mit der entsprechenden Vorbildung. Besonders Interessierte unter den Studierenden schaffen das mit großem Erfolg – einige kommen aber nicht voran. Die größte Hürde ist wohl die Motivation der Studierenden mit fehlenden GIS-Kenntnissen, zeitig im Semester den Faden aufzunehmen.

Da das derzeitige Anwendungsszenario im Masterstudiengang nicht im erwarteten Umfang angenommen wird, bin ich auf der Suche nach weiteren Szenarien, die sich mit Hilfe von moodle umsetzen lassen. Das Ziel ist ein niederschwelliger Zugang zur Anwendung digitaler Werkzeuge, die im weiteren Zuge des Studiums eine erhebliche Rolle spielen.

Nach der Vorstellung des Angebotes an Lernmaterialien werden die derzeitigen Szenarien beschrieben. In der Diskussion sollen Anwendungsszenarien für digitale Materialien, insbesondere Screencasts, besprochen werden. Wesentlich ist dabei die Möglichkeit, Studierende zu motivieren, sich die nötige Kenntnis der digitalen Werkzeuge für laufende Module rasch und selbstgesteuert anzueignen.

Die zunehmende Heterogenität in MINT-Studiengängen stellt insbesondere in Programmierkursen eine Herausforderung dar. Während einige Studierende bereits Vorkenntnisse mitbringen, stehen andere ohne Erfahrung vor einer neuen, abstrakten Sprache. Wie können Lehrkonzepte diesen unterschiedlichen Bedürfnissen gerecht werden und gleichzeitig Motivation und Lernerfolg steigern?

Dieser Vortrag stellt das Projekt SPIEL (Software Programmierung Intensiv Erleben und Lernen) vor, das im Modul Grundlagen der Programmiertechnik an der Technischen Hochschule Aschaffenburg umgesetzt wurde. Das Konzept basiert auf Game-Based Learning (GBL) und Gamification, kombiniert mit einem individualisierten Lernansatz.

Ein Einstiegstest in der ersten Semesterwoche ermöglicht personalisierte Lernpfade: Fortgeschrittene können Inhalte überspringen, während Anfänger gezielte Unterstützung erhalten. Gamifizierte Elemente wie XP, Fortschrittsanzeigen und Belohnungssysteme fördern Motivation. Moodle und CodeRunner bieten automatische Bewertung und individuelles Feedback.

Praktischer Teil

Eine Live-Demonstration zeigt, wie adaptive Programmierübungen mit CodeRunner umgesetzt werden. Teilnehmende können Gamification-Elemente wie XP-Vergabe und adaptives Feedback selbst ausprobieren.

Dieser Ansatz wurde über 8 Monate im LehrLabor³-Programm in Zusammenarbeit mit der digitalen Lehre entwickelt und durch FIDL (https://fidl.education/) unterstützt. Die EMPAMOS-Methode (https://www.empamos.de/) wurde eingesetzt, um motivierende Spielelemente gezielt in die Lehrgestaltung zu integrieren.

Der Vortrag präsentiert nicht nur die didaktischen Prinzipien und Ergebnisse, sondern bietet eine praktische Auseinandersetzung mit den eingesetzten Tools. Ziel ist es, die Wissenskluft zu überbrücken und eine positive Lernerfahrung für alle Studierenden zu schaffen.

Das Lehrkonzept des Pflichtmoduls „Chemie und Umwelttechnik“ im modularen Studiengang Ingenieurwissenschaften (B.Eng.) der Hochschule Hof wurde im Rahmen des Projekts KADalyzer (entwickelt im Lehrlabor³) neu konzipiert. Es zeigt, wie moderne Lehrmethoden und Tools eingesetzt werden können, um die Motivation und den Lernerfolg einer sehr heterogenen Studierendschaft zu steigern. Im Mittelpunkt steht die Kombination von Storytelling, digitalen Lernpaketen und die Einführung einer Bonusleistung, um ein praxisnahes und studierendenzentriertes Lehrformat zu schaffen.

Bewährte Methoden umfassen digitale Lernpakete in Selbstlernphasen, die durch Quizformate ergänzt werden, um Lernfortschritte sichtbar zu machen und metakognitive Fähigkeiten zu fördern. Storytelling und Fallstudien schaffen eine anschauliche Verbindung zwischen chemischen Grundlagen und deren Anwendung im ingenieurwissenschaftlichen Kontext. Ergänzt werden diese Ansätze durch Bonusleistungen (digitales Poster mit Bezug zu Praktikumsinhalten), die Studierende zur eigenständigen Auseinandersetzung mit Modulinhalten motivieren und so Selbstwirksamkeitserfahrungen ermöglichen sowie das Engagement der Studierenden steigern.

Evaluationsmaßnahmen wie Fokusgruppenbefragungen, digitale Nutzungsstatistiken und Lehrevaluationen zeigen, dass klare Strukturen, transparente Erwartungen (Lernziele) und praxisnahe Formate die Motivation der Studierenden deutlich steigern. Gleichzeitig führten Erkenntnisse aus dem Projekt zu Anpassungen: statt eines digitalen Posters wird die Beantwortung der Quizze mit zusätzlichen Reflexionsfragen als Bonusleistung gewertet, um die Nutzung der digitalen Lernpakete zu steigern.

Das Projekt liefert übertragbare Impulse für die Gestaltung evidenzbasierter und motivierender Lehrformate in MINT-Fächern, die auf eine diverse Zielgruppe mit heterogenem Vorwissen abgestimmt sind und so das Engagement der Studierenden nachhaltig steigern.

In Studiengängen mit einem erheblichen Anteil an chemischen Fächern wie z.B. Chemieingenieurwesen ist nicht nur die Vermittlung fundierter theoretischer Kenntnisse, sondern auch praktischer Fähigkeiten von zentraler Bedeutung. Typischerweise ist die Gruppe der Studienanfänger bezüglich ihrer chemischen Vorkenntnisse und Fähigkeiten jedoch sehr heterogen zusammengesetzt: Etwa 25 % der Studierenden im ersten Semester geben an, vor der Lehrveranstaltung über niedriges oder sehr niedriges Vorwissen und/oder praktische Fähigkeiten in der Chemie zu verfügen. Einige Studierende sind im ersten Semester sogar zum ersten Mal in einem Chemielabor, andere hingegen haben eine Ausbildung als Chemielaborant.

Es wurde daher nach Maßnahmen gesucht, die der Heterogenität der Studienanfänger hinsichtlich ihrer chemischen Vorkenntnisse und Fähigkeiten entgegenwirken und allgemein das Vorwissen erhöhen.

Da das praktische Arbeiten im Labor wesentlicher Teil des Studiums und auch oftmals des anschließenden Berufslebens ist, wurde darauf besonderen Wert gelegt. Deswegen wurde ein Chemie-Vorkurs eingeführt, der als Präsenzveranstaltung eine Woche vor Studienbeginn in einem unserer Chemielabore angeboten wird. In diesem Vorkurs werden am Vormittag theoretische Inhalte behandelt und Übungsaufgaben bearbeitet, am Nachmittag werden Laborversuche zum selben Thema selbst durchgeführt. Dadurch wird das jeweilige Thema weiter vertieft und es werden zudem praktische Fähigkeiten erlernt. Durch eine kleine Gruppengröße lässt sich dabei ideal auf die individuellen Vorkenntnisse und Bedürfnisse der Studienanfänger eingehen. Ab dem Semesterstart wird zudem ein Chemie-Café angeboten: An einem festem Wochentermin steht ein Tutor zur Verfügung um in lockerer Atmosphäre beim Lernen oder bei allgemeinen Fragen am Anfang des Studiums zu unterstützen.

Beide Angebote helfen dabei, das Niveau der chemischen Kenntnisse und Fähigkeiten insbesondere von Studienanfängern mit geringem Vorwissen bei Studienstart anzuheben. Dadurch erhöht sich auch bei dieser Gruppe die Aussicht auf ein erfolgreiches Studium, was sich unter anderem in einer geringeren Studienabbrecherquote widerspiegelt.

Die Science Camps der Allianz THÜRING bieten Studierenden ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge der Thüringer Hochschulen regelmäßig die Möglichkeit, in interdisziplinären Teams übergreifende Themen zu bearbeiten. Dabei können sie sowohl fachlichen Interessen nachgehen als auch Soft Skills wie Teamarbeit, Kommunikationsfähigkeit, Problemlösungskompetenz und Projektmanagement ausbauen. Gleichzeitig knüpfen sie wertvolle hochschulübergreifende Netzwerke. Die Konzeption und Umsetzung der Angebote erfolgen in Zusammenarbeit zwischen den Hochschulen, wobei Studierende aller Thüringer Allianz-Hochschulen teilnehmen.

Im Beitrag werden Erfahrungen mit ausgewählten Science Camps vorgestellt, die von 2022 bis 2024 in Kooperation der Bauhaus-Universität Weimar und der TU Ilmenau als 5 bis 10-tägige Blockveranstaltungen durchgeführt wurden. Diese richteten sich an Teilnehmende verschiedener Phasen des Student Life Cycles: Studienorientierung und Studieneinstieg, Bachelor- sowie Masterstudium. Die Rahmenthemen umfassten „Digitaler Zwilling“ (2022), „BIODIVERSITÄTSMONITORING – Moderne Technologien vs. Artenschutz“ (2024) und „BIODIVERSITÄTSMONITORING – Komplexe Signalanalyse & KI-Anwendungen zur Vogelstimmenerkennung“ (2024).

Der hochschulübergreifende Ansatz und die Heterogenität der individuellen Voraussetzungen und Zielstellungen der Teilnehmenden führten zu speziellen methodischen und organisatorischen Herausforderungen und Ansätzen bei der Planung und Durchführung der Science Camps.

Erfahrungen bei den Vorbereitungen und Umsetzungen werden vorgestellt. Anknüpfungspunkte zu weiteren Maßnahmen zur Begleitung und Förderung Studierender im gesamten Student Life Cycle sowie die mögliche Integration der Angebote in hochschulspezifische Abläufe möchten wir mit den Teilnehmenden des Symposiums diskutieren, z.B. Synergien zum Mentoring und zu Career-Service-Maßnahmen.

Im Beitrag wird auf das Feedback der Teilnehmenden und Mitwirkenden eingegangen. Dies hat bisher ergeben, dass das Science Camp-Format ein wirksames Instrument ist, um bei den Teilnehmenden die Motivation für MINT- und Ingenieurtätigkeiten zu fördern und den Blick auf interdisziplinäre Aspekte der Ingenieurtätigkeit zu schärfen. Es erleichtert den Teilnehmenden fundierte Entscheidungen für Studienwahl und berufliche Spezialisierungen zu treffen.

Die gezielte und umfassende Einbindung Studierender in die fachliche und organisatorische Vorbereitung und Begleitung der Science Camps erwies sich als wertvoll für die fachliche und überfachliche Kompetenzentwicklung und Motivation weiterer Studierendengruppen.

Technik-Coaches von der TH: Studierende begeistern Schüler für MINT! Das Wahlpflichtfach 'Technik-Coach', angesiedelt im Track 'Handlungskompetenzen: Interdisziplinäre Mitarbeit zur Förderung von Handlungskompetenzen', qualifiziert Studierende unterschiedlicher Fachrichtungen didaktisch und technisch, um MINT-Workshops an Schulen durchzuführen. Die Studierenden erwerben dabei umfassende Kompetenzen in der Planung und Durchführung von Workshops.

Im Rahmen des Wahlpflichtfachs sammeln die Studierenden in verschiedenen technischen Bereichen zunächst selbst praktische Erfahrungen, darunter Robotik mit Lego Mindstorms und mBot, sowie die Programmierung von Mikrocontrollern wie Arduino. Dann lernen sie, diese Technologien zielgruppengerecht einzusetzen und altersgerechte Lernmaterialien zu finden oder zu entwickeln. Die didaktische Ausbildung umfasst grundlegende Instruktionsprinzipien, eine Einführung in das Projektmanagement sowie die methodische Konzeption eines Workshops. Dadurch werden die Studierenden befähigt, Schülerinnen und Schüler für MINT zu begeistern und einen nachhaltigen Lernerfolg zu fördern.

Die 'Technik-Coaches' agieren als Multiplikatoren, indem sie ihr Wissen und ihre Begeisterung für MINT an Schülerinnen und Schüler weitergeben. Die Workshops, die von den Studierenden konzipiert und durchgeführt werden, bieten einen idealen Einstieg in die MINT-Thematik und ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, praktische Erfahrungen im Umgang mit Technologie zu sammeln. Die Peer-to-Peer-Situation ermöglicht einen niederschwelligen Zugang und schafft eine offene Lernatmosphäre. Durch die Durchführung von Workshops wird eine Brücke zwischen Hochschule und Schule geschlagen, wodurch die MINT-Bildung in der Region gestärkt wird. Das Projekt trägt zur Professionalisierung der Studierenden bei und fördert gleichzeitig das Interesse an MINT bei jungen Menschen.

Unter einem Makeathon, zusammengesetzt aus dem Englischen „to make“ (machen) und Marathon, versteht man eine Projektarbeit, in deren Verlauf eine Idee von der Story bis hin zum funktionierenden Prototypen realisiert werden soll. Dieses Ziel wird in Teamarbeit umgesetzt, mit Unterstützung durch Professoren und Studierende bspw (?) der TH Nürnberg. Dies ermöglicht eine Verknüpfung von Schule und Hochschule.

Die Herausforderung besteht in der Integration derartiger Projekte in die Stundentafel, um Mehrarbeit für die Lehrer*innen zu vermeiden. Eine Möglichkeit bietet das P-Seminar, welches in der 11.Jahrgangsstufe verpflichtend durchgeführt werden muss. Idealerweise sollen hier externe Partner hinzugezogen werden. Das Makeathon-Konzept eignet sich hervorragend für ein derartiges Seminar.

In dem Pecha-Kucha Vortrag wird die Umsetzung des Makeathon Konzepts im Rahmen des P-Seminars vorgestellt. Durchgeführt und erprobt wurde ein P-Seminar am Gymnasium Höchstadt in Zusammenarbeit von Prof. Kausler und Studierenden der TH Nürnberg. Hier bei wurden ein intelligentes Bewässerungssystem und ein Kühlschrankmodul zur Lebensmittelüberwachung samt individueller Rezeptvorschläge spezifiziert und prototypisch umgesetzt.

Dieser Vortrag soll in der anschließenden Diskussion zum Austausch darüber anregen, wie Technik-Projekte nachhaltig in die Schulausbildung integriert werden können.

Dieser Pecha-Kucha Beitrag präsentiert ein internationales Technik-Projekt bei dem Schülerinnen und Schüler der 10. bis 12. Jahrgangsstufe aus Nürnberg und Guntur (Indien) im Rahmen eines Makeathons zum Thema nachhaltige Mobilität innovative Lösungen entwickelten und diese als Prototypen umsetzten. Die Prototypen umfassten einen intelligenten Blindenstock, der das Überqueren von Straßen noch sicherer macht, ein herzfrequenzgesteuertes E-Bike mit weiteren innovativen Funktionen sowie einen intelligenten Schuh, der zu mehr Bewegung mahnt.

Die Teams waren jeweils zur Hälfte mit Teilnehmenden aus Indien und Nürnberg besetzt.

Die fachliche Betreuung erfolgte durch Professoren und Studierende der TH Nürnberg und der indischen Hochschule VVIT in Kooperation mit deutschen sowie indischen Lehrkräften.

Das Projekt verlief in 3 Phasen:

Phase 1 (Februar – Juli 2024): Onlinephase: Ideengenerierung und Teambuilding

Phase 2 (Juli – Oktober 2024): Besuch durch die indischen Schülerinnen und Schüler in Deutschland; Erstellung der ersten Prototypen + Abschlusspräsentation im Zukunftsmuseum Nürnberg

Phase 3 (Oktober – November 2024): Besuch der deutschen Schülerinnen und Schüler in Indien, Erstellung von verbesserten und erweiterten Prototypen + Abschlusspräsentation an der indischen Hochschule VVIT.

In der anschließenden Diskussion können die Teilnehmenden erörtern, wie internationale Projekte zwischen Schulen und Hochschulen gestaltet werden können, um internationale Zusammenarbeit sowohl auf Schüler- als auch auf Studierenden-Ebene anhand herausfordernder Aufgabenstellungen zu trainieren.

Das Mathematikstudium verzeichnet eine der höchsten Studienabbruchquoten aller akademischen Disziplinen. Zahlreiche Studien haben sich bereits mit den steigenden Abbruchquoten in MINT-Studiengängen und -Berufsausbildungen befasst und verschiedene Ursachen identifiziert – von der gesellschaftlichen Wahrnehmung der MINT-Fächer über Fragen der Chancengerechtigkeit und mangelnden Zugang für Frauen und internationale Studierende bis hin zum Fehlen einer nationalen, ressortübergreifenden MINT-Förderstrategie. Ein entscheidender Faktor bleibt jedoch oft unberücksichtigt: die Qualität der Lehre.

Wie kann die Mathematiklehre an Hochschulen so weiterentwickelt werden, dass sie den Herausforderungen der digitalen Transformation gewachsen ist und für alle Studierenden ansprechend und zugänglich bleibt? Wo steht die Mathematiklehre heute im Hinblick auf die digitale Transformation?

Diese und andere zentrale Fragen stehen im Mittelpunkt dieses Vortrags. Vertreter der Arbeitsgruppe „Digitalisierung der Fachbereiche – Mathematik“ des Hochschulforum Digitalisierung geben anhand von praxisnahen Best-Practice-Beispielen Impulse, wie die Digitalisierung Lehrende dabei unterstützen kann, Lehre und Lernen zukunftsorientiert zu gestalten. Dabei identifiziert die AG aktuelle Schwerpunktthemen in der Hochschulmathematik, wie etwa die dichte Stofffülle oder die Motivation der Studierenden. Im Fokus steht dabei stets der “Reality-Check”: An welcher Stelle können wir durch die digitale Transformation Hürden abbauen und wo stoßen wir an unüberwindbare Grenzen?

Durch die Heterogenität innerhalb der AG konnten sowohl vielfältige Blickwinkel und Denkweisen der Statusgruppen – Lehrende, Hochschuldidaktiker:innen und Studierende – als auch unterschiedliche Perspektiven der Mathematik-Disziplinen beleuchtet werden. Die Diskussionen und die daraus resultierenden Ergebnisse der Arbeitsgruppe sind in einer kürzlich erschienenen Publikation nachzulesen.

Die Teilnahme am MINT-Symposium soll der Bekanntmachung der AG-Ergebnisse dienen und den Austausch von Erfahrungen zwischen den Teilnehmenden fördern.

Die Motivation vieler Studierender der Ingenieurwissenschaften, sich mit mathematischen Grundlagen auseinanderzusetzen, leidet häufig darunter, dass sie die Relevanz dieser Inhalte für ihr Studium nicht unmittelbar erkennen können. Gleichzeitig führt der oft abstrakte Charakter der Mathematik zu Schwierigkeiten, wenn diese in der Elektrotechnik angewendet werden soll. Häufig sind mathematische Module inhaltlich und zeitlich nicht optimal auf die Anforderungen der studiengangsspezifischen Fachinhalte abgestimmt. Dies führt zu vermeidbaren Verständnishürden und dem Gefühl, die Mathematik sei losgelöst von der Praxis oder irrelevant.

Das Projekt Innovative digitale MINT-Curricula adressiert dieses Problem, indem es die Fachinhalte der Module Mathematik und Elektrotechnik inhaltlich und zeitlich eng verzahnt. Mathematische Grundlagen werden gezielt vor ihrer Anwendung in der Elektrotechnik vermittelt und in der Elektrotechnik-Veranstaltung unmittelbar praxisnah vertieft. Dieser Ansatz fördert die Motivation der Studierenden, reduziert Verständnisbarrieren und schafft mehr Raum für die Kerninhalte der Elektrotechnik, ohne dass zusätzliche „Crashkurse“ für mathematische Grundlagen notwendig sind. Gleichzeitig entlastet dies die Dozierenden und stärkt den Fokus auf die jeweilige Disziplin.
Eine erste Erprobung des Konzepts findet im Sommersemester 2025 statt.

Der Beitrag stellt die Ideen und Maßnahmen zu folgenden Fragen vor:

• Wie wirken sich die zeitlichen Randbedingungen auf das didaktische Konzept und die inhaltliche Tiefe aus?
• Wie können Studierende in den Prozess mit eingebunden werden?
• Welche Methoden eignen sich zur Evaluation der Effektivität dieses Konzepts?
• Wie kann eine enge und nachhaltige Zusammenarbeit zwischen Lehrenden verschiedener Disziplinen organisiert werden?
• Inwieweit kann dieser Ansatz als Blaupause für die Verknüpfung weiterer Grundlagen- und Anwendungsfächer dienen?

Wir freuen uns darauf, unser Konzept vorzustellen und gemeinsam mit Ihnen über Möglichkeiten und Herausforderungen zu diskutieren.

Bereits seit einigen Jahren werden an der Hochschule Magdeburg-Stendal im Rahmen verschiedener ingenieurmathematischer Module digitale e-Assessments zur Unterstützung des Selbststudiums und der damit verbundenen studentischen Lernmotivation eingesetzt. Seit dem Wintersemester 2022/23 erfolgten ein schnittweiser Umstieg auf das Open Source-System STACK und eine systematische Ausweitung der Nutzung digitaler Aufgabensammlungen, welche seit dem Wintersemester 2024/25 erstmals sämtliche grundständigen Mathematik-Lehrveranstaltungen der zwei ingenieurwissenschaftlichen Fachbereiche der Hochschule umfasst. Parallel dazu wurden fortlaufend Zugriffsdaten aller digitalen Angebote innerhalb des Lernmanagement-Systems Moodle sowie die Ergebnisse aller Testversuche sowie der weiterhin als klassische Klausuren stattfindenden Modulabschlussprüfungen erhoben. Um weitergehende Aussagen zur Akzeptanz der e-Assessments sowie Lernmotivation der Studierenden ableiten zu können, wurden zusätzlich mehrmals pro Semester stattfindende strukturierte Studierendenbefragungen entwickelt und durchgeführt. Die so seit Herbst 2022 in zahlreichen Lehrveranstaltungen gewonnenen umfangreichen Datensätze wurden im Rahmen eines integrativen Learning Analytics-Ansatzes einer systematischen statistischen Analyse unterzogen. Neben spezifischen Effekten, die sich mit der Zusammensetzung verschiedener Studierendengruppen sowie didaktischen Besonderheiten einzelner Lehrveranstaltungen erklären lassen, zeigen die gewonnenen Ergebnisse eine zunehmend wachsende Akzeptanz sowohl wöchentlicher e-Assessments zur individuellen Vertiefung der Lehrinhalte als auch freiwilliger Bonustests, bei denen e-Assessments mehrmals pro Semester in einem vorgegebenen Zeitraum unter Aufsicht abgelegt werden und die dabei erzielten Resultate als Bonus für die abschließende Klausur gutgeschrieben werden. Neben einer generell wachsenden studentischen Affinität zur Nutzung digitaler Angebote im Allgemeinen lassen sich zwei wesentliche Gründe hierfür benennen: die sukzessive Verbesserung der Integration von STACK-Aufgaben in das jeweilige Kursdesign durch die Lehrpersonen und des damit verbundenen Cognitive Alignment sowie der statistisch nachweisbare positive Effekt der Inanspruchnahme beider Typen von e-Assessments auf das Ergebnis der abschließenden Prüfung. Die gewonnenen Ergebnisse unterstreichen nicht nur die Potenziale des Einsatzes STACK-basierter e-Assessments, sondern darüber hinaus auch die sich mit Hilfe umfangreicher Datenerhebungen und -auswertungen ergebenden Möglichkeiten einer umfassenden hochschuldidaktischen Begleitforschung zur Identifikation und Umsetzung digitaler Innovationspotenziale in der MINT-Lehre an Hochschulen.

Die “Mintfabrik” wurde im Oktober 2023 als neues Online-Lehr-Lern-Portal veröffentlicht. Die Entwicklung erfolgte in einer Kooperation der Hochschule Reutlingen mit der Tübinger Firma „Let’s make sense“. Grundidee war es, die bereits vorhandenen Onlinekurse und Lernmanagementsysteme sinnvoll zu ergänzen und ein Portal zur Verfügung zu stellen, das komfortabel in der Anwendung und sehr flexibel einsetzbar ist, und sowohl Studierende als auch Lehrende bei ihren Lern-/Lehrprozessen unterstützt. Mittlerweile sind zwei Jahre vergangen, in denen die Mintfabrik stetig weiterentwickelt, mit neuen Inhalten ausgebaut und auf verschiedene Art und Weise eingesetzt und getestet wurde. In diesem Erfahrungsbericht stellen die Autor*innen dar, wie die Mintfabrik von den beiden Zielgruppen aufgenommen wurde und für welche Szenarien sich das Tool als besonders gut oder eher weniger geeignet herausgestellt hat. Um die Voraussetzungen für den Einsatz zu verbessern, wurden mehr auf bestimmte Lehrveranstaltungen zugeschnittene Inhalte (Lernbausteine wie z.B. Aufgaben, Videos, Geogebra-Applets, etc.) implementiert und die Funktionalität angepasst und ergänzt, meistens getriggert durch neue Ideen aus der Lehrpraxis. Die Ergebnisse einer Erstevaluierung der Mintfabrik im Frühjahr 2025 werden vorgestellt. Die Mintfabrik ist nicht nur für die Nutzung innerhalb der Hochschule Reutlingen gedacht, sondern so angelegt, dass sie kostenfrei und öffentlich zugänglich ist. Der Einsatz über die Hochschulgrenzen hinweg ist auch ein Entwicklungsziel. Über die bisher entstandenen Kooperationen und Erfahrungen bei der Suche nach Kooperationspartnern wird berichtet, ebenso über die Erfahrung innerhalb des Projektteams bzgl. des Projektmanagements.

Programmieren wird in allen MINT-Bereichen immer wichtiger. Kontrollstrukturen sind dabei ein wesentlicher Bestandteil, der Studierende oft vor große Schwierigkeiten stellt. Die Fehlvorstellungen, welche diesen Schwierigkeiten zugrunde liegen, sind vielfältig aber es fehlt an Werkzeugen deren Auftreten systematisch zu erheben. Der hier vorgestellte Test soll dem abhelfen.

Mit verschiedenen Aufgaben haben wir die Vorstellungen der Studierenden zum Kontrollfluss einfacher Programme abgefragt. In diesen Aufgaben mussten die Studierenden kleine Programme mit einfachen Kontrollstrukturen lesen und deren Ausgabe in Freitextform angeben. Die Programme enthielten verschiedene Formen bedingter Anweisungen sowie einfache, unabhängig verschachtelte und abhängig verschachtelte Schleifen. Unsere Untersuchungen wurden in 5 verschiedenen Vorlesungen mit unterschiedlichen Dozierenden und Programmiersprachen durchgeführt. Dabei wurde deutlich, dass einige Schwierigkeiten in allen untersuchten Vorlesungen auftraten, während andere nur in einzelnen gehäuft vorkamen. Viele der aufgetretenen Probleme sind aus der Literatur bereits bekannt, wir konnten aber auch einige neue erkennen. Teilweise ist aus den Antworten nicht eindeutig zu erkennen, was genau den Studierenden Probleme bereitet, da mehrere Erklärungen plausibel sind.

Aufgrund der Antworten im ersten Durchlauf haben wir die Fragen angepasst, verfeinert und ergänzt, um die Unterscheidung verschiedener Fehlvorstellungen und Schwierigkeiten eindeutiger zu machen. Außerdem haben wir das Antwortformat von Freitextantworten auf Single-Choice-Antworten umgestellt, um die Auswertung einfacher zu gestalten. Diese überarbeitete Version wurde dann ein Jahr später in denselben Vorlesungen erneut getestet.

Der Entwicklungsprozess, die Erkenntnisse daraus und mögliche Anwendungen dieses Tests sollen in diesem Vortrag vorgestellt werden.

Der Force Concept Inventory (FCI) ist ein etablierter und breit eingesetzter diagnostischer Test zum Konzeptverständnis der Newtonschen Kräfte. Inwieweit der FCI ein guter Prädiktor für andere Themengebiete einer Einführungsvorlesung Physik ist wurde bisher wenig beleuchtet.

In unserem Vortrag berichten wir Ergebnisse einer Studie mit n=190 Studierenden der Fakultät für Informationstechnik an der Hochschule Mannheim aus zwei Einführungsvorlesungen der Physik. Die Vorlesung folgt nicht der klassischen Abfolge des Mechanikcurriculums, sondern führt die Studierenden von Beginn an in mechanische Schwingungen und Wellen ein. Kinematik, Newtonsche Kräfte und Energiebetrachtungen werden zu passenden Zeitpunkten im Laufe des Semesters von Grund auf besprochen, um direkt für die Beschreibung von Schwingungen und Wellen angewendet zu werden.

Die Studierenden absolvierten den FCI als Vortest in der ersten und als Nachtest in der letzten Vorlesungswoche. Mit einer fragen- und themenspezifischen Analyse korrelieren wir die Ergebnisse des FCI mit den Ergebnissen semesterbegleitender Übungen sowie den Klausurergebnissen der Studierenden. Hierauf aufbauend wollen wir Ergänzungen zum FCI im Hinblick auf das Konzeptverständnis von Schwingungen und Wellen diskutieren, um auch Lehrmaterialien und -aktivitäten zu Schwingungen und Wellen geeignet evaluieren zu können.

Die Analysis-Lehrveranstaltungen bereiten den Studierenden zu Beginn des Studiums große Schwierigkeiten. Auch beim Einsatz aktivierender Lehrmethoden wie Just in Time Teaching und Peer Instruction bleiben folgende Probleme bestehen: Bei dem üblichen Vorgehen mit „Definition-Satz-Beweis“ fällt die Mathematik für die Studierenden vom Himmel. Sie lernen die Konzepte und versuchen die Beweise Schritt für Schritt nachzuvollziehen, verstehen aber die Zusammenhänge nicht und erlernen vor allem die mathematische Arbeitsweise nicht.

Dies liegt wesentlich daran, dass sich das Entstehen der Mathematik grundlegend von dem in einer traditionellen Lehrveranstaltung präsentierten Ergebnis unterscheidet. In einem „Definition-Satz-Beweis“-Format sehen die Studierenden nur die fertige Mathematik und gewinnen keinen Einblick in den Prozess der Entstehung mathematischer Ergebnisse. Diesen wichtigen Aspekt der Mathematik habe ich durch einige Neuerungen in meine Analysis-Lehrveranstaltung einbezogen. Damit erkennen die Studierenden den Unterschied zwischen dem Weg zu einer mathematischen Idee und dem fertigen „Definition-Satz-Beweis“-Ergebnis.

Zunächst führe ich die Studierenden zu neuen Konzepten mit der Untersuchung von Beispielen und Nicht-Beispielen, informellen Definitionen und konkreten Anwendungen, bevor ich die genaue Definition ausarbeite. Das anschauliche Verständnis der Begriffe unterstütze ich durch viele graphische Darstellungen. Ein zentrales Element sind „Vorüberlegungen“ zu den Beweisen, mit denen ich einen möglichen Weg zur Entdeckung einer Beweisidee nachzeichne, bevor ich den mathematisch korrekt formulierten Beweis präsentiere. Damit wird der Unterschied zwischen der Beweisfindung und dem mathematisch sauber formulierten Beweis sichtbar. Bei den Beispielen zeige ich, wie eine Strategie zur Entwicklung einer Lösungsidee aussehen kann. Auf Grundlage dieser Idee erfolgt in einem zweiten Schritt die exakte Ausarbeitung der Lösung.

In einer Interviewstudie wurden diese Strukturelemente positiv bewertet. Vor allem die Hinführung zu neuen Themen anhand von Beispielen und Skizzen wurden als sehr hilfreich beschrieben. Ich bin davon überzeugt, dass dieser Zugang zur Analysis, der in gewissem Sinne deren historischen Entwicklung entspricht, die mathematische Bildung der Studierenden besser unterstützt als das „Definition-Satz-Beweis“-Format.

Studierende der Ingenieurwissenschaften haben häufig Schwierigkeiten, mathematische Aufgaben formal korrekt zu lösen – eine Herausforderung, die sich in der Praxis immer wieder zeigt.

An der Hochschule Ruhr West wurde das Paper & Pencil System entwickelt, das die Vorteile analoger (handschriftlicher) und digitaler Aufgaben kombiniert. Anstatt lediglich das Endergebnis einzugeben, werden Studierende dazu aufgefordert, den vollständigen Lösungsweg schriftlich darzulegen. Dieser wird schrittweise überprüft, wobei das System ausschließlich die Aufgabenstellung kennt und anhand des eingegebenen Lösungswegs entscheidet, ob die Argumentation nachvollziehbar ist.

Das System wird seit nunmehr drei Jahren an der Hochschule Ruhr West eingesetzt. In dieser Zeit wurden die Fehler der Studierenden anonymisiert gesammelt, um wiederkehrende Fehlermuster zu identifizieren. Derzeit werden diese Daten systematisch analysiert, um typische Fehlkonzepte herauszuarbeiten.

In diesem Vortrag werden beispielhafte Fehlermuster vorgestellt und mögliche Konsequenzen für die Weiterentwicklung des Systems diskutiert. Darüber hinaus wird ein Einblick in die Benutzeroberfläche und die Handschriftenerkennung für mathematische Notationen gegeben. Abschließend wird skizziert, welche didaktischen Ansätze in der Lehre genutzt werden könnten, um den Studierenden gezielt bei der Vermeidung typischer Fehler zu helfen.