Die abnehmenden Mathematikkompetenzen von Studierenden zu Beginn eines Ingenieurstudiums stellen eine wachsende Herausforderung dar, die sich in hohen Durchfall- und Abbrechquoten niederschlägt. Um diesem Problem entgegenzuwirken, wurde das Zusammenspiel von korrigierten Hausaufgaben und dem Prüfungserfolg im Kurs Mathematik 1 des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen untersucht. Ergänzend zur Erfassung der eingereichten Hausaufgaben, wurden zwei sozialwissenschaftliche Befragungen durchgeführt.

Fragen, die untersucht wurden, sind u.a:

• Wie viele Studierende einer Studiengruppe nehmen die Hausarbeiten mit Korrektur wahr?
• Was halten die Studierenden von diesem Angebot?
• Welche Erwartungen haben die Studierenden, wenn sie das Angebot nutzen?
• Besteht ein Zusammenhang zwischen der Teilnahme an den Hausarbeiten und den Prüfungsergebnissen?

Die Ergebnisse zeigen, dass Studierende, die regelmäßig Hausaufgaben abgaben, nicht nur häufiger an der Prüfung teilnahmen, sondern auch eine geringere Durchfallquote aufwiesen und bessere Prüfungsergebnisse erzielten. Die begleitenden Befragungen ergaben, dass Studierende, die regelmäßig Hausaufgaben einreichten, ihre Mathematikkenntnisse positiver einschätzten und weniger Angst hatten, im Studium aufgrund von Mathematik zu scheitern.

Trotz gewisser Einschränkungen, wie Selbstselektion und einer geringen Stichprobengröße, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass regelmäßige Hausaufgaben und individuelles Feedback für die Studierenden durch die Korrektur der Hausarbeiten signifikant zur Verbesserung der Lernerfolge beitragen.

Digitale Übungsaufgaben bilden eine hilfreiche vorlesungsbegleitende Ergänzung für Mathematik-Veranstaltungen. Digitales Üben ermöglicht ein individuelles zeitlich flexibles Lernen und wird den heterogenen Bedarfen der Studierenden gerecht. Insbesondere das differenzierte sofortige Feedback der automatisiert ausgewerteten digitalen Übungsaufgaben unterstützt das Lernen und Verstehen. Mit passenden Aufgabentypen und geeignet entwickelten Übungsaufgaben erlernen die Studierenden die vermittelten Vorlesungsinhalte und erwerben die mathematischen Fertigkeiten und Kompetenzen, die für die Veranstaltung gemäß Modulhandbuch gesetzt sind. Eine digitale Prüfung bildet dann den passenden Abschluss zu einer mit digitalen Übungsaufgaben unterstützten Veranstaltung.

Wir möchten verschiedene digitale Prüfungsszenarien vorstellen, die wir im Rahmen der Mathematik-Veranstaltungen in den Ingenieurwissenschaften an der HAW Hamburg erprobt haben. Hierzu zählen: Digitale Zwischentests, digitale Abschlussklausuren am Ende des Semesters sowie digitale Portfolioprüfungen bestehend aus 3 vorlesungsbegleitenden Prüfungskomponenten während des Semesterverlaufs. Alle digitalen Prüfungen wurden in Präsenz in einer abgesicherten Moodle-Prüfungsumgebung in den PC-Pools der HAW Hamburg durchgeführt.

Insbesondere erläutern wir das Konzept und die Durchführung einer digitalen Portfolioprüfung für die Ingenieur-Mathematik mit drei semesterbegleitenden Komponenten im Sommersemester 2024 und 2025 vor. Wir stellen die verwendeten Prüfungsaufgaben vor, mit denen wir verschiedene Kenntnisse und Kompetenzen digital abprüfen. Wir stellen die Evaluation mit dem Studierenden-Feedback vor. Die Studierenden schätzen die Portfolioprüfung sehr, zum einen, weil diese die Prüfungsphase am Ende des Semesters entlastet. Zum anderen, weil sie Kenntnisse zeitnah abfragt. Das erforderliche kontinuierliche Lernen befördert zudem das Verständnis der Inhalte in anderen Fächern.

Weiterhin möchten wir Anforderungen an Digitale Prüfungen, Chancen und Herausforderungen mit den Teilnehmern im Anschluss an den Vortrag diskutieren und bewerten.

Eine ausschließliche „Vermittlung von theoretischen Inhalten“ reicht längst nicht mehr aus, das in der akademischen Ausbildung angeeignete Wissen nachhaltig zu festigen sowie für die Berufspraxis geeignete Lösungen und Antworten zu finden.

Ergänzend zu der Verzahnung von Theorie- und Praxis-Elementen im Studium ist daher ein modernes Lehr- und Lernkonzept zu wählen, welches die Studierenden bei der Verknüpfung dieser Welten unterstützt, ein breites Spektrum der Kompetenzentwicklung adressieren kann und die fortwährende Digitalisierung der Lebenswelt heutiger Studierenden berücksichtigt.

Im Projekt Dreiklang wird seit 2021 das „E-Portfolio“ als digitales Lernmedium und Instrument zur wahlweisen Stärkung sowie Prüfung von Fach-, Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenz in verschiedenen Lehrveranstaltungen von MINT-Studiengängen eingesetzt. Denn den Studierenden soll der Raum geben werden, das Erlernte zu reflektieren, Wissen nachhaltig zu dokumentieren sowie mit den eigenen Erfahrungen anzureichern. Zudem erhalten unsere Lehrenden einen Einblick in den Lernprozess ihrer Studierenden und können dadurch nicht nur direkt auf deren Bedarfe, sondern auch gezielt auf deren Fragen eingehen. Durch das strukturierte Aufbereiten von Ergebnissen werden Studierende dazu befähigt, analytische Methoden systematisch anzuwenden und ihre Arbeitsweise zu dokumentieren - eine für viele MINT-Disziplinen essenzielle Vorgehensweise.

Zur Vorbereitung unserer Studierenden auf zukünftige Herausforderungen werden hierbei nicht nur bewährte Vorgehensweisen zur Kompetenzstärkung - wie das Einbinden von Peer-Feedback - praktiziert, sondern auch aktuelle Technologien verwendet, wie beispielsweise das KI-Tool RIFF bei der Reflexion des Erlernten. Dadurch werden zum einen die Lern- und Problemlösefähigkeiten der Studierenden gefördert und zum anderen deren Kommunikationsfähigkeit gestärkt.

Die aus dem Projekt resultierenden langjährigen Erfahrungen und Good Practice-Beispiele wurden in einem „Starterkit E-Portfolios“ verdichtet, das den verschiedenen Stakeholdern (wie Lehrenden, Studierenden, Studiengangleitenden) eine Starthilfe bei der Nutzung und Etablierung von E-Portfolios bietet.

Im Rahmen des Vortrags wird das Starterkit vorgestellt und aufgezeigt, wie E-Portfolios in der Lehre genutzt werden können, um verschiedene Kompetenzen zu stärken. Dazu werden Use Cases aus der Lehrpraxis aufgegriffen.

Der Beitrag beschreibt ein neues Modul im Bachelor Automobiltechnologie zur menschzentrierten Entwicklung innovativer Produkte sowie die bei der ersten Durchführung gemachten Erfahrungen.

Das Modul basiert auf existierenden Lehrveranstaltungen zweier aus unterschiedlichen Disziplinen stammender Lehrenden. Im Rahmen einer Projektarbeit wird im Spannungsfeld zwischen menschlichen Bedürfnissen und technischen Möglichkeiten eine Produktidee für die Automobilindustrie entwickelt. Wesentliche Lehrinhalte sind das Beherrschen der Kreativprozesse der Produktinnovation und des Übergangs zum Produktentwicklungsprozess, die projektbezogene Anwendung neuer Methoden sowie der Ausbau der überfachlichen Kompetenzen in Teamarbeit, Präsentation und Selbstorganisation. Die methodische Grundlage bildet der menschzentrierte Gestaltungsprozess nach ISO 9241-210.

Wesentliche Bausteine des Lehrkonzepts sind Team-Teaching, seminaristischer Unterricht mit Übungen in Kleingruppen und das durchgängige Projekt. Das Projekt bildet den thematischen Rahmen des Moduls und wird in Teams von 5-7 Studierenden bearbeitet. Alle Lehrveranstaltungen werden von beiden Lehrenden gemeinsam vorbereitet und durchgeführt. Den Rahmen jeder Lehrveranstaltung bildet die Projektarbeit. Zu Beginn präsentiert im Weekly jedes Team kurz den aktuellen Status, die Planung für die kommende Woche sowie aktuelle Schwierigkeiten. Am Ende bekommen die Teams Zeit für ihre Projektarbeit, bei der die Lehrenden individuell Fragen beantworten, Zwischenergebnisse kommentieren oder Empfehlungen zum weiteren Vorgehen geben. Dazwischen werden in kurzen Lehreinheiten neue Begriffe und Methoden erarbeitet und durch kurze Übungen in Kleingruppen gefestigt.

Die Prüfung besteht aus acht Prüfungsleistungen, die über das Semester verteilt als Beiträge zur Projektarbeit erbracht werden. Am Ende steht eine wohldokumentierte Projektidee; im ersten Durchlauf zum intuitiven Ver-/Entriegeln von Fahrzeugtüren. In der Gesamtpunktzahl überwiegen die Teamleistungen. Da die Studierenden die individuellen Beiträge einzelner Teammitglieder zum Teil als unausgeglichen empfanden, wurden als Ausgleichsmechanismus die Fairnesspunkte eingeführt. Damit können die Teammitglieder einvernehmlich Punkte aus den Teamleistungen untereinander leistungsgerecht umverteilen.

Zur Qualitätssicherung fanden regelmäßig Zwischenevaluationen statt, die schon zu einigen Verbesserungen geführt haben. Die abschließende Evaluation fiel gut aus, zeigte aber auch weitere Verbesserungspotenziale auf.