individuelle lern- und lehrunterstützung mit der smartphone-app teachmatics

Motivation Mathematik-Förderung Handy-App TeachMatics Aufgaben/Klausuren Demo

Individuelle Lern- und Lehrunterstützung mit derSmartphone-App TeachMatics

Dr. Mathias MagdowskiLehrstuhl für Elektromagnetische Verträglichkeit

Institut für MedizintechnikOtto-von-Guericke-Universität, Magdeburg

22. Juni 2016

Lizenz: cba CC BY-SA 3.0 (Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen)

Smartphone-App TeachMatics 1

https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.de

Motivation


Mathematik als Werkzeug

Von „Klebeband“ – Selbst aufgenommen, Bild-frei,

https://de.wikipedia.org/w/index.php?curid=3065013


https://de.wikipedia.org/w/index.php?curid=3065013


Beispiele von Studenten

Der Klassiker:

sin xx




Der Klassiker:

sin �x

�x




In einer Übung „Grundlagen der Informationstechnik“:

Dozent: Die Datenrate beträgt 64 kbits , wie viel kB

s sind das?

Student: Das kann ich nicht rechnen, dazu brauche ichmeinen Taschenrechner.

Dozent: Aber Sie müssen doch nur 64 durch 8 teilen!Student: Na gut, ich probiere es mal.

(rechnet)

Ich hab’s, es sind 0,8 kBs , oder?






s sind das?Student: Das kann ich nicht rechnen, dazu brauche ich

meinen Taschenrechner.

Dozent: Aber Sie müssen doch nur 64 durch 8 teilen!Student: Na gut, ich probiere es mal.

(rechnet)








meinen Taschenrechner.Dozent: Aber Sie müssen doch nur 64 durch 8 teilen!

Student: Na gut, ich probiere es mal.

(rechnet)








meinen Taschenrechner.Dozent: Aber Sie müssen doch nur 64 durch 8 teilen!Student: Na gut, ich probiere es mal.

(rechnet)





In einer Übung „Grundlagen der Elektrotechnik“:

Aufgabe: Der Strom ist gegeben: i(t) = 100 mA(

1− e−t

1 ms

).

Die Spannung kann mit u(t) = L · di(t)dt berechnet

werden.

Student A: (rechnet an der Tafel und erklärt super)Die Spannung ist:u(t) = L · 100 mA ·

(− e−

t1 ms

)·(− 1

1 ms

).

Student B: Das wir den Strom dort irgendwie eingesetzthaben, habe ich ja verstanden, aber wo ist das dthin?




In einer Übung „Grundlagen der Elektrotechnik“:

Aufgabe: Der Strom ist gegeben: i(t) = 100 mA(

1− e−t

1 ms

).

Die Spannung kann mit u(t) = L · di(t)dt berechnet

werden.Student A: (rechnet an der Tafel und erklärt super)

Die Spannung ist:u(t) = L · 100 mA ·

(− e−

t1 ms

)·(− 1

1 ms

).

Student B: Das wir den Strom dort irgendwie eingesetzthaben, habe ich ja verstanden, aber wo ist das dthin?



Defizite und Ursachen

Defizite:

1. Mathematik Sekundarstufe 12. allgemeine „Studierfähigkeit“3. Heterogenität

Ursachen:

I Unterschiedliche Zugangswege zur HochschuleI problematischer Übergang Schule −→ HochschuleI falsche Erwartungen an das StudiumI „Überflutung“ mit Wissen



Gliederung

Motivation

Möglichkeiten der Mathematik-Förderung

Smartphone-App TeachMatics

Aufgabentypen und Klausuren

Demonstration


Möglichkeiten derMathematik-Förderung


Mathematik-Vorkurse

Grundkurs – Fit fürs Studium:

I eine Woche, für alle StudiengängeI Zahlen, Rechenoperationen, Funktionen, Gleichungen und

Ungleichungen, Differenzieren und Integrieren

Aufbaukurse – Fit für die . . . :

I Technische MechanikI PhysikI Finanzmathematik und StatistikI Lineare Algebra und AnalysisI Elektro- und Medizintechnik



Grundkurs – Fit fürs Studium:

Vorlesung:

I 09:15–12:00 Uhr im Audimax (mit 30-minütiger Pause)

Übung:

I 13:00-14:30 Uhr in Kleingruppen bis max. 25 LeuteI Aufteilung nach StudienrichtungI Zuordnung erfolgt am Montag vor der VorlesungI Tutoren aus höheren Semestern



Aufbaukurs – Fit für die Elektro- und Medizintechnik

Vorlesung (9 bis 11 Uhr):

Mo: Zahlen und FunktionenDi: DifferentialrechnungMi: IntegralrechnungDo: VektorrechnungFr: Matrizenrechnung




Übung (12 bis 14 Uhr):

I getrennt nach Elektro- und MedizintechnikernI allein rechnen, in Kleingruppen diskutierenI Student schreibt Lösungsweg an

I eventuell mit HilfestellungI andere Studenten sind aufmerksamerI Hemmschwelle für Fragen sinkt




Computerübung (14 bis 16 Uhr):

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 -2-1.5

-1-0.5

00.5

11.5

2

-3

-2

-1

0

1

2

3

(a) GNUplot (b) Maxima

(c) GNU Octave (d) GeoGebra„Gnuplot ellipsoid“, lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons„Maximalogo“, lizenziert unter GPL über Wikimedia Commons„Gnu-octave-logo“ von John W. Eaton, lizenziert unter GPL über Wikimedia Commons„Geogebra“ von Markus Hohenwarter, Michael Borcherds, lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons


https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/legalcode

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gnuplot_ellipsoid.svg#/media/File:Gnuplot_ellipsoid.svg

http://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Maximalogo.png#/media/File:Maximalogo.png

http://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gnu-octave-logo.svg#/media/File:Gnu-octave-logo.svg

https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/legalcode

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geogebra.svg#/media/File:Geogebra.svg



Hausaufgaben (freie Einteilung):

I ausgedruckte AufgabenzettelI Hilfestellung per Smartphone-App TeachMatics von

MassMaticsI Lösungstipps und -hinweise für jede AufgabeI Kontrolle der Zwischen- und EndergebnisseI anonymes Feedback zu jeder Aufgabe möglich

„TeachMatics Logo“, © durch MassMatics UG, Wolmirstedt, Deutschland


http://massmatics.de


Statements von Studenten

I „Hausaufgaben + App war super. Etwas mehrInformationen für Erstsemester-Studenten wärenwünschenswert, evtl. jeden Morgen zu einem Thema 5Minuten.“

I „Aufgrund Umzug habe ich die Hausaufgaben verpasst.Können Sie mir diese bitte schicken, da die App dazu echtmega-gut ist.“



MatheSupport (semesterbegleitend)

Für alle Studiengänge mit Mathematik-Bezug:

Konsultation: Sprechstunde für Ihre FragenTraining: grundlegendes Rechentraining mit Anleitung

(im WiSe)Repetitorium: langfristige Klausurvorbereitung mit Anleitung

(in SoSe)

siehe:http://www.math.ovgu.de/Studium/MatheSupport.html


http://www.math.ovgu.de/Studium/MatheSupport.html

Smartphone-App TeachMatics


Lernformen

Präsenzlernen vs. Selbstlernen



Lernmotivation

Lern-motivation

Aufmerk-samkeit

Relevanz

Zufrie-denheit

Selbst-vertrauen



Lernerfolg

Lernerfolg

Vorwissen

Motivation

Betreuung/Anleitung

Quellen



Didaktisches Konzept

I Übung macht den MeisterI Hilfe nach Maß und Hilfe zur SelbsthilfeI Leicht verdauliche AufbereitungI Rückmeldung und Nutzerstatistiken



Bedienung

Bildschirmfotos mit freundlicher Genehmigung der MassMatics UG, Wolmirstedt, Deutschland


http://massmatics.de


Plattformen

(a) Apple iOSvon Apple Inc. iOS page, Gemeinfrei,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26617097

(b) Google Androidvon Google, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44801497


https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26617097


https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/legalcode




Benutzerfreundlichkeit

I voll skalierbarI automatische Anpassung an die maximale Breite des

EndgerätsI Zoom ohne Qualitätsverlust


Aufgabentypen und Klausuren


Aufgabentypen

Lineare Algebra: Matrizen, Gleichungssysteme,Vektorräume

Analysis: Folgen, Reihen, Differential- undIntegralrechnung, Funktionen

Grundlagen fürs Studium: Summen und Produkte,Vektorrechnung, Vorbereitungskurs

Statistik/Stochastik: absolute/relative Häufigkeit, Lage-und Streuungsmaße, Verteilungen



Einbindung eigener Inhalte

Technologie:

I Inhalt in LATEX (auch außerhalb der App nutzbar)I MathJax zur Darstellung der FormelnI EPUB3 kompatibel

Lizenzierung:

I universitätsinternI Creative Commons



Klausuren

I auf Basis von Multiple-Choice-FragenI mit ZeitbegrenzungI für jeden Studenten nur einmal zugänglich


Demonstration


Demonstration

Benutzerbereich:

I Download/Installation der AppI Bearbeiten von AufgabenI Lösen einer Klausur

Administrationsbereich:

I Erstellen von AufgabenblätternI Erstellen einer KlausurI Auswertung einer Klausur



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Gibt es Fragen?


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