Helena Barbas (TU Hamburg)
Szenarien zur Förderung der Teilnahme von Studieninteressierten an Online-Tests und -Kursen am Beispiel des Projekts MINTFIT Hamburg
Abstract
Werden Studierende oder Studieninteressierte mit Online Lernmedien konfrontiert und nicht in ihrem Lernprozess begleitet, so ist dies häufig mit der Schwierigkeit verbunden, diese aktiv am Lernen zu halten. Besonders hoch ist die Hürde bei Studieninteressierten, da es in der Zeit vor dem Studienbeginn für Lehrende an Hochschulen wenige Kontaktmöglichkeiten zu diesen gibt. In diesem Vortrag werden am Beispiel der Onlinetests und -Kurse des Projekts MINTFIT Hamburg verschiedene Szenarien vorgestellt, mit denen es erfolgreich gelungen ist, Studieninteressierte in ihrem Lernprozess mit Online-Lernmedien zu aktivieren; diese umfassten z. B. das Umsetzen einer Befragungsstudie oder auch Präsenzveranstaltungen.

Sophie Kröger, Paul Schwarz (HTW Berlin)
Verwendung von Stack mit Moodle im Physiklabor zur Überprüfung der Auswertungen von Studierendenexperimenten
Abstract
Im Labor Physikalische Grundlagen der HTW Berlin setzen wir STACK mit Moodle für die Auswertung der Ergebnisse der studentischen Laborexperimente ein. Die gesamte Auswertung der experimentellen Ergebnisse, einschließlich der Angabe von Unsicherheiten, wird mit Hilfe von STACK-Abfragen überprüft. Dies erfordert komplexe Abfragen und Berechnungen, welche zu einzelnen Moodle-Aufgaben zusammengefasst werden. Dadurch bekommen die Studierenden während der Bearbeitung umgehend ein Feedback zu ihren Eingaben. Insbesondere die Überprüfung der Anzahl der Anzahl signifikanter Stellen in Kombination mit einem automatisierten, differenzierten Feedback für Studierende stellt in diesem Zusammenhang eine große Herausforderung dar.

Gerhard Götz (DHBW Mosbach)
Integration automatisierter Mathematiktrainings in Vorkurse und Einführungsvorlesungen
Abstract
Um Lernenden eine flexible Form des vertieften Übens zu bieten, wurden im Projekt DigikoS (Digitalbaukasten für kompetenzorientiertes Selbststudium) adaptive Mathematik Onlinetrainings entwickelt. Deren Einsatzmöglichkeiten werden ebenso vorgestellt wie ihr didaktisches Fundament. Sie ermöglichen es, die Lernenden von Beginn an dabei zu unterstützen, einen individuell optimierten Übungsprozess zu durchlaufen. Da die Nutzungszahlen, wie oft im Bildungsbereich, vergleichsweise gering sind, lassen sich hierfür zu Beginn schwierig datengetriebenen Algorithmen nutzen. Daher wird ein vierstufiger Weg dargestellt, um dorthin zu gelangen und konkrete Ergebnisse der ersten drei Schritte werden präsentiert. Dabei wird auch skizziert, wie sich dieses Vorgehen auf andere Themengebiete transferieren lässt.

Simon Schäfer, Victoria Klemm, Matthias Strobel (HTW Berlin)
Klassische Mechanik für Ingenieur_innen - Brückenschlag zwischen Theorie und Realität
Abstract
Hypothese: Der integrierte Einsatz physischer und virtueller Modelle ist gut geeignet, um angehenden Ingenieur_innen der Fachrichtungen Elektrotechnik und Informationstechnik die Relevanz des Themengebiets „klassische Mechanik“ aufzuzeigen und dessen Inhalte sowie Problemlösekompetenzen nachhaltig zu vermitteln.
Präsentiert werden digitale Lernmaterialien (STACK-Aufgaben) und unterschiedliche Möglichkeiten diese in der Lehre einzusetzen. Von praktischen Fragestellungen zur Dimensionierung und Steuerung eines Transportbands ausgehend werden theoretische Überlegungen angestellt und deren Ergebnisse mit dem physischen Modell verglichen. Der Wechsel zwischen Theorie und Praxis wird durch TINKER CAD Simulationen unterstützt.
Der modulare Aufbau der Aufgaben ermöglicht eine rein additive Nutzung, kann aber auch Basis einer Curriculumsumstellung sein.

Adrian Sabrowski, Martin Steinicke, Matthias Strobel (HTW Berlin)
Complex Space Adventure – Komplexe Zahlen spielerisch erlernen
Abstract
Komplexe Zahlen spielen in vielen Ingenieurswissenschaften eine wichtige Rolle und sind daher Bestandteil der Grundlagenlehre. So wird beispielsweise in der Elektrotechnik das Verhalten von Wechselstrom unter bestimmten Bedingungen mithilfe komplexer Zahlen beschrieben.
Für die Studierenden stellt die Umformung der Darstellung komplexer Zahlen* eine große Herausforderung dar. Im Rahmen des vom BMBF über den DAAD geförderten Projektes „GIU AS“ soll ein ergänzender Ansatz für die Elektrotechnik erprobt werden. Es wurde ein Prototyp für ein digitales Lernspiel entwickelt, das die Thematik mit steigender Komplexität vermittelt. Erste Tests sind vielversprechend und sollen in der Folge ausgebaut werden.
* Polarform und kartesische Darstellung

Oleg Boruch Ioffe (HS Magdeburg-Stendal)
Akzeptanz und Wirksamkeit digitaler Übungsaufgaben und Bonustests in Grundlagen-Lehrveranstaltungen
Abstract
Digitale Übungsaufgaben in MINT-Fächern können einen wichtigen Beitrag dazu leisten, Studierende kontinuierlich mit Informationen zum Stand ihres Kompetenzerwerbs zu versorgen und hierdurch potenziell die entsprechenden Studienabbruchquoten zu reduzieren. Sie bieten zudem umfassende Einsatzmöglichkeiten zur didaktischen und technischen Aufwertung von Lehrveranstaltungen. Unser Beitrag diskutiert die bisherigen Erfahrungen beim gezielten Einsatz digitaler Übungsaufgaben und e-Assessments in der ingenieurmathematischen Grundlagen-Ausbildung der Hochschule Magdeburg-Stendal. Unter Nutzung der vom Lernmanagement-System Moodle bereitgestellten Daten werden die studentische Akzeptanz und Wirksamkeit der semesterbegleitenden unterstützenden Maßnahmen am Beispiel der Lehrveranstaltungsreihe „Mathematik für Bauingenieurwesen“ genauer untersucht.

Katharina Höhne (Berliner HS für Technik)
Mathematik besser verstehen - ein Ansatz in VR (Virtual Reality)
Abstract
Im Rahmen des Forschungsprojektes Interaktive Lehre in virtuellen MINT-Laboren, kurz MINT-VR-Labs, wurde an der Berliner Hochschule für Technik (BHT) ein Modul für die Mathematikausbildung in der Ingenieursausbildung entwickelt. Das Thema sind dabei Funktionen zweier Veränderlicher. Diese Thematik spielt u.a. in den Studiengängen Maschinenbau und Elektrotechnik eine Rolle. Funktionen zweier Veränderlicher lassen sich im Raum durch eine Fläche darstellen. Dies ist ohne digitale Tools schwer zu visualisieren. Wir haben uns an dieser Stelle für eine VR-Umgebung entschieden. Ziel ist es, dass sich die Studierenden solche Funktionen besser vorstellen können und man diese durch das VR-Modul greifbarer/erlebbarer macht.

Susanne Kruse (HS Karlsruhe)
Blended Learning in der Mathematik der Studieneingangsphase
Abstract
Dieser Vortrag beschäftigt sich mit einem Blended Learning-Konzept bestehend aus aktivierenden Online-Aufgaben, vorlesungsbegleitenden Videos und weiteren digitalen Komponenten in Kombination mit regelmäßigen Präsenzveranstaltungen. Umgesetzt wird dieses Konzept u.a. in einem Grundlagenmodul der Mathematik in der Studieneingangsphase des Bachelorstudiengangs Wirtschaftsingenieurwesen an der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften der Hochschule Karlsruhe. Die Möglichkeit der freien Wahl individueller Lernpfade durch ein vielfältiges Lernangebot soll Anreize setzen, sich selbstgesteuert mit den Inhalten des Moduls auseinanderzusetzen, um je nach eigenen Vorkenntnissen die formulierten Kompetenzziele zu erreichen zu können. Eine kurze Analyse dieses Konzeptes im Sinne der Learning Analytics schließt diesen Vortrag ab.

Julia Hahn (HS Merseburg)
Von Anfang an stark in Mathematik: Unterstützung der Studierenden in der Studieneingangsphase an der HS Merseburg
Abstract
Der Vortrag "Von Anfang an stark in Mathematik: Unterstützung der Studierenden in der Studieneingangsphase" bietet einen Einblick in unseren hochschulspezifischen Prozess zur Verbesserung der Mathematiklehre im E-Learning-Kontext. Angesichts bekannter Herausforderungen beim Studienbeginn stellt der Vortrag dessen Entwicklung, Implementierung und erste Ansätze einer Evaluierung vor, um die vorher genau definierten Ziele anzustreben. Der Prozess umfasst die Definition didaktischer Grundlagen, deren Umsetzung, die Strukturierung von Lernmodulen sowie die Gestaltung des diagnostischen Einstiegs- als auch Ausgangstests. Visualisierungen wie Screenshots und Balkendiagramme veranschaulichen die Umsetzung sowie Ansätze durchgeführter Auswertungen. Ein kurzer Vergleich mit einem ähnlichen Projekt wird ebenso diskutiert wie Erfahrungen, Herausforderungen und Ausblicke.

Klaus Giebermann (HS Ruhr West)
Digitale Paper/Pencil Aufgaben
Abstract
Studierende der Ingenieurwissenschaften haben häufig Schwierigkeiten, mathematische Aufgaben formal korrekt zu lösen. Dieses Phänomen wurde insbesondere durch pandemiebedingte Lücken im schulischen Wissen verstärkt.
An der Hochschule Ruhr West wurde das Paper & Pencil System entwickelt, das die Vorteile handschriftlicher (analogen) Aufgaben und digitaler Aufgaben verbinden soll.
Statt nur das Endergebnis einzugeben, werden Studierenden nun aufgefordert, den gesamten Lösungsweg aufschreiben, der dann schrittweise überprüft wird. Das System kennt dabei lediglich die Aufgabenstellung und muss anhand des eingegebenen Lösungswegs entscheiden, ob die Argumentation nachvollziehbar ist oder nicht.
In diesem Vortrag wird das Paper & Pencil System zusammen mit einer speziell entwickelten Oberfläche zur zweidimensionalen Eingabe von Lösungswegen vorgestellt.

Andre Beinrucker, Martin Spott (HTW Berlin)
Interaktive Lehranwendungen in der Grundlagenausbildung Statistik und Data Sience
Abstract
Im Forschungsprojekt MultiLA entwickeln und erforschen wir multimediale Lernanwendungen im Bereich Statistik und Data Science. Dabei kombinieren wir reale Anwendungsprobleme, mathematische Theorie, spielerische Elemente zum forschenden Lernen und praxisorientierte Programmieraufgaben. Wir werden die Lernanwendungen in Lehrveranstaltungen testen und dabei Nutzungsdaten wie Texteingaben, Knopfdrücke und Mausbewegungen anonym speichern. Auf Basis der Daten werden wir Analysen der Wirksamkeit der Lernanwendungen durchführen und daraus Empfehlungen für den Entwurf von Lernanwendungen ableiten. Im Vortrag werden wir neben einem kurzen Überblick konkrete Beispielanwendungen präsentieren und typische Herausforderungen diskutieren.

Martin Kraska (TH Brandenburg)
Übungsaufgaben mit automatischem Feedback in der Technischen Mechanik
Abstract

Eckhardt Liebscher, Kristina Helle (HS Merseburg)
Feedback für Lehrende aus ILIAS-Kursen an der Hochschule Merseburg
Abstract
Das an der Hochschule Merseburg implementierte System von digitalen Angeboten (Testaufgaben, Kompendium) zur Grundlagenausbildung in Mathematik (inklusive Stochastik) wird ständig weiterentwickelt. Der große Umfang der in den vergangenen Jahren generierten Daten ermöglicht es, Analysen durchzuführen, um ein detailliertes Feedback für die Lehrenden zu bekommen. Dabei können Gebiete und Aufgabentypen identifiziert werden, wo Studierende Probleme haben. Diese Informationen kann der Lehrende zur Verbesserung der Lehrveranstaltung nutzen. Clusteranalysen zeigen, dass die Kohorte der Studierenden in Gruppen zerfällt, die ein ähnliches Verhalten zeigen.

Bernd Bötzel (HTW Berlin)
Virtual Reality in der Immobilienvermarktung und in der Partizipation von städtebaulichen Verfahren
Abstract
Eine Vielzahl von Menschen können sich auf Basis von Grundrissen kein räumliches Bild einer Immobilie machen. Animationen, oft in Form von 3D Modellen, geben dem Laien einen ersten Eindruck des geplanten Bauwerks.
Unter Zuhilfenahme der virtuellen Realität gelingt eine realitätsnahe Darstellung des Entwurfes und erhöht damit die Chance, Interessenten zu begeistern, auf emotionaler Ebene abzuholen, von der Projektidee zu überzeugen und anschließend zur Investition zu bewegen.
Mit bis zu 20 Personen begehbare VR-Modelle schaffen perfekte Kommunikation weltweit, wenn alle zeitgleich im WLAN sind.
Im Anhang finden Sie ein Imagevideo von meinem Projekt TowerVisions Berlin, welches ich mit meinen Partnern von Prinzip3D GmbH erstellt habe.
prinzip3d.de/2020_07_06_Bethanienturm_Film_2k.mp4

Reinhold Hübl, Kim Kneher, David Obermayr, Marc Peterfi (DHBW Mannheim)
Digital unterstützter Übungsbetrieb: Das Projekt EduFIT an der DHBW Mannheim
Abstract
Das Projekt EduFIT unterstützt den Übungsbetrieb für Studierende und Lehrpersonen der Tutorien der Mathematiklehrveranstaltungen des ersten Studienjahres durch den Einsatz innovativer digitaler Lern- und Übungsmaterialien. Dies stellt hohe Anforderungen an Nutzbarkeit, Attraktivität und Akzeptanz der eingesetzten Materialien, damit die Aufgaben angenommen und (optimalerweise auch mehrfach) zum Üben genutzt werden.
Für die digitalen Aufgaben wird das Plug-In STACK verwendet, welches individualisierbare Rückmeldungen auf sehr freie mathematische Eingaben ermöglicht und auch für Single- und Multiple-Choice-Aufgaben überraschende Vorteile bietet.
In den durchgeführten Pilotphasen konnten diesbezüglich reichhaltige Erfahrungen gewonnen werden.
Die Ergebnisse und Materialien werden nach Qualitätssicherung als offene Lehrmaterialien (OER) verfügbar gemacht.

Debora Weber-Wulff (HTW Berlin)
Hybrid Instruction in Programming: The Good, The Bad, and the Ugly
Abstract
Seminaristic instruction in programming at Universities of Applied Sciences is rather different from programming instruction at universities. In particular, instead of the students puzzling out the assignments alone at home, the work is done in the lab, often in pairs or in small groups. The instructor is available in the lab to guide the students and to intervene when things go wrong. In a hybrid situation with some students at a distance, there are many challenges that need to be overcome, despite the use of online tools. After describing these, a method for preventing students from plagiarizing will be presented.

Sandra Keiper, Pauline Wiechmann (TU Berlin)
Lerninseln digital
Abstract
Die Analysis I und Lineare Algebra für Ingenieure ist die größte Lehrveranstaltung der TU Berlin mit einer Teilnehmerzahl von bis zu 3000 Studierenden pro Semester. Die Veranstaltung besteht aus 6 Semesterwochenstunden (SWS) Vorlesung, 4 SWS Tutorien und zum Teil 2 SWS Großübung.
Im Sommersemester 2020 musste aufgrund der Coronapandemie kurzfristig auf Online Lehre umgestellt werden und die Formate mussten digitalisiert werden. In diesem Zuge ist eine Fülle an sehr verschiedenen Lerninhalten entstanden.
Unser Ziel ist nun diese Vielzahl an Lerninhalten zu strukturieren, zusammenzufassen, zu digitalisieren und zu modernisieren, um sie für die Studierenden übersichtlicher und individueller zu gestalten. Von der Digitalisierung versprechen wir uns auch eine Stärkung der Medienkompetenz der Studierenden sowie eine vereinfachte Erweiterung der Lernmaterialien durch die Lehrenden.
Um die Attraktivität und Differenzierung für Studierende zu erhöhen, nutzen wir verschiedene Ansätze wie interaktive und randomisierte Aufgaben. Dafür nutzen wir die Plattform Moodle mit den integrierten Tools Stack (Maxima) und JSXGraph.
In diesem Vortrag stellen wir unsere Arbeit im Rahmen des QIO Projektes - Lerninseln Digital - vor, dessen Ziel die Umsetzung einer modernen Lernunterstützung für den Kurs Analysis I und Lineare Algebra für Ingenieure ist.