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Fakultät Maschinenbau

Moderne Lehre und Diaktik in der Mathematik und Mechanik

Die Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik - kurz GAMM - hat im August 2021 diesen neuen Fachausschuss eingerichtet. Die Initiatoren und Koordinatoren sind Dr.-Ing. Thorsten Bartel und Prof. Dr. Tobias Haertel.

Unsere Motivation und Ziele

Standortübergeifend hat sich in den letzten Jahren deutlich gezeigt, dass die zunehmende Heterogenität der Studien-Kohorten dazu führt, dass ein Großteil der Studierenden dringend für den späteren Beruf benötigte Kompetenzen nicht erreichen. Daher hat sich unser Fachausschuss zum Ziel gesetzt, die universitäre Ausbildung in den Bereichen Mathematik und Mechanik auf Basis fundierter und moderner didaktischer Konzepte sowie der Adaption der Lehre an aktuelle und stark auf Digitalisierung ausgerichtete Bedarfe neu zu gestalten. Um dies erreichen zu können haben wir uns folgende Meilensteine als Etappen-Ziele gesetzt:

  • Anpassung des Wissensstands bezüglich Lerntheorien und moderner didaktischer Methoden
  • Anpassung der Lehre an den aktuellen Stand der Forschung auf dem Gebiet der Didaktik
  • Aufbau gemeinsamer "Pools" von kommentierten Anwendungsbeispielen, Lerneinheiten, kompetenzorientierten Prüfungsformaten, etc.
  • Definition von Qualitäts-Standards für kompetenzorientierte, studierendenzentrierte Lehre z.B. in Form einer Charta

Unsere Aktivitäten

Zum Erreichen unserer Ziele haben wir uns zu Beginn unseres Schaffens auf Haupttreffen im quartalsmäßigen Rhythmus geeinigt. Diese relativ kurzen Abstände erscheinen uns absolut notwendig zum gezielten Austausch unserer Erfahrungen aus den zurückliegenden Semestern und zur gezielten Planung und Anpassung der Lehre in den kommenden. Darüber hinaus werden wir unsere Aktivitäten auch über den Fachausschuss hinaus auf Tagungen und ähnlichen Veranstaltungen publik machen. Folgende Aktivitäten fanden bereits statt:

Workshop am 10./11.06.2024

Ausschnitt aus dem Flyer zum Workshop © T. Bartel

Am 10./11.06.2024 veranstalten wir an der TU Dortmund den Workshop

"Neue Wege in der Lehre: Von Lehr- zu Lernveranstaltungen".

Dieser richtet sich an alle Lehrenden in der "Mathematik" und "Mechanik", aber auch darüber hinaus. Genauere Informationen findet ihr in diesem Flyer.

Sechstes Treffen 28.11.2023

Bitte Bildnachweis einfügen

In unserem sechsten Treffen standen zwei Präsentationen im Vordergrund:

  • Benjamin Marussig (Institut für Baumechanik, TU Graz) stellte mit "mechpy" ein beeindruckendes Tool vor, das am Institut für Baumechanik während der letzten Jahre entwickelt wurde. Mit diesem Python-basierten und mit moodle verknüpften Programm werden für jede/n Student*in individuelle Problemstellungen erstellt, die zudem noch automatisiert mittels STACK korrigiert werden können.
  • Thorsten Bartel (Institut für Mechanik, TU Dortmund) präsentierte ein neu etabliertes Konzept, bei dem Präsenzveranstaltungen mit auf konstruktivistischen Lerntheorien basierenden Methoden verknüpft werden. Insbesondere werden die Studierenden durch "Do-It-Yourself"-Einheiten während der Präsenzveranstaltungen dazu angehalten und animiert, direkt in die Anwendnung der behandelten Theorien und Methoden zu gehen.
    Präsentationsfolien als .pdf
    Präsentationsfolien als .pptx

Fünftes Treffen, 15.06.2023

Unser fünftes Treffen stand ganz im Zeichen des Themas "kompetenzorientiertes Prüfen". Die grundlegende Frage ist dabei, welche der gewünschten zeitgemäßen Kompetenzen mithilfe herkömmlicher summativer Prüfungsformen überhaupt geprüft werden können. Um Kompetenzen auf den Stufen "Analysieren" und "Beurteilen" zu prüfen bedarf es ausreichend Zeit. Und diese Zeit steht bei formativen Prüfungsformen zur Verfügung.

Zusammenfassung des Vortrags zum kompetenzorientierten Prüfen: Screencast

93. GAMM-Jahrestagung, 30.05.-02.06.2023, Dresden

Mit der Teilnahme unseres Fachausschusses erlebte die GAMM in ihrem 100. Jubiläum ein Novum: Zum ersten Mal war einem Minisymposium allein das Thema "Didaktik und moderne Lehre" gewidmet. Ziel war es zum einen, den Zuhörer*innen die grundlegenden Konzepte der Didaktik zu erläutern. Zum anderen wurden konkrete Umsetzungen im Sinne von "Best-Practice"-Beispielen präsentiert. Nachfolgend sind die Vortragenden samt Abstract und ggf. den Präsentationsfolien aufgelistet.

Viertes Treffen, 27.10.2022

Die Definition von expliziten Lernzielen ist ein erster wichtiger Schritt (siehe Inhalte des dritten Treffens). Den Studierenden konsequent die Möglichkeit zu geben, diese auch erreichen zu können, ist ein weiterer. Und das übergeordnete Konzept dieses konsequenten Verfolgens von Lernzielen nennt sich Constructive Alignment. Dies war das zentrale Thema unseres vierten Treffens, in dem wir sehr konstruktiv und ausführlich über dieses Konzept diskutiert haben.

Zusammenfassung des Vortrags zum Constructive Alignment: Screencast

IEEE GeCon, 11./12.08.2022, Berlin

Die deutsche Sektion organisiserte diese hybrid durchgeführte Konferenz an der TU Berlin mit dem Ziel, eine Diskussionsplattform zur Diskussion Lehr-/Lernkonzepte zur Verfügung zu stellen, siehe auch https://www.gecon2022.org/. Inbegriffen war auch eine begutachtete Veröffentlichung mit dem Titel "On embedding a traditional mechanical engineering course in a constructivist learning environment", der auf IEEE Xplore veröffentlicht ist. Das zugehörige Preprint darf hier zugänglich gemacht werden.

Präsentationsfolien: PDF-Version / PPTX-Version

Drittes Treffen, 25.05.2022

Inhalt dieses Treffens war insbesondere die Notwendigkeit der präzisen Formulierung von Lernzielen/Lernergebnissen. Lehrende müssen sich vorab die Frage stellen, welche Kompetenzen Studierende auf welchem Niveau nach Abschluss des Kurses erlangt haben sollen. Dazu ist auch die Defnition von Taxonomiestufen von großer Bedeutung. Interne Umfragen im Rahmen dieses Treffens ergaben, dass sich die erwünschten und bisher in den Veranstaltungen erzielten Kompetenzen bei einem Großteil der Studierenden nicht decken.

Zusammenfassung des Vortrags zu Lernzielen/Lernergebnissen: Screencast T. Bartel

Zweites Treffen, 08.02.2022

Pünktlich zum Ende der Vorlesungszeit des Wintersemesters fand unser zweites Treffen statt, indem wir verschiedene Lerntheorien besprochen haben und welche Prozesse im Gehirn Lernen überhaupt ermöglichen bzw. auch erleichtern können. Das Good-Practice-Beispiel wurde von Prof. Dennis Kochmann von der ETH Zürich beigesteuert und zeigte, wie man Konzepte wie "Peer Instruction" und "Flipped Classroom" sinnvoll und zielführend in Vorlesungen einbetten kann.

Zusammenfassung des Treffens: Screencast T. Bartel
Zusammenfassung des Vortrags zu Lerntheorien: Screencast T. Haertel

Erstes Treffen, 09.11.2021

© Urheber​/​Quelle: Dr.-Ing. Thorsten Bartel​/​TU Dortmund

In unserem ersten sehr konstruktiven Treffen haben wir u.a. die bestehenden Herausforderungen zusammengefasst, die sich unserer Erfahrung nach während der letzten Jahre - und dies prinzipiell unabhängig von den Umständen der Pandemie seit März 2020 - aufgetürmt haben. Zudem haben wir allgemeine Ziele unseres Fachausschusses definiert. Wir haben gemeinsam überlegt, wie wir die Treffen inhaltlich gestalten wollen und in welchem Rhythmus diese stattfinden sollen. Gegen Ende des Treffens haben wir die nächsten konkreten Schritte besprochen.

Die wesentlichen Inhalte dieses Treffens haben wir in einem kurzen Video zusammengefasst.

Sollten Sie Interesse an den Inhalten unseres Fachausschusses gefunden haben, können Sie uns gerne per E-Mail kontaktieren. Eine Teilnahme an unseren regelmäßigen Treffen ist jederzeit möglich und auch erwünscht - man muss dazu nicht festes Mitglied des Fachausschusses sein.

Unsere weitere Planung

Folgende Aktivitäten sind konkret in der Planung und Vorbereitung:

  • In 2024 planen wir einen mehrtägigen Workshop durchzuführen.

Wer wir sind

Mit den nachfolgenden Mitgliedern wurde der Fachausschuss im August 2021 gegründet:

Prof. Dr. Daniel Balzani (Ruhr-Universität Bochum), Dr. Thorsten Bartel (TU Dortmund), Prof. Dr. Timm Faulwasser (TU Dortmund), Prof. Dr. Andreas Franze (Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden), Prof. Dr. Daniel Juhre (OVG Universität Magdeburg), Prof. Dr. Philipp Junker (Leibniz Universität Hannover), Prof. Dr. Marc-André Keip (Universität Stuttgart), Prof. Dr. Björn Kiefer (TU Freiberg), Prof. Dr. Dorothee Knees (Universität Kassel), Prof. Dr. Dennis Kochmann (ETH Zürich), Prof. Dr. Detlef Kuhl (Universität Kassel), Dr. Patrick Kurzeja (TU Dortmund), Prof. Dr. Felix Lindner (Universität Kassel), Dr.-Ing. Christoph Meier (TU München), Prof. Dr. Andreas Meister (Universität Kassel), Prof. Dr. Julia Mergheim (TU Erlangen-Nürnberg), Prof. Dr. Ralf Müller (TU Kaiserslautern), Akad. Dir. Dr. Martin Scheer (TU Dortmund), Prof. Dr. Moritz Schulze-Darup (TU Dortmund), Prof. Dr. Andrea Walther (Humboldt-Universität zu Berlin)

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