m-learning: ESkaLATE

Entwicklung einer Softwareumgebung für kursintegrierte, adaptive Lern-Angebote zu mathematischen Themen der Elektrotechnik

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Softwareumgebung zum veranstaltungsbegleitenden Lernen und Einüben von elementaren Zusammenhängen im Mathematischen Brückenkurs. Der Mathematische Brückenkurs des Fachbereichs Elektrotechnik/Informatik vermittelt und wiederholt die Mathematik der gymnasialen Oberstufe und teilweise auch der Mittelstufe, um bei den Studienanfängerinnen und –anfängern die Grundlagen zum Verständnis der regulären Lehrveranstaltungen zu festigen. Er gleicht vorhandene Defizite aus, was eine wesentliche Voraussetzung für den weiteren Studienerfolg ist. Vergleichbare Angebote gibt es in vielen MINT-Fachbereichen.

Der bisher am konventionellen Schulunterricht und einem begrenzten Einsatz der Lernplattform Moodle orientierte Brückenkurs soll hier um eine passgenaue e-Learning-Komponente erweitert werden. Ziel ist es, den Lernvorgang zu vertiefen und die Motivation der Teilnehmerinnen und Teilnehmer spielerisch zu steigern, sich mit mathematischen Fragestellungen zu beschäftigen. 

Die geplante Softwareumgebung zum zeitnahen Einüben des aktuell behandelten Stoffs soll sich jederzeit und an jedem Ort verwenden lassen und sich adaptiv an den individuellen Lernstand jeder einzelnen Benutzerin und jedes Benutzers anpassen. Sie besteht aus einer Smartphone-App zum ortsunabhängigen Lösen von kurzen Aufgaben nach einem speziell hierfür modifizierten Multiple-Choice-Verfahren, einem zentralen Server zur Koordination des Übungsablaufs, der jederzeit eine Übersicht über den Gesamtstand einer Kohorte erlaubt, sowie einem Modul zur themengerechten Erstellung von Übungsaufgaben mit der Möglichkeit, teilautomatisch eine große Anzahl an Aufgabenvarianten zu generieren.

Die Mathematik ist eine wesentliche Hürde für den Erfolg in der Studieneingangsphase und späteren Veranstaltungen im Studium der Elektrotechnik an der Universität Kassel und an anderen Hochschulen. In den vergangenen Jahren wurden daher zahlreiche freiwillige Unterstützungsmaßnahmen im Umfeld der mathematischen Grundlagen entwickelt. Dazu gehört ein auf sechs Wochen erweiterter Vorkurs, ein Lernzentrum und ein stark erweitertes Sprechstundensystem. Als Besonderheit wurde der zunächst ebenfalls freiwillige Mathematische Brückenkurs für diejenigen verpflichtend gemacht, die eine Eingangsklausur auf Schulniveau nicht erfolgreich bewältigen konnten. Grund hierfür war die erkennbare mangelnde Motivation der betroffenen Studierenden zur Teilnahme. Auch eine verpflichtende Teilnahme kann jedoch nur zum Erfolg führen, wenn die betroffenen Studierenden motiviert an ihre Lernaufgabe herangehen. 

Um dies zu erreichen, und gleichzeitig ein wiederholendes Üben zu etablieren, soll hier eine Möglichkeit geschaffen werden, das Üben in spielerischer Form über das persönliche Smart- phone in den Alltag zu integrieren. Basierend auf den bisherigen Erfahrungen aus dem Mathematischen Brückenkurs wurde ein passendes e-Learning-Angebot geplant, das nun um- gesetzt werden soll. Die grundlegende Konzeptionierung des Systems ist bereits abgeschlossen, mit diesem Projektantrag soll die praktische Umsetzung und die Optimierung der Nutzerschnittstelle während einer Einführungsphase realisiert werden. 

Am Fachbereich Elektrotechnik/Informatik wurde in den vergangenen Jahren bereits eine umfassende Expertise bezüglich der Entwicklung von plattformübergreifenden Smartphone- Apps und den damit verbundenen, datenbankgestützten Client-Server-Systemen gesammelt. Insbesondere ist hier das Projekt OLIF zu nennen, bei dem in Zusammenarbeit mit dem Servicecenter Lehre der Universität Kassel mit sehr großem Erfolg ein System zur Online-Vorlesungsumfrage entwickelt und einsatzfähig gemacht wird. 

2016-12-22: Die detaillierte Implementierungsplanung auf Basis einer Anforderungsanalyse für die Server-Seite hat begonnen.

2016-12-01: Die Arbeiten am Projekt haben begonnen, der erste Schritt ist eine technische Anforderungsanalyse für die Server- und Client-Software.