Erfahrungsbericht

Prof. Dr. Eva Decker und Barbara Meier erläutern im Interview mit e‑teaching.org, welche Idee hinter der Mathe-App steckt, welche Erfahrungen bisher damit gemacht wurden, wie sich die Einsatzszenarien inzwischen weiterentwickelt haben und was bei der Entwicklung zu beachten ist.

 

e-teaching.org: Auf Anhieb ist man überrascht: Eine Mathe-App, die in Präsenzveranstaltungen eingesetzt wird. Wie genau sieht denn der Einsatz aus, und was ist der Vorteil dieses Ansatzes?

Eva Decker: Unsere Brückenkurse vor dem Studienstart haben wir nach dem Sandwich-Prinzip neu gestaltet. Bei dem zuvor stark seminaristischen Kursstil hatten wir eine zunehmende Passivität, gekoppelt mit wenig Zutrauen in den eigenen Lernfortschritt festgestellt. Stattdessen gehen wir jetzt so vor: Nachdem eine Themeneinheit nun zunächst über den Dozenten eingeführt und beispielhaft an Tafel oder Whiteboard erarbeitet wird, folgt eine explizite Übungsphase, in der alle Kursteilnehmerinnen und -teilnehmer selbständig vergleichbare Aufgaben bearbeiten. Unsere Absicht ist eine höhere Aktivierung aller Teilnehmenden. Das Üben geschieht „klassisch“ entlang von Aufgabenblättern. In dieser Verarbeitungsphase brauchen die Studierenden aber sehr unterschiedliche Unterstützung. Manchen reicht ein Abgleich mit der finalen Kurzlösung oder es fehlt nur ein entscheidender Tipp zum Weiterarbeiten. Andere wissen nicht, wie sie den ersten Schritt machen können. Auch das Arbeitstempo ist sehr unterschiedlich.

Barbara Meier: Diese bedarfsgerechte Unterstützung können die Dozenten alleine kaum leisten. Wir haben Gruppenstärken von ca. 30 bis 40 Teilnehmenden, kleinere Gruppen sind aus Ressourcengründen für uns nicht möglich. Deshalb kommt hier die App ins Spiel: Sämtliche Aufgaben des Übungsblattes sind mit einer Nummer (ID) versehen. Die Studierenden finden über diese Kennung passende Hilfestellungen in der App. Die Aufgaben sind zudem nach Niveaustufen 1-3 eingeteilt. Wer sich schon im Thema sicher fühlt, steigt gleich bei Niveau 2 ein, während andere im Niveau 1 in kleineren Schritten Lernerfolge erarbeiten. Weil wir mit 400 Brückenkursteilnehmern nicht in PC-Räume gehen können, waren die mobilen Geräte, die mitgebracht werden, und eine App ein naheliegender Gedanke.

Eva Decker: In dieser Übungsphase arbeiten alle Studierenden trotz ihrer unterschiedlichen Voraussetzungen weitgehend selbstständig, allein oder auch in Partnerarbeit. Bereits beim ersten Durchlauf bemerkten die Dozenten durch das aktive Üben eine deutlich angenehmere Arbeitsatmosphäre. Für die Dozenten bleibt mehr Raum für vertiefende individuelle Gespräche über Lösungswege oder um problematische (Selbst-)Lernstile anzusprechen. Genauso wie man passiv einer Vorlesung zuhören kann, ist es natürlich auch möglich, passiv durch die Mathe-App zu blättern. Das nehmen wir dann zum Anlass und reflektieren mit den Teilnehmern, was eigenverantwortliches Lernen – und damit Studieren – bedeutet.

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e-teaching.org: Wie arbeitet die App, was bietet sie den Studierenden?

Barbara Meier: Das Aufgabenpaket bietet zunächst eine sehr ausführliche Hilfestellung beim Üben. Nicht nur die Kurzlösung oder perfekt optimierte Langlösung, wie man sie oft aus Übungsbüchern kennt. Bei Bedarf öffnet man Tipps oder Erklärungen und arbeitet damit weiter. Dann kann man Teilschritte öffnen und vergleichen, bis man den kompletten Lösungsweg entwickelt hat. Nützlich sind auch Funktionen wie eine Stichwort-Suche, um die App als Nachschlagewerk zu nutzen, die Merklisten, um spezielle Aufgaben oder Erklärungen zu vermerken, und der „Klausurtrainer“ für das Generieren von Tests mit Vorgaben zu Dauer und Schwierigkeitsgrad. Durch die App sind diese Hilfen in ihrem vollen Umfang jederzeit griffbereit. Damit erreichen wir eine Verfügbarkeit, die sich nahtlos in unterschiedliche Lernumgebungen – auch offline – einpasst.

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Eva Decker: So wie wir die App im Präsenzkurs einsetzen, ergeben sich noch Vorteile auf anderen Ebenen. Selbst für motivierte Erstsemester ist Mathematik ja oft ein erheblicher Kraftakt. Durch das aktive Üben unter Einsatz der App konnten wir bei den Studierenden vor allem das Zutrauen in die Machbarkeit der Lerneinheiten stärken. Die Zufriedenheit mit unserem Angebot ist bei den Teilnehmenden aller Leistungsstufen deutlich gestiegen. Wir finden dies bei Studienstart sehr wichtig. Schon während des Kurses erleben die Studienanfänger Fortschritte. Das steigert das Durchhaltevermögen, wie wir an der stark gesunkenen Kursabbruchrate erkennen können. Im Präsenzkurs führen wir durch die App auch exemplarisch an das eigenverantwortliche Lernen mit digitaler Unterstützung heran. Da viele Teilnehmer natürlich nicht alle Lücken innerhalb der Dauer eines Brückenkurses schließen können, sind sie so auch für das Weiterarbeiten besser gerüstet.

e-teaching.org: Eine technische Lösung ist das eine, die Nutzung im Massenbetrieb das andere. Brauchen die Studierenden Unterstützung, wenn sie die App nutzen wollen?

Barbara Meier: Download und Nutzung der App gestaltet sich trotz der hohen Anzahl von 400 Studierenden erstaunlich unkompliziert. Über 85 % hatten taugliche Geräte, und fast alle hatten auch die App und das Aufgabenpaket der Hochschule Offenburg per App Stores vor Kursstart über eine kurze Anleitung heruntergeladen. Die andern holten dies in ein bis zwei Minuten nach. Die Nutzung der App ist an sich selbsterklärend, nur auf einige Funktionen wie die Suche der Aufgaben per ID haben wir noch hingewiesen. Die Übrigen teilten sich ein Gerät mit einem Partner oder konnten per Laptop die zusätzliche Browser-Version nutzen. Auch das funktionierte mit kurzer Info über den Zugang schnell und problemlos. Er wurde bei uns durch das Informationszentrum der Hochschule über die Moodle-Plattform realisiert. Zumindest wenn auch Partnerarbeit möglich ist bzw. auch Laptops genutzt werden können, braucht man nach unserer Erfahrung vor der Bring-Your-Own-Device-Strategie keine Angst zu haben. Bezüglich der Technik war für uns natürlich ein großer Vorteil, dass wir uns auf die Erfahrung unseres Kooperationspartner MassMatics verlassen konnten.

e-teaching.org: Wie sieht es mit den Lehrenden aus? Welche Erfahrungen haben Sie mit Ihren Kolleginnen und Kollegen im Projekt gemacht?

Eva Decker: Tatsächlich haben wir die Dozentinnen und Dozenten, für die Brückenkurse mehrheitlich externe Lehrbeauftragte, sehr viel expliziter gecoacht. Die hier investierte Zeit hat sich sehr ausbezahlt. Einfach nur ein Tool zu präsentieren und zu hoffen, dass es sinnvoll in den Kurs eingebunden wird, genügt nicht. Zunächst war wichtig, dass die Dozenten die Zielsetzung der Hochschule, das Nutzungsszenario und didaktische Gesamtkonzept verstehen, um die Neuerungen mitzutragen und mitzugestalten. Gerade wenn viele Lehrende eingebunden werden sollen, ist neben Konzept und Curriculum zumindest ein detailliertes Begleitskript mit einem möglichen Ablauf der Kurseinheiten von Vorteil. Das spart den Dozenten Vorbereitungszeit und zeigt am deutlichsten, wie das Gesamtkonzept gemeint ist. Um gegenüber den Lehrenden ihren Freiraum für persönlichen Stil und Ideen zu respektieren, haben wir das Detailskript als Vorschlag, nicht als Pflicht, positioniert. Tatsächlich wird es aber von allen neuen Dozenten mit nur wenigen individuellen Anpassungen genutzt und wir sind sehr dankbar, wie sie das Konzept engagiert mittragen. Viele unserer Dozenten sind selbst keine Smartphone- oder App-Nutzer. Hier haben wir potentielle Berührungsängste abgebaut, indem die Dozenten alternativ Laptop und Browserversion verwenden können. Dass wir die Kombination mit traditionellen Materialien wie Papier-Übungsblätter gesucht haben, scheint sowohl für Dozenten wie Studierende von Vorteil. Auf diese Weise wird E-Learning bzw. Mobile Learning als optionales Zusatzmedium erfahren, in das wir aber nicht jeden Lerntyp – und auch nicht jeden Lehrenden – reindrängen.

e-teaching.org: Welche Beobachtungen haben Sie beim Einsatz der App gemacht? Ist Ihnen etwas besonders aufgefallen?

Eva Decker: Bereits bei der Begrüßung hatten fast alle Teilnehmer die App ohne Schwierigkeiten installiert, einige wenige hatten sogar schon „vorgeübt“. Selbst Dozenten, die nie zuvor eine App genutzt hatten, waren bald entspannt. Die Studierenden haben schnell völlig selbstständig gearbeitet und Rückfragen waren i.d.R. fachlicher Natur und gerne gesehen, zum Beispiel Ideen zu alternativen Lösungswegen. Wir beobachten auch, dass es Studierenden durch die App teilweise leichter fällt, über Schwierigkeiten zu sprechen. Es ist ein Unterschied, ob man nur ein Schulterzucken hervorbringen kann oder sagen kann: „Bei Tipp 3 komme ich nicht weiter, weil…“. Wenn es den Erstsemestern gelingt, ihre Schwierigkeiten in Mathematik besser zu lokalisieren und zu formulieren, haben wir auch einen Aktivierungsschritt getan. Die weite Mehrheit würde laut Evaluation die App weiterempfehlen und wünscht sich mehr solcher Angebote.

Erstaunlich war für uns, wie offen die Lehrbeauftragten das App-gestützte Konzept annahmen. Sie waren zwar etwas nervös, ob technisch alles funktioniert, aber offen für das Gesamtkonzept. Nur ein Dozent, der noch nie E-Learning genutzt hat, lehnte Umsetzung und Evaluation ab.

e-teaching.org: Sie sprechen eine Evaluation an: Was wurde dabei erfragt und welche Ergebnisse waren für Sie besonders aufschlussreich?

Barbara Meier: Im Anschluss an den Brückenkurs haben wir die Teilnehmer um eine Bewertung mittels eines 2-seitigen Fragenbogens gebeten, mit Fragen zur Bewertung von Übungsanteil, Materialien, App-Unterstützung und Einschätzung ihres Lernfortschritts. Bei der Frage, was den Studierenden an der Mathe-App gefällt, sind die Prioritäten bemerkenswert: Die Unterstützung des individuellen Lerntempos (86 %) und die Hilfe nach Bedarf (89 %) sind aus Sicht der Studierenden am wichtigsten. Man kann sagen, dass die Studierenden ihre Heterogenität und das Eingehen darauf durchaus realisieren. Die Mobilität im Sinne „unterwegs nutzen“ fanden z.B. knapp 50 % wichtig, wobei man andere Facetten der Mobilität zukünftig noch etwas detaillierter erfragen könnte. Als neuer Lernzugang neben klassischem Buch oder Onlinekurs hat das Medium App im Brückenkurs bei uns eine sehr breite Akzeptanz gewonnen.

Eva Decker: Auch die Freitext-Fragen haben bestätigt, dass die Mehrheit der Teilnehmer diese Form der Lernunterstützung als sehr hilfreich empfinden und sich vergleichbare Angebote auch für andere Studieninhalte wünschen. Aus diesem Grund arbeiten wir aktuell an einer Weiterentwicklung in Richtung Physik-App.

e-teaching.org: Gab es bei der Ihrer Mathe-App spezielle Herausforderungen? Was war Ihnen besonders wichtig? Wie aufwändig ist die Entwicklung einer solchen App?

Barbara Meier: Die App als unterstützendes Medium musste technisch eine sehr breite Reichweite haben, d.h. mindestens für Android- und iOS-Geräte verfügbar sein, und der Download muss über die App Stores für unsere Studierenden einfach und kostenfrei zu regeln sein. Zudem sollte sie „gerne“ genutzt werden. Damit meinen wir zumindest zur Zufriedenheit der Studierenden, der Begriff „gerne“ ist bei Matheüben vielleicht nicht ganz angebracht ... Dazu musste sie den Look-and-Feel-Gewohnheiten unserer Teilnehmenden entsprechen, in der Bedienung keine nennenswerte Hürden aufweisen und von technisch hoher Qualität sein. Dazu zählt z.B. eine Skalierung auf die Breite der Bildschirme ohne Qualitätsverlust.

Eva Decker: Der didaktische Ansatz sollte gut zu unserer Gesamtphilosophie passen. Für die Studienanfänger wollten wir zum Beispiel in ihrem ersten wichtigen Kurs die Hürde der Formeleingabe vermeiden. Wie man es auch schon von anderen Online-Produkten kennt, muss man sich zudem den Unterschied zwischen Üben/Training und Test/Diagnostik bewusst machen. Fürs Erste wollten wir zum Beispiel keinen Multiple Choice-Ansatz. Die Studierenden sollten also nicht zwischen vorgegebenen Lösungen auswählen, sondern die Entwicklung der Lösungswege und die ausführlichen Hilfen sollten im Vordergrund stehen. Wir wollten ein Tool, das noch eine enge Führung ermöglicht, aber bereits einen mündigen Umgang mit den angebotenen Hilfen zu Grunde legt. Vor allem aber musste die Lösung inhaltlich sehr passgenau sein. Das neue Übungspaket soll zuverlässig auf die Anforderungen an unserer Hochschule zugeschnitten sein. Um eine sinnvolle Brücke zwischen Anschluss an die aktuellen Bildungspläne der Schulen und Anforderungen der Hochschule zu schaffen, orientierten wir uns für die Inhalte an den Empfehlungen der Arbeitsgruppe Cooperation Schule-Hochschule (COSH). Dort war auch unsere Hochschule an Tagungen zur Erarbeitung des hochschulübergreifenden „COSH Mindestanforderungskatalogs Mathematik“ beteiligt. Diese Arbeitsgruppe hat einen sehr wichtigen Beitrag geleistet, indem sie die Lücken identifiziert hat, die zwischen dem tatsächlich vermittelten Schulstoff und den Erwartungen der Hochschule liegen, und das Niveau von Anforderungen durch konkrete Aufgaben verdeutlicht hat. Als Nebeneffekt ist unser Aufgabenpool auch für andere Hochschulen interessant.

Barbara Meier: Letztlich musste die App auch möglichst zeitnah einsatzfähig sein. Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir nach einer bestehenden Lösung gesucht, auf die wir aufsetzen können. Diese haben wir in unserem Kooperationspartner MassMatics gefunden. So verblieben auf Hochschulseite ca. 100 Personentage Aufwand bis zum Start der ersten Brückenkurse mit Mathe-App, den Evaluationsaufwand nicht eingerechnet.

Eva Decker: Als Herausforderung und Aufwand sehen wir dabei nicht nur die Entwicklung der App als Tool mit Inhalt, sondern die Einbettung in ein didaktisches Gesamtszenario. Erst das Gesamtszenario bewirkt eine Nutzung in der Breite und rechtfertigt somit den Aufwand im Vergleich zum Nutzungsgrad auch für kleinere HAWs wie uns.

e-teaching.org: Bei der Entwicklung haben Sie mit der MassMatics UG zusammengearbeitet. Weshalb? Was war für Sie der Vorteil dieser Kooperation?

Barbara Meier: In unserem Projekt stehen wir vor der Aufgabe, zeitnah praxistaugliche Lehr-/Lernkonzepte für den Übergang Schule-Studium zur entwickeln, die in der Breite genutzt werden können, bei uns konkret in 18 Bachelor-Studiengängen bzw. zwischen 400 und 500 Brückenkursteilnehmern. Als Hochschule für Angewandte Wissenschaften mittlerer Größe – wir haben ungefähr 4300 Studierende – stehen uns dazu nur vergleichsweise moderate Personalressourcen zur Verfügung. Für uns war früh klar, dass wir nach Möglichkeit bereits umgesetzte und bewährte Lösungen aufgreifen und für unsere Anforderungen weiterentwickeln wollen. Als wir die Idee mit der Einbindung einer Mathe-Übungsapp hatten, haben wir zuerst existierende Lösungen recherchiert. Mit MassMatics haben wir einen Partner gefunden, der bereits einen Mathetrainer auf dem Markt hatte, der zwar inhaltlich andere Gebiete adressierte, aber ansonsten unseren Vorstellungen sehr deutlich entsprach und auch von der technischen Stabilität für den Masseneinsatz geeignet war. Die schon existierenden Inhalte der MassMatics App wendeten sich eher an Studierende mit Hauptfach Mathematik bzw. Wirtschaftsmathematik. Dies ist auch der eigene Hintergrund der Gründer der StartUp MassMatics UG. Hinzu kam dann ein Konzept, mathematische Inhalte im LaTeX-Format für die Verwendung per App für Android bzw. iOS mit ansprechendem Look and Feel zu transformieren.

Eva Decker: Unser Part in der Kooperation war die Entwicklung eines Aufgabenpakets gezielt für den Übergang in ein Studium, in dem Mathematik als Hilfswissenschaft dient, und der Masseneinsatz an der Hochschule. Didaktisch passte das MassMatics Übungskonzept mit den ausführlichen Hilfen sehr gut zu unseren Vorstellungen. Aus jahrelanger Erfahrung als Mathematik-Tutoren heraus hatte MassMatics einen Lerner-zentrierten Vermittlungsstil gefunden, der auch als App funktioniert und die formale Sprache des Dozenten in den Vorlesungen sehr gut ergänzt. Ein Glücksfall. So konnten wir uns in den sieben Monaten von der ersten Kontaktaufnahme bis zur ersten Durchlauf im Brückenkurs darauf konzentrieren, unser Wissen um die Probleme im Übergang Schule-Studium und die Arbeit des COSH Arbeitskreises einzubringen. Als Ergebnis haben wir das 500 Aufgaben starke Übungspaket „Vorbereitungskurs“ für die MassMatics App ausgearbeitet und die Begleitmaterialien zur Unterstützung der Teilnehmer und Dozenten für den Präsenzkurs erstellt. MassMatics übernahm die Umsetzung der Inhalte innerhalb der App.

Barbara Meier: Zusätzlich wurde von MassMatics als Nutzungsalternative eine Browservariante in unsere Moodle-Plattform eingebunden, mit der wir eine 100 % Zugänglichkeit gewähren können. Administrationsfunktionen für den Einsatz an Hochschulen (z.B. Nutzungsstatistiken) wurden gemeinsam besprochen und über das Web-Interface schnell realisiert. Über die Browservariante haben wir den Dozenten außerdem die Möglichkeit gegeben aus den Aufgaben der App eigene Aufgabenblätter zum Ausdruck zu generieren. Eine wichtige Funktion um die App über den Brückenkurs hinaus in Tutorien, Vorlesungen und Lernzentrum einsetzen zu können. Ideal ist natürlich, dass wir durch die Präsenzbrückenkurse ohne technische Hürden an digitale Hilfen heranführen können, die sogar noch in Mathe 1 und 2 einen großen Nutzen haben. Durch die Kooperation profitieren wir nun auch von Weiterentwicklungen der App, etwa dem Ausbau des Klausurtrainers.

e-teaching.org: Inzwischen kommt die App ja nicht mehr nur in den Mathe-Brückenkursen zum Einsatz. Wo und wie wird sie sonst noch genutzt?

Eva Decker: Aufgrund der Nachfrage der Teilnehmer arbeiten wir gerade am Aufgabenset für die Physik-Brückenkurse. Bezüglich Mathematik war uns vor allem die Möglichkeit der Kontinuität und der flexiblen Einbettung in unterschiedliche Lehr-/Lernsettings wichtig. MassMatics bietet über den Vorbereitungskurs hinaus über 2000 weitere Aufgabe aus Analysis, Lineare Algebra und Statistik, d.h. die App kann digitaler Begleiter durchs die ersten Semester sein. Beim Lösen von Übungsblättern schlagen Studierende Theorieblöcke und Beispiele nach. Im „Lernzentrum“, wo an den Nachmittagen in offenen Sprechstunden individuelle Hilfe bei Fragen in den MINT-Fächern möglich ist und Kompaktkurse mit betreutem Üben angeboten werden, geben die Tutoren auch Übungsempfehlungen aus der App. Motivierte Studierende nutzen die App als Zusatzübungsmaterial zur Mathe-Vorlesung, wenn ihnen dieser neue Lernzugang zusagt. Diese Anbindung an Vorlesungen soll in Zukunft noch verstärkt werden. Gerade unsere Hauptzielgruppe des neuen Angebots, motivierte Studierende, die jedoch viel Nachholbedarf haben, schätzen die App-gestützten Aufgaben zum Aufbau von Routine.

Barbara Meier: Darüber hinaus suchen wir verstärkt Kontakt zu den Schulen der Region. Viele Lehrer zeigen großes Interesse, ihre Schüler optimal auf den Übergang an die Hochschulen vorzubereiten, insbesondere durch konkretes Beispielmaterial. Dass der Vorbereitungskurs per Mathe-App sehr leicht zugänglich ist, hat den Dialog zwischen Hochschule und Lehrern der Region sehr gefördert. Wir haben früh mit einzelnen Pilotprojekten an Kooperationsschulen gestartet und das Interesse an der Nutzung der Mathe-App ist anhaltend groß.

e-teaching.org: Das Rad muss nicht immer wieder neu erfunden werden: Könnten Lernende, die nicht an der HS Offenburg studieren oder ein Studium dort planen – oder vielleicht auch Lehrende anderer Hochschulen – die App nutzen? Wären Kooperationen möglich?

Barbara Meier: Indem wir den Vorbereitungskurs Mathematik in eine App eingelagert haben, hat sich das Problem der Verfügbarkeit gelöst. Jeder und jede kann das Aufgabenpaket „Grundlagen fürs Studium“ mit „Vorbereitungskurs“ über den App-Store beziehen. Kostenfrei, wie über unsere Campus-Lizenz, kann er dort zwar nicht angeboten werden, aber zum Reinschnuppern reicht schon die kostenlose Basisinstallation von MassMatics. Alternativ ist es immer möglich Schul- oder Campuslizenzen über MassMatics UG zu erwerben. Viele andere Hochschulen orientieren sich ja wie wir auch am erwähnten COSH Mindestanforderungskatalog Mathematik, so dass das Aufgabenpaket direkt nutzbar ist. Falls Bedarf an eigenen Inhalten besteht, können Hochschulen auch analog zu uns mit der MassMatics UG kooperieren und weitere Trainingspakete einbringen. Für nähere Informationen zu Einsatz und Erfahrungen in unterschiedlichen Lernarrangements, Begleitmaterialien der Präsenzkurse und aktuellen Weiterentwicklungen stehen wir gerne bereit.

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