Math-Bridge

Intelligent-adaptive Lernumgebung für mathematische Brückenkurse
Math-Bridge ist eine E-Learning-Plattform für Online-Brückenkurse im Fach Mathematik. Ziel ist es, das mathematische Vorwissen von Studienanfängern auf den je nach Studienfach erforderlichen Stand zu bringen. Die Plattform bietet Lehrenden und Studierenden tausende mathematischer Lernobjekte in sieben Sprachen. Bereitgestellt werden unterschiedliche Lernobjekte wie Theoreme, Beweise, Beispiele und interaktive Übungsaufgaben. Math-Bridge-Nutzer können eine Auswahl aus vielen vordefinierten Kursen treffen, ihre eigenen Kurse erstellen oder das Kurs-Planungs-Tool nutzen.
Abb.1: Interaktive Übung in Math-Bridge

Ziele und Inhalte

Die Lernplattform Math-Bridge eignet sich für alle Studienfächer, in denen mathematische (Grund-)Kenntnisse verlangt werden. Die Plattform zielt hauptsächlich auf Schließung von Wissenslücken bei der Studienvorbereitung ab. Je nach Anforderung, können Lehrende einen Brückenkurs zusammenstellen oder konzipieren und Studienanfängern online zur Verfügung stellen. Die Kurse können aber auch selbstgesteuert von Studierenden ausgewählt und genutzt werden. Die online bereitgestellten Lernobjekte ermöglichen den Studienanfängern eine selbstgesteuerte Vorbereitung von zu Hause aus.

Didaktisches Konzept

Math-Bridge bietet den Lernenden die Möglichkeit, Begriffe kennenzulernen, Inhalte zu wiederholen, Aufgaben zu üben, Fähigkeiten zu trainieren und Prüfungen zu simulieren. Die enthaltenen Lernobjekte sind auf folgende Lehr-Lernziele ausgerichtet: Hinführung, Begründen/Beweisen/Interpretieren, Anwenden, typische Fehler, Aufgaben, Weiterführendes Material. Studierende können zu jedem Lernobjekt persönliche Notizen oder auch öffentliche Kommentare anlegen. Ebenso können Sie sich die von anderen Nutzern verfassten öffentlichen Kommentare zu den Lernobjekten anzeigen lassen.

Abb. 2: Nutzer-Bewertung, Kommentare und Notizen  zu Lernobjekten
Mit dem Button „Aufgabe starten“ können Lernergebnisse mittels interaktiver Aufgaben überprüft werden. Antworten können direkt eingegeben werden und werden durch das Programm ausgewertet. Der Studierende erhält direkt eine Rückmeldung. Bei Problemen hat der Studierende die Möglichkeit, sich Lösungshinweise anzeigen zu lassen oder zum Lernmaterial zurück zu wechseln. Um den Lernfortschritt zu dokumentieren, wird die Lösung jeder Aufgabe in einem individuellen Lernermodell verrechnet und je Seite angezeigt. Mit Hilfe des Lernermodells wird dem Lerner sein aktueller Stand zurückgespiegelt.

Curriculare Verankerung

Die Kurse auf Math-Bridge sind zur Studienvorbereitung gedacht. Es gibt die Möglichkeit Online-Tests (Multiple-Choice, Drop-Down oder Lückentexte) einzubinden, die automatisch ausgewertet werden können. Ebenso kann der Lernfortschritt der Studierenden verfolgt werden.

Technik

Zugang:
Verschiedene Versionen von Math-Bridge können kostenlos heruntergeladen werden. Um alle Funktionen des Systems zu nutzen und Math-Bridge an individuelle Bedürfnisse anpassen zu können, müssen sich Nutzer kostenlos registrieren. Interessierte Nutzer können sich eine Demo-Version herunterladen. Associated Partners haben weiterhin die Möglichkeit, die aktuellste Version von Math-Bridge zu installieren.

Nutzung:
Math-Bridge ist webbasiert, die Inhalte werden als HTML an den Browser gesendet. Zur Darstellung mathematischer Formeln wird, falls der Browser dies unterstützt, MathML genutzt. Es kommen auch Videos und Simulationen als Flash-Applikation und Java-Applets zum Einsatz.
Die Kurse in Math-Bridge stehen in einem buchähnlichen Format zur Verfügung, welches eine freie Navigation der Nutzer im Lernmaterial ermöglicht. Es steht eine dedizierte Druckansicht  zur Verfügung, falls Nutzer Kursseiten ausdrucken möchten.
Das System verfügt über mehr als 5.000 interaktive Übungsaufgaben, die Nutzern die Möglichkeit zum Einüben des Stoffes ermöglichen. Des Weiteren stehen verschiedene Kommunikationskanäle zur Verfügung, Nutzer können pro Lernobjekt öffentliche Kommentare abgeben, persönliche Notizen hinzufügen oder unser Forum nutzen.

Benötigte Software:
Math-Bridge benötigt einen aktuellen Browser, um Inhalte ansprechend darstellen zu können. Wir empfehlen Firefox, da dieser MathML unterstützt.  Um alle Inhalte betrachten zu können, sollte aktuelle Flash- und Java-Plugins installiert sein. Möchte man seinen eigenen Math-Bridge Server betreiben, benötigt man das Java SDK, mindestens in Version 5.

Entwicklung:
Das dem System zugrunde liegende Format ist OMDoc, eine XML-Sprache zur semantischen Repräsentation  mathematischer Texte. Zur Produktion von Inhalten wird ein auf dem offenen Editor jEdit basierendes Framework eingesetzt. Für die Entwicklung interaktiver Aufgaben steht das dedizierte Werkzeug Examat zur Verfügung.

Kosten

Die Nutzung der Plattform ist frei; Kostenpflichtige Dienstleistungen stehen zusätzlich zur Verfügung.

Zielgruppe

Studierende, bzw. insbesondere Studienanfänger in naturwissenschaftlichen oder technischen Fachbereichen mit Wissenslücken im Bereich Mathematik, Schüler und Lehrer der Oberstufe, Dozierende.

Rahmenbedingungen

Die Nutzung erfolgt individuell.

Ergebnisse

Die Ergebnisse des Projektes Math-Bridge können in drei Kategorien unterteilt werden:

  1. Digitale Bildungsinhalte: Mit über 10.000 Lernobjekten, über 4.000 interaktiven Übungen in sieben europäischen Sprachen umfasst Math-Bridge die weltweit größte Sammlung von multilingualen und multikulturellen Inhalten im Bereich der Mathematik-Brückenkurse. Die Inhalte sind unterteilt in Lernobjekte, dargestellt in gemeinsam genutzten Formaten, annotiert mit Konzepten der Math-Bridge Ontologie und anderen Metadaten.
  2. Plattform für Kurse im Fach Mathematik: Math-Bridge ist nicht einfach eine weitere E-Learning-Plattform, sondern eine voll funktionale Plattform zur Organisation von Brückenkursen. Für Lehrende und Dozierende stellt das System ein komplettes Werkzeug-Set zum Managen von Schülern/Studierenden, Gruppen und Lernmaterialien zur Verfügung; Studierenden bietet es einen erweiterten Zugang zu mathematischen Inhalten, indem verschiedene Werkzeuge wie personalisierte Kursgenerierung, semantische und multilinguale Suche von Lernobjekten oder eine adaptive Navigations-Unterstützung bereitgestellt werden.
  3. Großflächig angelegte Evaluation zur Nutzung von IKT in Mathematik-Brückenkursen: An acht Universitäten in sechs Ländern wurde eine großflächig angelegte Evaluation von Math-Bridge durchgeführt. Math-Bridge wurde als ergänzendes Werkzeug in einem traditionellen Kurs verwendet, als Online-Komponente in einem Blended-Kurs und als Haupt-Plattform in einem Fernkurs. Die Gesamtergebnisse der Evaluation bestätigen den Bildungswert von Math-Bridge. Die Studierenden lernten damit erfolgreich, das Feedback von Studierenden und Dozierenden war meist positiv. Insgesamt ist Math-Bridge ein ehrgeiziges Projekt, das zeigt, dass der Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien in großem Umfang möglich ist und dabei neue Elemente in den Lernprozess eingebracht werden können.
Math-Bridge steht zur freien Verfügung auf der Webseite www.math-bridge.org

Zum Projekt

Website

http://www.math-bridge.org/

Ansprechpartner/in

Dr. Sergey Sosnovsky
CeLTech - Centre for e-Learning Technology
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) GmbH
Campus, Gebäude D3 2
66123 Saarbrücken

Telefon: +49 (0)681 85775 5367
E-Mail: contact@math-bridge.org

Zeitraum

Laufzeit des Projekts ist Mai 2009 – Januar 2012.

Förderung


Das Projekt wird durch die Finanzierung des eContentplus Programms der EU unterstützt.

Beteiligungen und Kooperationen

Math-Bridge ist ein Forschungsprojekt am Centre for e-Learning Technology der Universität des Saarlandes, der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz. Es wurde als ein Gemeinschaftsprojekt von neun Universitäten aus sieben Ländern entwickelt. Folgende Institutionen sind beteiligt: DFKI Saarbrücken, Universität des Saarlandes, Universitäten Kassel und Paderborn, ERGOSIGN GmbH, Tampere University of Technology, Open University Netherlands, Eötvös Loránd University Budapest, Universität Wien,  Université Montpellier II, Universidad Carlos III de Madrid.

Kategorisierung

Lehrfunktion

  • Wissenserarbeitung
  • Üben u. Anwenden
  • Motivation
  • Feedback u. Lernerfolgskontrolle

Medieneinsatz

  • Hypertext
  • Application Sharing
  • Simulation
  • CBT / WBT
  • LMS / Lernmanagementsysteme
  • Sonstigs

Fachbereich

  • Agrar- und Forstwissenschaft
  • Geowissenschaft
  • Informatik
  • Ingenieurswissenschaften
  • Naturwissenschaft und Mathematik
  • Wirtschaftswissenschaften

Lehrszenarien

  • Übung
  • Betreuung

Kategorie