optes - Optimierung der Selbststudiumsphase

Studienvorbereitung und begleitetes Selbststudium im Bereich Mathematik

Projektlaufzeit:

01.10.2016 bis 31.12.2020

Projektkoordination:

Duale Hochschule Baden-Württemberg DHBW

Forschungscluster:

Innovation in Lehr-/Lernprozessen


Projektbeschreibung und Zielsetzung

optes ist ein Gemeinschaftsprojekt der Dualen Hochschule Baden-Württemberg, der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe, der Universität Hamburg und des Vereins ILIAS open source e-Learning e.V. in Zusammenarbeit mit der Universität Würzburg.

Das Projekt wurde im Rahmen des Qualitätspakts Lehre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in einer ersten Projektphase von April 2012 bis September 2016 gefördert und wird seit Oktober 2016 in einer zweiten Förderphase bis Ende 2020 weitergeführt.

Im Rahmen von optes werden verschiedene Angebote, Inhalte und Konzepte für das begleitete Selbststudium der Mathematik entwickelt und im Pilotbetrieb erprobt, wie beispielsweise ein webbasierter Mathematik-Vorkurs oder diagnostische Testverfahren. In einem zweiten Schritt erfolgt die Einführung der Maßnahmen bei den anderen Hochschulen des Projektverbunds. Schließlich können im Rahmen der Verstetigung auch Hochschulen, die nicht zum optes-Verbund gehören, die entwickelten webbasierten Angebote kostenfrei übernehmen und weiter optimieren. Zahlreiche Studierende scheitern bereits in den ersten Semestern an den mathematischen Herausforderungen der so genannten MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik).

optes soll die Fähigkeit der Studierenden zum erfolgreichen Selbststudium in allen Fächern stärken, die profundes mathematisches Grundlagenwissen erfordern. Damit erhöht optes die Chance für einen erfolgreichen Studienabschluss und reduziert die Abbruchquote in technischen und naturwissenschaftlichen Fächern.
 

Vorgehensweise / Methodik

Folgende Angebote bietet das Verbundprojekt optes an:

  • Adaptive mathematische Qualifizierung (DHBW Mosbach)
  • ePortfolio (TH OWL)
  • Formatives eAssessment und Propädeutika (DHBW Mannheim)
  • eMentoring (TH OWL)
  • eAssessment im Studium (DHBW Karlsruhe)
  • eTutoring (TH OWL)
  • Dissemination (ILIAS e.V.)
  • Prozessbegleitung und didaktische Beratung (Universität Hamburg)
  • Qualitätssicherung Mathematik (Universität Würzburg)
  • Projekt- und Wissensmanagement, Projektleitung (DHBW Karlsruhe)
  • Koordination Softwareentwicklungen (ILIAS e.V.) 

optes Projektteam DHBW Karlsruhe

Veröffentlichungen

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2016): Studienvorbereitung Mathematik DHBW Mannheim, Fakultät Technik: TP 3 Formatives eAssessment. Online verfügbar unter https://www.optes.de/ilias.php?ref_id=6099&page=%C3%9Cbersicht&wpg_id=988&cmd=downloadFile&cmdClass=ilwikipagegui&cmdNode=sa:sk:sp&baseClass=ilwikihandlergui&file_id=il__file_20835

     

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  • Derr, Katja; Jeremias, Xenia Valeska; Schäfer, Michael (2016) : Optimierung von (E-)Brückenkursen Mathematik: Beispiele von drei Hochschulen In: Hoppenbrock, Axel; Biehler, Rolf; Hochmuth, Reinhard; Rück, Hans-Georg (Hg.): Lehren und Lernen von Mathematik in der Studieneingangsphase: 1. Aufl. 2016: Wiesbaden: Springer Spektrum (Konzepte und Studien zur Hochschuldidaktik und Lehrerbildung Mathematik), S. 115-129
  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2016) : Formatives eAssessment in Online-Brückenkursen. Potentiale und Grenzen und die Rolle des Feedback In: Institut für Mathematik und Informatik der Pädagogischen Hochschule Heidelberg: Vorträge auf der 50. Tagung für Didaktik der Mathematik in Heidelberg: 50. Tagung für Didaktik der Mathematik: Heidelberg: 07.03-11.03.2016: Münster: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik, S. 1145-1148. Online verfügbar unter http://www.zemath.dhbw-mannheim.de/fileadmin/ms-sonst/zemath/GDM_16_DERR_eAssessment.pdf

     

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2016) : Formatives eAssessment in Online-Brückenkursen: Potentiale und Grenzen und die Rolle des Feedback In: Institut für Mathematik und Informatik der Pädagogischen Hochschule Heidelberg: Beiträge zum Mathematikunterricht 2016: 3: Münster: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik, S. 1145-1148. Online verfügbar unter http://www.zemath.dhbw-mannheim.de/fileadmin/ms-sonst/zemath/GDM_16_DERR_eAssessment.pdf

     

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  • Halm, Linda; Heubach, Melike; Mersch, André; Samoila, Oliver; Wrenger, Burkhard (2016) : Studentisches eMentoring an der Hochschule Ostwestfalen-Lippe - Mediengestützte Betreuung und Vermittlung überfachlicher Fähigkeiten in der Studieneingangsphase In: Merkt, Marianne; Wetzel, Christa; Schaper, Niclas (Hg.): Professionalisierung der Hochschuldidaktik: Bielefeld: wbv - W. Bertelsmann Verlag (Blickpunkt Hochschuldidaktik), S. 197-207

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  • Osterhagen, Tanja; Mersch, André (2016): eMentoring an der Hochschule Ostwestfalen-Lippe. In: die hochschullehre. Interdisziplinäre Zeitschrift für Studium und Lehre. 2. Online verfügbar unter http://www.hochschullehre.org/wp-content/files/diehochschullehre_2016_osterhagen_mersch.pdf

     

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  • Osterhagen, Tanja; Gotzeina, Uwe (2016) : Innovativ Prüfen – elektronische Klausuren an der Hochschule Ostwestfalen-Lippe In: Ternes, Doris; Eller-Studzinsky, Bettina; To, Kieu-Anh (Hg.): TeachingXchange: Kalletal-Hohenhausen: Strangfeld Druck GmbH, S. 55-68

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  • Samoila, Oliver; Büchter, Karin; Koch, Karola; Hartung, Marion : Synthese des Kompetenzbegriffs in optes: Version 1.6. Online verfügbar unter https://www.optes.de/goto.php?target=file_5511_download&client_id=optes

     

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  • Samoila, Oliver; Büchter, Karin; Koch, Karola; Hartung, Marion : Synthese des Kompetenzbegriffs in optes. Online verfügbar unter https://www.optes.de/goto.php?target=file_5511_download&client_id=optes

     

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  • Samoila, Oliver; Heubach, Melike; Mersch, André; Wrenger, Burkhard (2016) : Das ePortfolio und flankierende Maßnahmen des Verbundprojektes optes zur Unterstützung INT-Studierender in mathematischen Grundlagenveranstaltungen In: Hoppenbrock, Axel; Biehler, Rolf; Hochmuth, Reinhard; Rück, Hans-Georg (Hg.): Lehren und Lernen von Mathematik in der Studieneingangsphase: 1. Aufl. 2016: Wiesbaden: Springer Spektrum (Konzepte und Studien zur Hochschuldidaktik und Lehrerbildung Mathematik), S. 423-434

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  • Sangwin, Christopher J.; Köcher, Nadine (2016): Automation of mathematics examinations. In: Computers & Education 94, S. 215-227. DOI: 10.1016/j.compedu.2015.11.014

    DOI: https://www.optes.de/ilias.php?ref_id=117&page=Veröffentlichungen&wpg_id=158&cmd=downloadFile&cmdClass=ilwikipagegui&cmdNode=sa:sk:sp&baseClass=ilwikihandlergui&file_id=il__file_17702 

    Abstract: Assessment is a key component of all educational systems, and automatic online assessment is becoming increasingly common for formative work in mathematics. This paper reports an investigation of the extent to which contemporary automatic assessment software can automatically mark answers to questions from existing high-stakes mathematics examinations. The questions are taken from a corpus of publicly available core mathematics questions designed for high-achieving students aged approximately eighteen at the schooleuniversity interface. We focus on the extent to which objective properties of each final answer may be automatically established and the extent to which automatic marking reasoning by equivalence supports assessment of students' methodology. Our results show that transcribing existing paper-based mathematics examinations into an electronic format is now feasible for a significant proportion of the questions as currently assessed. The most significant barrier to using contemporary automatic assessment is the requirement from examiners that students provide evidence that they have used an appropriate method.

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  • Schäffer, Dennis; Osterhagen, Tanja : Lernmanagement-Systeme mit Konzept einsetzen – Lehrende und Studierende beim Online-Lernen begleiten. e-teaching.org. Online verfügbar unter https://www.e-teaching.org/etresources/pdf/erfahrungsbericht_2016_schaffer-osterhagen_lms-mit-konzept.pdf

     

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  • Schäffer, Dennis (2016) : Studierende begleiten Professor*innen - Ausbildungskonzept für studentische E-Learning-Berater*innen In: Ternes, Doris; Eller-Studzinsky, Bettina; To, Kieu-Anh (Hg.): TeachingXchange: Kalletal-Hohenhausen: Strangfeld Druck GmbH, S. 111-126. Online verfügbar unter http://www.pedocs.de/volltexte/2017/12737/pdf/Schaeffer_2016_Studierende_begleiten_Professor_innen.pdf

     

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  • Daniel, Manfred; Wingerter, Bernd (2015) : STACK – ein neuer Fragetyp in der Mathematik In: HD MINT: Tagungsband zum 2. HDMINT Symposium 2015: MINTTENDRIN Lehre im Dialog. Unter Mitarbeit von Georg Simon Ohm: 2. HDMINT-Symposium: Technische Hochschule Nürnberg: 24. / 25. September: DiNa-Sonderausgabe, S. 54-57. Online verfügbar unter https://www.optes.de/goto.php?target=file_5098_download&client_id=optes

     

    Abstract: Dieser Artikel stellt den neuen elektronischen Fragetyp STACK zur Formulierung von Mathematik-Aufgaben in elektronischen Tests und eKlausuren vor. Dieser steht als PlugIn für die Learning Management Systeme (LMS) moodle und ILIAS zur Verfügung. Mit diesem Fragetyp ist es möglich, Mathematische Ausdrücke wie Matrizen und Gleichungen als Lösung eingeben zu lassen und die Ergebnisse der Testteilnehmer auf mathematische Eigenschaften zu untersuchen. Bei der Auswertung findet kein Stringvergleich statt, sondern es wird das Computer-Algebra-System (CAS) Maxima, das als Open-Source-Projekt entwickelt wird, verwendet. Außerdem können Fragen randomisiert und differenziertes Feedback gegeben werden.

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  • Derr, Katja; Podgayetskaya, Tatyana (2015): Zwischen Drill&Practice und Problemlösen: Gestaltung von Online-Aufgaben im Bereich Studienvorbereitung für technische Studiengänge. Basel, 2015

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2015) : Betreuungsangebote in einem Online Vorkurs Mathematik. Modularisierung als Antwort auf heterogene Studierendenschaft? In: Caluori, Franco; Linneweber-Lammerskitten, Helmut; Streit, Christine (Hg.): Beiträge zum Mathematikunterricht 2015: 49. Tagung für Didaktik der Mathematik: Basel: 09.02.-13.02.2015: Münster: WTM - Verlag für Wissenschaftliche Texte und Medien, S. 228-231. Online verfügbar unter http://www.zemath.dhbw-mannheim.de/fileadmin/ms-sonst/zemath/BzMU15_DERR_OnlineVorkurs.pdf

     

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2015) : Betreuungskonzepte für Online-Vorkurse in Mathematik. Fachliche und überfachliche Aspekte In: HD MINT: Tagungsband zum 2. HDMINT Symposium 2015: MINTTENDRIN Lehre im Dialog. Unter Mitarbeit von Georg Simon Ohm: 2. HDMINT-Symposium: Technische Hochschule Nürnberg: 24. / 25. September: DiNa-Sonderausgabe, S. 64-69. Online verfügbar unter https://www.hd-mint.de/wp-content/uploads/2014/10/ENDVERSION_HDMINT_2015_Tagungsband.pdf

     

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2015) : Betreuungsangebote in einem Online Vorkurs Mathematik: Modularisierung als Antwort auf heterogene Studierendenschaft? In: Caluori, Franco; Linneweber-Lammerskitten, Helmut; Streit, Christine (Hg.): Beiträge zum Mathematikunterricht 2015, 1: 2: Münster: WTM - Verlag für Wissenschaftliche Texte und Medien, S. 228-231. Online verfügbar unter http://www.zemath.dhbw-mannheim.de/fileadmin/ms-sonst/zemath/BzMU15_DERR_OnlineVorkurs.pdf

     

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2015) : Betreuungskonzepte für Online-Vorkurse in Mathematik: Fachliche und überfachliche Aspekte In: HD MINT: Tagungsband zum 2. HDMINT Symposium 2015: MINTTENDRIN Lehre im Dialog. Unter Mitarbeit von Georg Simon Ohm: 2. HDMINT-Symposium: Technische Hochschule Nürnberg: 24. / 25. September: DiNa-Sonderausgabe, S. 64-69. Online verfügbar unter https://www.hd-mint.de/wp-content/uploads/2014/10/ENDVERSION_HDMINT_2015_Tagungsband.pdf

     

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2015) : Formative Evaluation und Datenanalysen als Basis zur schrittweisen Optimierung eines Online-Vorkurses Mathematik In: Nistor, Nicolae; Schirlitz, Sabine (Hg.): Digitale Medien und Interdisziplinarität: Münster; New York: Waxmann (Medien in der Wissenschaft), S. 186-196. Online verfügbar unter http://www.zemath.dhbw-mannheim.de/fileadmin/ms-sonst/zemath/GMW_2015_optes.pdf

     

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Ahmed, Mohammed Zaki (2015) : Using Test Data for Successive Refinement of an Online Pre-Course in Mathematics In: Jefferies, Amanda; Cubric, Marija (Hg.): Proceedings of the 14th European Conference on e-Learning: 14th European Conference on e-Learning (ECEL 2015): Hatfield, United Kingdom: 29 – 30 October 2015: Red Hook, NY: Curran Associates, Inc., Academic Conferences and Publishing International Ltd, S. 173-180. Online verfügbar unter http://www.zemath.dhbw-mannheim.de/fileadmin/ms-sonst/zemath/derr_ecel_2015.pdf

     

    Abstract: Prior knowledge in mathematics has repeatedly been found related to study success in engineering, making its lack a variable to identify “at risk” students. Not all secondary school graduates are equally prepared to meet the demands of an engineering programme; different school types and mathematics curricula lead to broad differences in basic knowledge. As a remedy, universities offer pre-courses or bridging courses in mathematics, more and more frequently employing e-learning or blended learning programmes. The paper describes the development of an online course for study preparation in mathematics. The design process is accompanied by a research project that analyses both quality of the learning material and performance of the participants. In a multiphase research design repeated evaluations of test results, questionnaire data and statistical information are used to revise and successively improve the programme. The overall goal is to build a pre-course that meets the demands of the group of prospective engineering students. The main research interest is to build a consistent data model that relates students’ personal and demographic backgrounds, prior knowledge in mathematics, and learning outcomes in the pre-course. In the first design phase, or pre-study, the most relevant issues that should be addressed in the further course of the project were identified, applying qualitative methods to question (or confirm) quantitative outcomes. Based on these results, learning material and quantitative tools were modified, and re-evaluated. The final data model for the main study is based on three quantitative sources: pre- and posttest performance, personal questionnaire, and evaluation questionnaire. The results so far reveal a highly heterogenic learner group regarding cognitive and metacognitive variables. While many students are able to close minor gaps via self-study, others lack the ability to self-regulate and need support structuring and monitoring the learning process. Thus different learning scenarios, from self-study to blended learning to online tutoring, were provided and evaluated in 2014. In the article examples for the use of learning analytics in the developmental design process and the latest version of the programme are given. The pre-posttest design’s reliability was increased based on statistical analyses of students’ test results. Test results then could be related to known predictors of mathematics performance, e.g. school grades, or attitude towards mathematics. Analytics were also made accessible for students by relating individual results to the peer group’s overall score. Finally, pretest results were used to cluster students with similar results and assign them to matching learner groups. In the further course of the project the data collected in the pre-course will be related to external datasets, like first year exams in mathematics, and overall study success. It will be investigated if and how these correlate with learning progress in the pre-course and predictive variables like prior knowledge, type of secondary school, or attitude towards mathematics. Findings are incorporated into a joint research project funded by the German Federal Ministry of Education and Research (www.optes.de).

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  • Derr, Katja; Hübl, Reinhold; Podgayetskaya, Tatyana (2015) : Zwischen Drill&Practice und Problemlösen: Gestaltung von Online-Aufgaben im Bereich Studienvorbereitung für technische Studiengänge In: Caluori, Franco; Linneweber-Lammerskitten, Helmut; Streit, Christine (Hg.): Beiträge zum Mathematikunterricht 2015, 2: 2: Münster: WTM - Verlag für Wissenschaftliche Texte und Medien, S. 1163-1166

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  • Koch, Karola; Samoila, Oliver (2015): Spezifikation: Kompetenzen in ILIAS. Online verfügbar unter https://www.optes.de/goto.php?target=file_4464_download&client_id=optes

     

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  • Koch, Karola; Samoila, Oliver (2015): Spezifikation: Kompetenzen in ILIAS. Online verfügbar unter https://www.optes.de/goto.php?target=file_4464_download&client_id=optes

     

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Status / Stadium des Projekts

Im September 2016 wurde die erste Förderphase von optes erfolgreich abgeschlossen und es konnten im Anwendernetzwerk mit dazu gehörendem Materialienpool sämtliche Ergebnisse zur Verfügung gestellt werden. Siehe http://anwender.optes.de

Ansprechpartner: www.optes.de