Diese Arbeit befasst sich hauptsächlich mit der Optimierung des Selbstlernangebots der Hochschule Bremen im Modul „MATH1“ und mit dem Thema „Selbstlernen“ im Allgemeinen. Im Rahmen der Arbeit sind Empfehlungen für die Konzipierung von Seminaren zum Thema „Selbstlernen“ und ein Programm entstanden, das zur Erstellung einer Linkliste dient. Diese stellt eine Auswahl von hypermedialen Lernmaterialien zusammen, die in einer Internetrecherche gefunden werden konnten und in einer Datenbank gespeichert sind.
Das bestehende Vorlesungsmanuskript, sowie die Übungsumgebung CAT (Computer Aided Teaching) für das Modul MATH1 (Mathematik 1) werden auf Optimierungsmöglichkeiten hinsichtlich hypermedialer Elemente untersucht. Diese Elemente können z.B. Animationen, Hyperlinks, interaktive Grafiken, sowie Audio- und Videoaufnahmen sein. Ziel ist es, zutreffende Medien im Internet ausfindig zu machen, ihren Einsatz zu bewerten und zur weiteren Verwendung zur Verfügung zu stellen. Es soll fachgerecht erklärt werden, welche Aspekte der gefundenen Medien besonders für die Darstellung der Lerninhalte geeignet sind.
Inhaltsverzeichnis
1 Probleme und Chancen des Selbststudiums
1.1 Aktivierungsniveau und kognitive Leistung
1.2 Vergessens- und Lernkurve nach Ebbinghaus
1.3 Das Problem der „Arbeitstiere“
1.4 Vertagung von Arbeit - Prokrastination
1.5 Fazit
1.5.1 Wie die Arbeit zum Flow-Erlebnis werden kann
1.5.2 Wie Studenten aktiviert werden
1.5.3 Selbstlern-Seminare
1.5.4 Suchkriterien für die Internetrecherche
2 Rechtliches
2.1 Verwertungsrechte
2.1.1 Vervielfältigungsrecht
2.1.2 Verbreitungsrecht
2.1.3 Bearbeitungen und Umgestaltungen
2.2 Definitionen
2.3 Rechtslage beim Setzen von Hyperlinks
2.3.1 Surface- und Deep-Links
2.3.2 Framing und Inline-Linking
2.3.3 Haftungsfrage bei der Verlinkung von Webseiten mit rechtswidrigen Inhalten
2.3.4 Freie Lizenzen
2.4 Empfehlungen und Bewertung
3 Erstellen einer Linkliste
3.1 Durchführen der Internetrecherche
3.2 Gestaltung der Liste
3.3 Datenbankstruktur
3.4 PHP-Skript zum Auslesen und Darstellen der Datensätze
4 Darstellung der hypermedialen Elemente
4.1 Grundlagen
4.1.1 Bogenmaß und -länge
4.2 Mengen
4.2.1 Übung und Veranschaulichung verschiedener Mengenoperationen
4.3 Reelle Zahlen, Beträge
4.3.1 Das Distributivgesetz
4.3.2 Spiel zum Kommutativgesetz
4.3.3 Das Assoziativgesetz
4.4 Gleichungen
4.4.1 Einfache Gleichungen mit dem Waagenmodell auflösen
4.4.2 Erkunden von linearen Gleichungen
4.4.3 Erkunden von quadratischen Gleichungen
4.4.4 Die Betragsfunktion
4.5 Lineare Gleichungssysteme
4.5.1 Darstellung möglicher Lösungen im zweidimensionalen Raum
4.5.2 System zum Anfassen im zweidimensionalen Raum
4.5.3 Darstellung möglicher Lösungen im dreidimensionalen Raum
4.6 Binomischer Lehrsatz
4.6.1 Binomialkoeffizienten und Pascal’sches Dreieck
4.6.2 Binomiale Expansion mithilfe des Pascal’schen Dreiecks
4.7 Vektoralgebra
4.7.1 Spiel zur Addition von Vektoren im zweidimensionalen Raum
4.7.2 Kommutativgesetz
4.7.3 Assoziativgesetz
4.7.4 Skalarprodukt zum Anfassen
4.7.5 Spiel zum schiefen Wurf und optimalen Winkel
4.7.6 Fragen zur linearen Unabhängigkeit
4.7.7 Spatprodukt zum Anfassen
4.8 Vektorgeometrie
4.8.1 Darstellungsformen einer Geraden (auch als Parameter)
4.8.2 Abstand von Punkt und Gerade im zweidimensionalen Raum
4.8.3 Abstand von zwei Geraden im dreidimensionalen Raum
4.8.4 Parametergleichung einer Ebene im dreidimensionalen Raum und ihr Abstand zu einem Punkt
4.9 Funktionseigenschaften
4.9.1 Monotone Bereiche einer beliebigen Funktion
4.9.2 Periodendauer und weitere Parameter der Sinusfunktion
4.10 Koordinatentransformation
4.10.1 Darstellung einer Kurve in Polarkoordinaten
4.11 Grenzwerte
4.11.1 Grenzwerte beliebiger Funktionen bestimmen und darstellen
4.12 Polynomfunktionen
4.12.1 (Reale und imaginäre) Nullstellen von Polynomen ermitteln
4.12.2 Rechengenauigkeit des Horner-Schemas (Numerik)
4.12.3 Lagrange Interpolation
4.13 Gebrochenrationale Funktionen
4.13.1 Experimentieren mit Null- und Polstellen
4.13.2 Erkunden von Asymptoten, Null- und Polstellen
4.14 Kegelschnitte
4.14.1 Der Schnitt einer Ebene mit einem Doppelkegel
4.15 Trigonometrische Funktionen
4.15.1 Winkelfunktionen am Einheitskreis
4.15.2 Zeigerdiagramm am Beispiel von Wechselspannung
4.15.3 Schwingungen zum Selbstverschmelzen
4.15.4 Lissajous-Figuren
4.17 Exponentialfunktionen
4.17.1 Gedämpfte Schwingung (Feder-Masse-System)
4.20 Differenzierbarkeit
4.20.1 Erklärung und Veranschaulichung zur Kettenregel
4.21 Anwendung der Differentialrechnung
4.21.1 Lineares Approximieren
4.21.2 „Skifahren im Gebirge“ auf einer Funktion mit zwei Variablen
4.22 Integration als Umkehrung der Differenziation
4.22.1 Stammfunktion
4.25 Integrationsmethoden
4.25.1 Veranschaulichung der Substitution
4.28 Anwendungen der Integralrechnung
4.28.1 Riemann-Summe im dreidimensionalen Raum mit veränderbarer Genauigkeit
5 Diskussion
5.1 Mögliche Auswirkungen auf die Flow-Bedingungen
5.2 Lerntypen
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Ziel dieser Bachelor Thesis ist die Optimierung des Selbstlernangebots für das Modul „MATH1“ (Mathematik 1) an der Hochschule Bremen durch die Identifikation und Einbindung interaktiver, hypermedialer Lernmaterialien, um Studierende beim eigenverantwortlichen Lernen zu unterstützen.
- Analyse von Problemen und Chancen des Selbststudiums (z. B. Prokrastination und Flow-Erlebnis).
- Rechtliche Bewertung der Verlinkung externer Lernangebote und deren Zulässigkeit.
- Entwicklung eines IT-gestützten Systems (Linkliste) auf Basis einer Datenbank zur Bereitstellung der Materialien.
- Erfassung und Bewertung hypermedialer Elemente für verschiedene mathematische Themengebiete.
- Strategien zur Aktivierung von Studierenden und Berücksichtigung unterschiedlicher Lerntypen.
Auszug aus dem Buch
1.1 Aktivierungsniveau und kognitive Leistung
Um nach Antworten auf die einleitend gestellten Fragen zu suchen, betrachten wir vorweg das sogenannte Yerksen-Dodson-Gesetz [Aut13q]. Demnach ist der maximalen Leistungsfähigkeit (einer bestimmten Person) ein ganz bestimmtes Aktivierungsniveau zugenordnet (siehe Abbildung 1.1). Das Aktivierungsniveau wird auch häufig als Wachheitsgrad bezeichnet und ist ein Maß dafür, wie gut wir äußere Reize verarbeiten [Sta12]. Ist die Aktivierung zu hoch, führt dies zu Nervosität, Hektik, Konzentrationsschwäche und ist üblicherweise mit einem Gefühl der Überforderung verbunden.
Ist sie hingegen zu klein, führt sie zu Müdigkeit und ist mit Gefühlen von Unterforderung und „nicht in Gang kommen“ verknüpft [Tur03, Seite 14/15]. Anders ist es bei optimaler Anregung: Unter dieser Voraussetzung kann es sogar zum sogenannten „Flow-Erlebnis“ kommen, einem Gefühl völligen Aufgehens in einer Tätigkeit. Die deutsche Bezeichnung entspricht etwa der des Tätigkeitsrausches. Der Zustand optimaler Anregung ist jedoch nur eine von drei notwendigen Bedingungen, um der psychologischen Definition von „Flow“ zu genügen. Weitere Bedingungen sind u.a. [Aut13d]:
1. „Die Aktivität hat deutliche Ziele.
a) Die Aktivität hat unmittelbare Rückmeldung.
b) Die Tätigkeit hat ihre Zielsetzung bei sich selbst (sie ist autotelisch [das bedeutet im Sprachgebrauch, dass ‚der Weg das Ziel‘ ist und die Handlung somit kein Mittel ist, um ein höheres Ziel zu erreichen, sondern bereits selbst das Ziel einer final intrinsischen Motivation ist [Aut13a], MS])
2. Wir sind fähig, uns auf unser Tun zu konzentrieren.“
Zusammenfassung der Kapitel
1 Probleme und Chancen des Selbststudiums: Dieses Kapitel analysiert psychologische Einflussfaktoren auf das Selbststudium, wie das Yerksen-Dodson-Gesetz und Prokrastination, und diskutiert Maßnahmen zur Optimierung der Lernaktivierung.
2 Rechtliches: Hier wird die rechtliche Zulässigkeit der Einbindung von Hyperlinks für Lehrzwecke untersucht, wobei insbesondere Urheberrechtsaspekte und Haftungsfragen bei externen Webseiten geklärt werden.
3 Erstellen einer Linkliste: Dieses Kapitel beschreibt den technischen Aufbau und die Struktur einer Linkliste, die auf einer MySQL-Datenbank basiert, um Lerninhalte systematisch und für Studierende zugänglich zu organisieren.
4 Darstellung der hypermedialen Elemente: Ein umfangreicher Katalog von Lernobjekten wird vorgestellt, der von mathematischen Grundlagen bis hin zur Integralrechnung reicht und ihre Eignung für das Selbststudium diskutiert.
5 Diskussion: Abschließend werden die Ergebnisse reflektiert, insbesondere hinsichtlich der Auswirkungen auf das „Flow-Erlebnis“ der Studierenden und die Unterstützung unterschiedlicher Lerntypen durch das neue Angebot.
Schlüsselwörter
Selbststudium, MATH1, hypermediale Elemente, Flow-Erlebnis, Prokrastination, Urheberrecht, Linkliste, Datenbank, Web-Entwicklung, PHP, MySQL, Lerntypen, Mathematik, E-Learning, Aktivierung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelor Thesis grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Verbesserung der Selbstlernangebote im Modul „MATH1“ an der Hochschule Bremen durch die kuratierte Bereitstellung hypermedialer Lernmaterialien.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Arbeit?
Die zentralen Felder umfassen die Lernpsychologie (Flow, Aktivierung), rechtliche Rahmenbedingungen für Online-Inhalte und die praktische Umsetzung einer datenbankgestützten Web-Applikation zur Lernunterstützung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, Studierenden den Übergang vom passiven Wissenskonsumenten zum aktiven Erkunder durch interaktive, digital bereitgestellte Übungsmaterialien zu ermöglichen.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Es wurde eine Internetrecherche zur Identifikation geeigneter Lehrmittel durchgeführt, gefolgt von einer rechtlichen Analyse und der technischen Implementierung einer Linkliste mittels PHP und MySQL.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Betrachtung von Lernprozessen, die juristische Bewertung der Internet-Link-Nutzung sowie die detaillierte Vorstellung zahlreicher hypermedialer Applets für verschiedene mathematische Teilgebiete.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Selbststudium, Flow-Erlebnis, Interaktivität, Urheberrecht, PHP, Datenbankstruktur und mathematische Visualisierung.
Wie unterscheidet sich diese Arbeit von klassischem Frontalunterricht?
Im Gegensatz zum starren Frontalunterricht ermöglicht die hier entwickelte Linkliste den Studierenden ein selbstgesteuertes Lerntempo und eine individuelle Interaktion mit den Lehrinhalten.
Wie verhindert das entwickelte System Sicherheitsrisiken wie Code Injection?
Das Skript verwendet zur Absicherung gegen Sicherheitslücken eine spezielle Funktion von Tobias Hilken, die speziell zur Prävention von bösartigen Code-Injektionen in die Webanwendung implementiert wurde.
- Quote paper
- Malte Sommer (Author), 2013, Hypermediale Weiterentwicklung von Lern- und Übungsmaterialien der Hochschule Bremen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/270163
