Grundwissen an MINT-Fächer Studieninteressierte vermitteln – Physik

Ausgangssituation

Der Übergang von der Schule an die Universität ist insbesondere für Studierende der MINT Fächer durch die großen Unterschiede in der Lehr- und Lernkultur ein erheblicher und birgt in erheblichem Maße die Gefahr des Scheiterns oder des Abwendens vom ursprünglich gewählten Studienziel (Studienabbruch, Studienwechsel). Neben fehlenden mathematischen Grundlagen weisen viele Schulabgänger der letzten Jahre auch erhebliche Lücken in den Grundlagen der Physik auf, die durch Beschränkung der Stundentafeln, ungünstige Konzeption der Lehrpläne und letztendlich auch durch Mangel an Lehrkräften verursacht werden. Da die Zeit vor dem Studienbeginn durch die Mathematik- Brückenkurse oft blockiert ist und so kein weiterer Präsenzbrückenkurs “Physik” etabliert werden kann, erwuchs am Department für Physik der Friedrich-Alexander Universität (FAU) die Idee, Studieninteressierten mit Haupt- oder Nebenfach Physik, einen flexibel nutzbaren, digitalen, “Online Brückenkurs Physik” zu erstellen. Ein solcher Kurs wurde bis dato nur von der RWTH Aachen angeboten, der inzwischen von einem Konsortium verschiedener Universitäten weiterentwickelt wurde.

Ziele

Ziel des Online Brückenkurses Physik ist es, zum einen die Grundlagen der klassischen Physik, wie sie nach Lehrplan an den Gymnasien unterrichtet worden sein sollten, wieder in Erinnerung zu rufen und zum anderen die Darstellungsweise, die in den
Anfängervorlesungen Physik von den Dozenten üblicherweise gewählt wird und die zum Teil deutlich von den Sprech- und Schreibweisen in der Schule abweichen, vorzustellen und zu erläutern.
Zielgruppe sind Studieninteressierte mit Studienwunsch, bei dem Physik als Haupt- oder Nebenfach im ersten Studienjahr im Studienplan aufgeführt ist, aber auch bereits eingeschriebene Studierende, die den Kurs zur Festigung des im ersten Studienjahr erlernten Stoffes im Fach Physik verwenden können.
Das Projekt baut auf dem Konzept eines Online-Kurses mit integrierten Tests auf und wird auf der Online-Plattform Ilias realisiert. Die Darstellung des Stoffes wird dabei soweit wie möglich durch interaktive Grafiken unterstützt, mit deren Hilfe die Nutzer Inhalte visualisieren und die Bedeutung von Parametern interaktiv untersuchen können. Für die Rückmeldung über den Lernerfolg können die Nutzer Testaufgaben anonym durchführen, die in drei Schwierigkeitsgraden gestaffelt sind und idealerweise zielgenaue Rückmeldung bezüglich der vorhandenen Schwächen geben sollen, in dem z.B. nicht nur nach “falsch” oder “richtig” bewertet wird, sondern auch falsche Antworten analysiert und wo möglich eine erläuternde Rückmeldung gegeben wird, was vermutlich der Grund für die falsche Antwort war (z.B. ein Rechenfehler oder eine falsche konzeptionelle Vorstellung).

Konzepte, Umsetzung, Methoden

Im Wintersemester 2017/18 wurden das Konzept und die Textinhalte erstellt. Im Sommersemester 2018 wurde der Kurs unter Mitarbeit einer Hilfskraft um interaktive Grafiken und Testaufgaben ergänzt. Zum Einsatz kam für die interaktiven Grafiken JSXGraph und für die Testaufgaben die über die Ilias/StudOn Plattform bereitgestellte Testumgebung unter besonders intensiver Nutzung des STACK Aufgabentyps. Die sich aus der ersten Nutzungsphase ergebenden Verbesserungen wurden im Wintersemester 2018/19 umgesetzt und zum Abschluss gebracht.

Zentrale Serviceangebote und genutzte Unterstützung

• Didaktische Beratung
• Finanzmittel für Hilfskräfte
• Konzeptionelle Beratung
• Netzwerktreffen

Weitere Informationen

Das Projekt wurde im Rahmen des Tag der Lehre 2019: „Teaching in Motion – Digitale Lehre bewegt“ vorgestellt. (PDF)

Förderzeitraum

Oktober 2017 - März 2019