MaLeMINT

Mathematische Lernvoraussetzungen für MINT-Studiengänge - eine Delphi-Studie mit Hochschullehrenden

 

 

 

Gefördert durch die Deutsche Telekom Stiftung

Laufzeit: 01.07.2015 - 30.06.2017

 

 

Ausgangslage

In Studiengängen des MINT-Bereichs verzeichnen Hochschulen in Deutschland seit Jahren konstant hohe Studienabbruchquoten. Als wesentliche Ursache dafür werden von Hochschulseite vor allem die geringen mathematischen Lernvoraussetzungen der Studienanfängerinnen und Studienanfänger angesehen, die auf eine unzureichende schulische Vorbildung zurückgeführt werden. Zur Verringerung der Anzahl der Studienabbrüche werden inzwischen an fast allen Hochschulen in Deutschland mathematische Vorkurse angeboten. Auffällig ist dabei die große Heterogenität in der inhaltlichen Ausrichtung dieser Vorkurse trotz vergleichsweise kohärenter Anforderungen für die Mathematik-Abiturprüfungen in den Bundesländern und trotz ebenfalls vergleichsweise kohärenter mathematischer Studieninhalte im ersten Studienjahr. Eine Ursache dafür liegt vermutlich in der Tatsache, dass es von Hochschulseite bisher keine breit akzeptierte, systematische und konkrete Beschreibung der erwarteten mathematischen Lernvoraussetzungen für MINT-Studiengänge gibt.

 

Zielsetzung

Vor dem Hintergrund dieser Ausgangslage hat das Projekt MaLeMINT zum Ziel, die von Studienanfängerinnen und Studienanfängern erwarteten mathematischen Lernvoraussetzungen für ein MINT-Studium aus Sicht der Hochschulen zu explorieren und zu systematisieren. Aus den Ergebnissen einer Befragung einer Stichprobe von mehr als 1 000 Hochschullehrenden sollen Mindeststandards für mathematische Kompetenzen zum Studienbeginn abgeleitet werden.

 

Methode

Kernstück von MaLeMINT ist eine Delphi-Befragung von Hochschullehrenden, die Erfahrung mit der Mathematikausbildung im MINT-Bereich zu Studienbeginn haben. Die Delphi-Methode ist ein etabliertes Verfahren zur Konsensfindung innerhalb einer Gruppe von Expertinnen und Experten, das auf einem mehrstufigen iterativen Befragungsprozess mit strukturierten Rückmeldungen basiert. Für die Delphi-Studie sollen Hochschullehrende möglichst aller Hochschulen mit MINT-Studiengängen in Deutschland befragt werden.

 

Überblick über den aktuellen Ergebnisstand

In der bisherigen Projektlaufzeit wurden drei Befragungsrunden durchgeführt. Als Grundgesamtheit einzubeziehender Expertinnen und Experten wurden mit Hilfe einer Recherche in allen Vorlesungsverzeichnissen und Modulhandbüchern an allen deutschen Hochschulen insgesamt 2 233 Hochschullehrende ermittelt, die vom Wintersemester 10/11 bis zum Wintersemester 15/16 mathematische Einstiegsveranstaltungen in MINT-Studiengängen gelehrt haben. Angesichts der heterogenen Forschungslage wurden zunächst 82 Hochschullehrende aus dieser Stichprobe für die erste, explorative Befragungsrunde mit offenen Impulsfragen ausgewählt, von denen 36 Hochschullehrende eine Rückmeldung gaben. Auf Basis dieser Rückmeldungen wurden mit Hilfe einer qualitativen Inhaltsanalyse 152 potenzielle Lernvoraussetzungen identifiziert, die sich vier Kategorien zuordnen lassen: (1) mathematischer Inhalt (z. B. „rechnerisches Differenzieren und Integrieren reeller Funktionen“), (2) mathematische Arbeitstätigkeiten (z. B. „sicherer Umgang mit grundlegender mathematischer Formelsprache“), (3) Wesen der Mathematik (z. B. „Mathematik sollte auch als Schulung des präzisen und abstrakten Denkens verstanden werden, die weit über das schablonenartige Anwenden mathematischer Methoden auf Standardprobleme hinausgeht.“) sowie (4) weitere personenbezogene Eigenschaften (z. B. „schnelles Auffassungsvermögen“, „Durchhaltevermögen, Ausdauer, Zähigkeit, Frustrationstoleranz und Selbstdisziplin gegenüber mathematikbezogenen Anforderungen“). Diese Kategorien und Lernvoraussetzungen wurden in zwei weiteren Befragungsrunden allen Hochschullehrenden aus der Grundgesamtheit zur Bewertung, Ergänzung und Präzisierung vorgelegt. An diesen Befragungsrunden beteiligten sich 952 (zweite Runde) bzw. 664 (dritte Runde) Hochschullehrende.

 

Mit diesem Verfahren konnten 179 potenzielle Lernvoraussetzungen identifiziert werden, die Hochschullehrende als notwendig für einen erfolgreichen Einstieg in MINT-Studiengänge ansehen. Bei 144 dieser 179 potenziellen Lernvoraussetzungen (80,4 %) lag nach der abschließenden, dritten Befragungsrunde ein Konsens seitens der Hochschullehrenden vor. Davon wurden 140 Lernvoraussetzungen als notwendig und 4 Lernvoraussetzungen als nicht notwendig bewertet. Bei 35 potenziellen Lernvoraussetzungen zeigte sich ein uneinheitliches Meinungsbild. Somit kann seitens der Hochschullehrenden ein großer Konsens bei der Bewertung der Lernvoraussetzungen festgestellt werden. In der folgenden Tabelle ist eine Übersicht über die Anzahl der notwendigen Lernvoraussetzungen je Kategorie dargestellt.

 

Kategorie

Anzahl LV

A) Mathematischer Inhalt

A1) Grundlagen

46

A2) Analysis

20

A3) Lineare Algebra und Analytische Geometrie

7

A4) Stochastik und bereichsübergreifende Inhalte

4

B) Mathematische
     Arbeitstätigkeiten

B1) Grundlagen (Rechnen, Hilfsmitteleinsatz, Darstellungen)

9

B2) Mathematisches Argumentieren und Beweisen

8

B3) Mathematisches Kommunizieren

5

B4) Mathematisches Definieren

3

B5) Problemlösen

7

B6) Mathematisches Modellieren

4

B7) Recherche

1

C) Wesen der Mathematik

7

D) Weitere personenbezogene
     Eigenschaften

D1) Einstellungen und Arbeitsweisen

12

D2) Kognitive Fähigkeiten und Kenntnisse

5

D3) Soziale Fähigkeiten

2

Gesamt

140

Abbildung 1: Anzahl der von Hochschullehrenden als notwendig angesehenen Lernvoraussetzungen (LV) je Kategorie

 

Was die Studie nicht zeigt

Aufgrund der Anlage der Studie kann MaLeMINT keine Auskunft darüber geben, welche Ursachen für Mathematik-Probleme der Studienanfängerinnen und Studienanfänger in MINT-Studiengängen verantwortlich sind. Insbesondere sei festgestellt, dass die Studie keine Belege zur aktuellen Diskussion liefern kann, ob ein kompetenzorientierter Mathematikunterricht oder ein rein regel- und faktenbasierter Mathematikunterricht besser auf ein MINT-Studium vorbereitet.

 

Ausblick

Derzeit werden weitere Detailauswertungen durchgeführt und anschließend ein Ergebnisbericht erstellt. Durch die Anlage als Delphi-Befragung ist es möglich, ein Modell der erwarteten Lernvoraussetzungen für die Mathematik-Veranstaltungen in MINT-Studiengängen zu erarbeiten, das auf einem breiten Konsens der Hochschullehrenden beruht. Dieses kann dann etwa als Grundlage zur Konzeptionierung von Fördermaßnahmen wie Vor- und Brückenkursen oder für die Entwicklung von kompetenzbezogenen Selbsttests für Studieninteressierte herangezogen werden. Darüber hinaus werden Impulse für eine bildungspolitische Diskussion zum Übergang Schule-Hochschule erwartet.

 

Personen

Aiso Heinze, IPN Kiel, Abteilung Didaktik der Mathematik

Irene Neumann, IPN Kiel, Abteilung Didaktik der Physik/Didaktik der Mathematik

Christoph Pigge, IPN Kiel, Abteilung Didaktik der Mathematik

 

 

E-Mail-Adresse des Projekts:             [Email protection active, please enable JavaScript.]