Computational And Mathematical Modeling Program

Lehre

Wir bieten verschiedene Veranstaltungen für Studierende an. Zum einen ermöglichen wir Studierenden naturwissenschaftlicher, mathematisch-methodischer, ingenieurwissenschaftlicher oder ökonomischer Fächer die Teilnahme an einer mathematischen Modellierungswoche für Studierende, die analog zu der CAMMP week für Schüler/innen aufgebaut ist. Die Modellierungswoche für Studierende gibt es in Aachen und Karlsruhe. Zum anderen werden an der RWTH Aachen verschiedene Seminare und eine Vorlesungen für Lehramtsstudierende angeboten. Dafür für seinen ganzheitlichen Ansatz zur Vermittlung von mathematischer Modellierung den Lehrpreis 2019 in der Kategorie „Projekt des Jahres“ von der RWTH Aachen. Seit 2020 biete CAMMP auch am KIT ein Seminar für Lehramtsstudenten an.

Durch zwei Seminare und eine Vorlesungen erhalten die Lehramtsstudierenden im Rahmen von CAMMP die Möglichkeit sich aktiv in Lernsituationen zu authentischen Modellierungsaufgaben mit Schüler/innen auszuprobieren. Die Bestandteile der verschiedenen Lehrveranstaltungen sind ähnlich, wobei der Schwerpunkt je nach Veranstaltung ein anderer ist. Zu Beginn findet eine Einführung in die mathematische Modellierung und eine aktive Auseinandersetzung mit computergestützten Unterrichtsmaterialien zu authentischen Modellierungsproblemen statt. Im nachfolgenden Verlauf der Veranstaltungen wird versucht die verschiedenen Dimensionen des Kompetenzmodells von Borromeo Ferri et al. (2013), welches die für das Unterrichten von mathematischer Modellierung nötigen Lehrerkompetenzen beschreibt, in unterschiedlichem Maße anzusprechen (vgl. Borromeo Ferri & Blum, 2009, S. 2047).

 

Im Detail sind die drei Veranstaltungen für Lehramtsstudierende wie folgt aufgebaut: 

Vorlesung: Anwendung und Modellierung (Bachelor)
Das Ziel der Vorlesung ist es den Studierenden ein solides Fachwissen im Bereich der mathematischen Modellierung zu vermitteln. Zu Beginn folgt eine Einführung in die theoretischen Grundlagen mathematischer Modellierung aus fachdidaktischer Sicht. Dabei werden verschiedene Modellierungskreisläufe und deren Zielsetzungen diskutiert. Anschließend bearbeiten die Studierenden in der Schülerrolle diverse eintägige Lernmodule der CAMMP days. Indem sie sich mit Fragestellungen aus diversen Anwendungsbereichen (u. a. Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften) beschäftigen, soll die Rolle, die Mathematik in Alltag, Wissenschaft und Forschung spielt, verdeutlicht werden.


Seminar: Durchführung und Weiterentwicklung von Schülerworkshops (Master oder Bachelor)
In diesem Seminar sollen Studierende nicht nur selbst komplexe Modellierung durchführen, sondern insbesondere auch bereits existierende Lernmaterialien der Modellierungstage weiterentwickeln. Die von ihnen (weiter-)entwickelten Materialien setzen sie dann im Rahmen eines CAMMP days ein und unterstützen die Schüler/innen in der Lehrerrolle bei deren Bearbeitung. Das Seminar kann in fünf aufeinander aufbauende Phasen unterteilt werden:

1. Phase: Die Studierenden erhalten einen Einblick in die fachdidaktische Theorie der mathematischen Modellierung. Unterschiedliche Modellierungskreisläufe werden besprochen und hinsichtlich ihrer Zielsetzung analysiert.

2. Phase: Die Studierenden bearbeiten verschiedene Problemstellungen der CAMMP days. Dabei eignen sie sich selbst Methoden der mathematischen Modellierung an. Zudem sollen sie in der Gruppe über die Themen und die Relevanz der Problemstellungen diskutieren und selbst den Aufbau der Materialien sowie deren Eignung für die offene Modellierung mit Schüler/innen bewerten.

3. Phase: In dieser Phase schlüpfen die Studierenden in die Schülerrolle, indem sie gemeinsam mit einer Schülergruppe an einem eintägigen Modellierungsworkshop teilnehmen. Während der Durchführung sollen sie einen Aspekt des Lernmoduls ausmachen, der Weiterentwicklungspotential besitzt.

4. Phase: Der Weiterentwicklungsprozess findet in dieser Phase statt. Zudem erproben sie ihre Veränderung in der Praxis mit einer Schülergruppe. Der geschützte Raum von CAMMP gibt den Studierenden die Möglichkeit Lehrerfahrungen zu sammeln und ihr didaktisch-methodisches Handeln zu erproben.

5. Phase: In der letzten Phase des Seminars reflektieren die Studierenden ihr eigenes Handeln in den Lernsituationen mit Hilfe eines Reflexionsbogens. 


Seminar: Mathematische Modellierung auf einer Modellierungswoche (Master)
In diesem Masterseminar betreuen die Studierenden eine kleine Schülergruppe auf einer CAMMP week. Dabei können sie bereits erworbenen Kompetenzen im Bereich der Pädagogik, Didaktik und Unterrichtsmethodik einbringen. Zudem sollen sie zu Beginn der Modellierungswoche eine Fragestellung entwickeln, unter der sie ihre Erfahrungen in der Rolle des Lehrenden reflektieren wollen. Abschließend verfassen die Studierenden eine Seminararbeit in der sie die Arbeit und die Ergebnisse der Schülergruppe sowie ihre Erfahrungen als betreuende Lehrkraft beschreiben und bezüglich der gewählten Fragestellung reflektieren. Neben der Vertiefung der Grundlagen des Modellierens ermöglicht das Seminar intensive Lehrerfahrungen im Bereich der Unterrichtspraxis der mathematischen Modellierung.