TU Dortmund University
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Einblick in Konzeption und Realisierung von Mathbuch – ein Arbeitsbericht
No full textIm Arbeitsbericht wird die Entwicklung und Neukonzeption des Mathematiklehrmittels «Mathbuch» für deutschsprachige Schulen der Schweiz präsentiert. Die dritte Auflage (2025) setzt auf eine vereinheitlichte Struktur, lernendenzentrierte Aufgaben und vielfältige Differenzierungsmöglichkeiten. Besondere Schwerpunkte liegen auf kooperativem Lernen, der Integration digitaler Werkzeuge sowie der systematischen Entwicklung von Problemlösefähigkeiten
Qualitätsorientierte Schulbuchauswahl: Ein praxistauglicher Kriterienkatalog für Mathematiklehrkräfte der Grundschule
No full textLehrkräfte nutzen Schulbücher vielfältig, stehen jedoch bei der Schulbuchauswahl vor Herausforderungen. Bestehende Handreichungen mit Kriterienkatalogen für die Auswahl von Mathematikschulbüchern sind oft oberflächlich und beziehen kaum fachdidaktische Kriterien ein. Im Vortrag wird über die forschungsbasierte Entwicklung eines praxistauglichen Kriterienkatalogs berichtet, welcher Grundschullehrkräfte bei der Schulbuchauswahl anhand der Bewertung exemplarischer Themen unterstützt. Das laufende Projekt folgt dem Educational Design Research und es werden die ersten Phasen vorgestellt
Lernen über LLMs im Mathematikunterricht der Primarstufe
No full textKinder nutzen das Internet. Dabei ist wichtig, dass Kinder lernen wie man Suchergebnisse von Suchmaschinen und Aussagen eines KI-Chatbots wie ChatGPT bewertet und es ist wichtig Risiken durch die Preisgabe personenbezogener Daten abzuschätzen. Im Beitrag wird ein Ausschnitt einer Lernumgebung zum 'Lernen über LLMs' für den Mathematikunterricht der Grundschule beschrieben
Funktionenmaschinen neu gedacht - Math-Nodes als Darstellung verketteter und verknüpfter Funktionen
No full textDieses Poster präsentiert die digitale Lernumgebung "Math-Nodes". In dieser Umgebung werden Funktionen als Maschinen modelliert und über Kabel sowohl untereinander als auch mit verschiedenen Darstellungen verknüpft. Die Idee der Funktionenmaschine als Cognitive Root (z.B. Tall et al., 2000) bildet die Grundlage für Math-Nodes. Zudem werden Visualisierungen aus dem Flow-Based Programming integriert.
Im Rahmen eines DBR-Projekts wird untersucht, wie Lernende den Einfluss von Unterfunktionen in verketteten Strukturen mit "Math-Nodes" im Vergleich zu symbolischen Gleichungen beschreiben
Schwierigkeitsgenerierende Merkmale in Aufgaben zum Bündelungsprinzip bei Schüler*innen der 3. Jahrgangsstufe
No full textDas Ziel des Beitrags ist es zu klären, welche Hinweise Lösungsraten systematisch variierter Aufgaben im Hinblick auf verschiedene Anforderungen an das Wissen zum Bündelungsprinzip geben. In einer Längsschnittstudie sollen schwierigkeitsgenerierende Aufgabenmerkmale identifiziert werden. 795 Schüler*innen der 3. Jahrgangsstufe wurden im Herbst 2024 vor der Einführung des Tausenderraums Aufgaben zum Bündelungsprinzip digital auf Tablets vorgelegt. Die Ergebnisse des ersten Messzeitpunktes deuten darauf hin, dass gewählte Aufgabenmerkmale Unterschiede in der Schwierigkeit der Aufgaben erklären
AHA! – Aktivierende Hochschullehre mit Arbeitsheften
No full textWir als mathematikdidaktische Community möchten AHA!-Momente bei Studierenden fördern! Aber wie? An der Freien Universität Berlin wird derzeit ein individuelles Arbeitsheft als fakultatives Lernangebot für Lehramtsstudierende der Mathematik eingesetzt. Das Arbeitsheft soll eine aktive Auseinandersetzung mit Vorlesungsinhalten anregen sowie mathematische Themen, didaktische Ansätze und persönliche Erfahrungen aus der Schulpraxis verknüpfen. Das Poster zeigt die Konzeption, den Einsatz und erste Erkenntnisse aus der Nutzungsevaluation des Arbeitsheftes
Characterisation of protein structure and dynamics by NMR spectroscopy and computational methods
No full textNuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is a powerful technique for studying the structure and dynamics of proteins. In contrast to almost all other experimental techniques, NMR spectroscopy facilitates the elucidation of site-specific protein dynamics on various timescales, making it an indispensable tool for structural biology of proteins. In the first chapter, the theory of NMR spectroscopy is introduced and an overview of frequently used NMR spectroscopic methods for studying protein structure and dynamics is given. In addition, an introduction about molecular dynamics (MD) simulations, a technique for studying protein dynamics on an atomic scale used for explaining the dynamics detected by NMR spectroscopy as well as constituting a technique for structure determination of proteins based on observables from NMR spectroscopy, is given.
In chapter 2 – 5, the four major projects investigated for my Ph. D. are presented. In chapter 2, a newly developed method for determining accurate distances from 1H-detected solid-state NMR spectroscopy is presented and demonstrated by structure determination and restrained MD simulations of the chicken α-spectrin SH3 domain. In the project presented in chapter 3, microsecond-timescale dynamics of a small-molecule ligand bound to the active site of the human carbonic anhydrase II (hCAII) was revealed with solid-state NMR spectroscopy, where my contribution consisted in determining the origin of the dynamics on an atomic level using MD simulations. In the project shown in chapter 4, the influence of salt concentration on the protein dynamics was investigated by NMR spectroscopy and MD simulations. In the project presented in chapter 5, the secondary-messenger-induced allosteric modulation of conformational loop dynamics in the PII-like protein A (PstA) is investigated. In addition to the modulation of the spatial properties of the 30-residue long loops, in absence of the ligand, also slow µs-ms timescale dynamics in the core of PstA are revealed
Ergebnisse der Pilotierung eines Analyseinstruments zum Rechnen im Zahlenraum 100
No full textVerschiedene Studien zum flexiblen Rechnen setzen den Blick auf die genutzten Lösungswege und deren Entwicklung. Um Aussagen über die eingesetzten Aufgaben im Hinblick auf Schwierigkeit, Varianz und Trennschärfe machen zu können, werden diese testtheoretisch analysiert.
Im Mittelpunkt des Vortrags stehen 15 Additions- und Subtraktionsaufgaben, die Ende Klasse 2 getestet und in Bezug zu den Mathematikleistungen der Kinder betrachtet wurden. Außerdem wird ein Einblick in die Haupterhebung gegeben, bei der dieses Aufgabenset eingesetzt werden soll
In-situ-Vorhersage und Einstellen der Produkteigenschaften beim mehrstufigen Presshärten im Folgeverbundwerkzeug
No full textDie Reduktion von Ausschuss in der Umformtechnik trägt wesentlich zur Senkung der CO2-Emissionen im Stahlsektor bei. Ausschuss entsteht, wenn Produkteigenschaften außerhalb der Toleranzen liegen – verursacht durch Materialinkonsistenzen, Prozessschwankungen oder Werkzeugverschleiß. Um diese Fehlerquellen zu minimieren, ist ein Paradigmenwechsel nötig: weg von gesteuerten hin zu eigenschaftsgeregelten Prozessen. Dafür braucht es Sensoren zur Erfassung von Produkteigenschaften, Aktoren zur Anpassung und Modelle zur Verknüpfung beider.
Im Fokus dieser Arbeit ist das mehrstufige Presshärten in Folgeverbundwerkzeugen mit rascher Austenitisierung – ein komplexer thermo-mechanischer Prozess, der gezielte Eingriffe in die Produkteigenschaften erlaubt. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Konzepts zur In-situ-Vorhersage und Einstellung von Eigenschaften. Dazu wird eine Prozesskette aus Wärmebehandlung, Streckziehen und Gesenkbiegen entworfen. Aktoren wie induktive Erwärmung, Luftkühlung, Widerstandserwärmung und ein kraftgeregelter Niederhalter ermöglichen das gradierte Einstellen der Eigenschaften. Untersucht werden die Werkstoffe X46Cr13 und 22MnB5. Als Demonstrator dient ein Hutprofil mit einseitig umgebogenem Flansch. Eine prozessnahe Materialcharakterisierung zeigt die Abhängigkeit der Eigenschaften von der raschen Austenitisierung. Für die Vorhersage der Ausdünnung wird ein semi-analytischer, zeitdiskreter Modellansatz entwickelt. Die Härte wird mithilfe eines Regressionsmodells und eines neuronalen Netzwerks vorhergesagt. Die Umsetzbarkeit des Konzepts wird im Realversuch demonstriert
"weil da gab es dann irgendwie ganz viele verschiedene Wege hatten wir jetzt davor nicht so drüber nachgedacht" –– Mathematikdidaktische Perspektiven auf Problemlösen in authentischen MINT-Kontexten.
No full textIn diesem Beitrag wird ein Fallbeispiel aus der Forschung des Projekts Authentic Optimizing vorgestellt. Kernelement des Projekts ist langfristiges Problemlösen in angewandten, realen MINT-Problemstellungen. Das Projekt Authentic Optimizing ist ein Kooperationsprojekt zwischen der Mathematikdidaktik der Universität Siegen, REWE digital und drei Gymnasien aus NRW. Im Projekt lösen Schüler*innen in Teams, unterstützt durch Coaches, Problemstellung des Unternehmens über ein Halbjahr. Der Problemlöseprozess der Teilnehmenden wird dabei unter einer mathematischen Perspektive beforscht