Digitallabor Mathematik für die Chemie
Viele Studierende im Fach Chemie haben Defizite in mathematischen Grundlagen, da im Curriculum häufig eine direkte Verknüpfung mit der Anwendung in der Chemie fehlt. In den bisherigen Curricula werden außerdem selten ausreichende Möglichkeiten zum Erlernen von Programmierfähigkeiten geboten, die angesichts der wachsenden Bedeutung von Computermodellen und disruptiver Technologien wie Quantencomputing und Künstlicher Intelligenz in der Chemie dringend benötigt werden. Das Ziel unseres Projekts ist ein modulares und adaptives Digitallabor, in dem Studierende für die Chemie relevante mathematische Konzepte eigenständig in Python-Programmen umsetzen und direkt mit einem chemischen Kontext verknüpfen. So werden mathematische Grundlagen eng mit der Fachausbildung verknüpft und gleichzeitig Kenntnisse im Programmieren und Visualisieren von Daten erworben. Die einzelnen Versuche enthalten Elemente der forschungsnahen Lehre. In ihre Entwicklung wird die Studierendenperspektive systematisch eingebracht. Im Digitallabor erwerben die Studierenden essentielle Fähigkeiten für die moderne naturwissenschaftliche Arbeit, beispielsweise indem sie Grenzen von Modellen sowie systematische Wege zu ihrer Verbesserung eigenständig evaluieren. Es ermöglicht den Studierenden zudem interaktives, individualisiertes und dezentralisiertes Lernen, was die Hochschullehre insbesondere für stärker diversifizierte Studierendenkohorten resilienter und zukunftsfester macht.
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Selbstregulation und Lernstrategien
Das Projekt hilft, zwei Lücken zu schließen. (1) Studierende starten in vielen Fällen mit unzureichenden Kenntnissen und Fertigkeiten hinsichtlich Selbstregulation und Lernstrategien ins Studium und setzen Ihnen bekannte Techniken nicht hinreichend um. (2) Psychologie-Studierende erwerben zwar derzeit Wissen zu Motivations- und Lernpsychologie und diskutieren Anwendungsperspektiven. Die Auswertung von Evaluationen, Übungs- und Klausuraufgaben zeigt aber, dass die bisherige Lehre in Lern- und Motivationspsychologie nur unzureichend die stringente Planung und Umsetzung entsprechender psychologischer Interventionen vermittelt. Untersuchungen legen nahe, dass die Förderung geeigneter Strategien durch einen Ansatz erreicht werden kann, der die folgenden Elemente kombiniert: (1) Bereitstellung von Wissen über wirksame Strategien, (2) Stärkung des Glaubens, dass sich die Anstrengung lohnt, (3) Verpflichtung, die Strategien vor Mitstudierenden, (4) Formulierung spezifischer Wenn-Dann-Absichten in der Planungsphase und (5) Bewertung des Erfolgs, um die nächsten Schritte zu planen (z. B. Latham & Brown, 2006; Müller et al., 2016). In Zusammenarbeit mit den Studierenden wird ein digitales Programm zur Selbstregulation und Lernstrategien entwickelt, dass Studierende der Übung Motivations- und Lernpsychologie den Erstsemester-Studierenden anbieten.
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