KoM@ING

Kompetenzmodellierungen und Kompetenzentwicklung, integrierte IRT-basierte und qualitative Studien bezogen auf Mathematik und ihre Verwendung im ingenieurwissenschaftlichen Studium

Zielsetzung

Im Zentrum des Projektes stehen einerseits Beiträge zur Kompetenzmodellierung und andererseits Studien zur Kompetenzentwicklung und deren relevanten Entwicklungsbedingungen bezogen auf Mathematik und ihre Verwendungen in zentralen Gegenstandsfeldern der beiden ingenieurwissenschaftlichen Studiengänge Elektrotechnik und Maschinenbau. Die an den Hochschulen übliche curriculare Trennung in mathematische und ingenieurwissenschaftliche Lehrveranstaltungen stellt dabei eine große Herausforderung für die angestrebte Kompetenzmodellierung dar. Es werden zwei Forschungszugänge, ein quantitativ ausgerichteter, IRT-basierter und ein vornehmlich qualitativer prozessanalytischer parallel verfolgt und in drei Teilprojekten in vielfältiger Weise miteinander verschränkt, um die jeweiligen Stärken der Ansätze zu nutzen und zugleich die den An-sätzen eigenen Begrenzungen zu kompensieren. Im Sinne einer anwendungsbezogenen Grundlagen-forschung sollen somit Grundlagen für eine Kompetenzdiagnostik geschaffen werden, die u. a. als Basis für die Gestaltung und Evaluation von Lehrinnovationen dienen kann. Dies wird für eine an-schließende zweite Förderphase ins Auge gefasst. In den Teilprojekten A und B sollen für die beiden ingenieurwissenschaftlichen Fachrichtungen Elektrotechnik und Maschinenbau bezogen auf die Entwicklung ingenieurwissenschaftlicher Kompetenz jeweils zwei Phasen des Studiums in den Blick genommen werden: Phase I: „Grundlagenphase“ (die ersten 2-3 Semester), Phase II: „Fortgeschrittene Bachelor- und Masterphase“ (3.-10. Semester). In der Phase I soll die Kompetenzmodellierung einerseits Bezug nehmen auf die für Studienanfänger neuartigen hochschulbezogenen metakognitiven, volitionalen und motivationalen Kompetenzheraus-forderungen und andererseits auf Verbindungen und Spannungsverhältnisse zwischen den im mathematischen und ingenieurwissenschaftlichen Ausbildungsstrang entwickelten Kompetenzen. Kompetenzmodellierungen zu Phase II beziehen sich exemplarisch auf fortgeschrittene Lehrveranstaltungen, wie beispielsweise Projekt- oder Laborlernen, in denen Teilkompetenzen insbesondere zur Lösung ingenieurwissenschaftlicher Probleme integrativ eingesetzt werden müssen. Im Teilprojekt C decken die einzubeziehenden Inhaltsbereiche zentrale Felder verschiedener ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge ab, insbesondere Mathematik für Ingenieure und deren Verwendungsfelder. Vorgesehen sind IRT-basierte Modellierungen für Ingenieurmathematik, Technische Mechanik, Werkstoffkunde und Konstruktionstechnik. Im Mittelpunkt des Teilprojekts steht die Kompetenzmodellierung, Kompetenzmessung und Kompetenzentwicklung im „Grundstudium“ von Maschinenbaustudiengängen. Der Einbezug von Bauingenieurstudiengängen erfolgt insoweit, als die Testentwicklung und Datenerhebung in den Fächern Höhere Mathematik und Technische Mechanik domänenübergreifend erfolgt. Vorgesehen ist sowohl der Einbezug universitärer als auch nicht universitärer Studiengänge. Das Forschungsdesign wird längsschnittlich angelegt, so dass erste Aussagen zur Kompetenzentwicklung generiert werden können.

Projektbeschreibung

  1. Teilprojekt A Universität Paderborn/Leibniz Universität Hannover: Im Mittelpunkt des Teilprojekts steht die Kompetenzmodellierung, Kompetenzerfassung und Kompetenzentwicklung bezogen auf die Elektrotechnik und die Phasen I und II. Hier werden zunächst, qualitative Analysen durchgeführt, wobei bezüglich der Höheren Mathematik erste Ergebnisse zu den IRT-skalierten Items der Teilstudie C Berücksichtigung finden. Darauf aufbauend werden auf den Ergebnissen der ersten beiden Jahre und unter Berücksichtigung der Erfahrungen der beiden anderen Teilstudien die qualitativen Analysen in der Elektrotechnik zur Pilotierung und Entwicklung IRT-basierter Kompetenzmodellierungen genutzt.
  2. Teilprojekt B Technische Universität Dortmund/Ruhr-Universität Bochum: Im Mittelpunkt dieses Teilprojekts steht die Kompetenzmodellierung, Kompetenzerfassung und Kompetenzentwicklung in den Phasen I und II im Bereich des Maschinenbaus. Durchgeführt werden qualitative Kompetenzanalysen, die skalierten Items aus dem Teilprojekt C zur Höheren Mathematik werden einbezogen und für den Standort Bochum die IRT-skalierten Items zur Technischen Mechanik. Darauf aufbauend werden im Abgleich mit den Modellierungen aus Teilprojekt C und den Studien zu Teilprojekt A IRT-basierte Kompetenzmodellierungen für die Verwendungsproblematik Höherer Mathematik im Projekt- und Laborlernen im Maschinenbau entwickelt. An der TU-Dortmund werden Kompetenzen und ihre Erfassung insbesondere bei der Verwendung höherer Mathematik im Projekt- und Laborlernen im Maschinenbau in der Phase II untersucht. Dabei werden Aspekte der Lernsozialisation und des Lernumfelds bei den Analysen mit berücksichtigt, insbesondere werden Möglichkeiten zum Einsatz verschiedener „quantitativer“ und „qualitativer“ Erfassungsinstrumente untersucht. Dies wird anschließend im Sinne eines integrierten Ansatzes zur Kompetenzentwicklung und –erfassung, der sich am „Constructive-Alignment-Konzept“ orientiert, umgesetzt und pilotiert.
  3. Teilprojekt C Universität Stuttgart/ IPN Christian-Albrechts-Universität zu Kiel: Im Mittelpunkt dieses Teilprojekts steht die vorwiegend auf „quantitativen“ Ansätzen beruhende Kompetenzmodellierung, Kompetenzmessung und Kompetenzentwicklung in der Phase I von Maschinebaustudiengängen. Es erfolgt der Einbezug von Bauingenieurstudiengängen soweit die Testentwicklung und Datenerhebung in den Fächern Höhere Mathematik und Technische Mechanik domänenübergreifend vorgenommen wird. Vorgesehen sind IRT-basierte Modellierungen für Ingenieurmathematik, Technische Mechanik, Werkstoffkunde und Konstruktionstechnik, womit in längsschnittlichem Zugriff auch Kompetenzentwicklungen beschreibbar werden und die Bezüge zwischen Teilkompetenzen analysiert werden können.

Projektdaten und Kontakt

Projekthomepage: https://www.zhb.tu-dortmund.de/zhb/Wil/de/Forschung/Forschungsgruppe_Ingdid/KoM_ING/index.html
Laufzeit: 01.03.2012 - 30.04.2015
Förderkennzeichen: 01 PK 11021
Ansprechpartner/in: Michael Lohmeier ( Lohmeier[at]verwaltung.tu-dortmund.de)
Esther Rahma ( Rahma[at]verwaltung.tu-dortmund.de)
Matthias Heiner (matthias.heiner[at]tu-dortmund.de)
Dr. Stefan Schreiber ( stephan.schreiber[at]leuphana.de)
Jörg Kortemeyer ( kortemey[at]math.uni-paderborn.de)
Dr. Stefan Friedenberg ( p-sylow-gruppe[at]web.de)
Christian Pleul ( christian.pleul[at]iul.tu-dortmund.de)
Elmar Dammann ( dammann[at]bwt.uni-stuttgart.de)
Dr. Christoph Duchhardt ( duchhardt[at]ipn.uni-kiel.de)

Projektleitung

Prof. Dr. Johannes Wildt, TU Dortmund

Verbundpartner

Prof. Dr. Reinhard Hochmuth, Leibniz Universität Hannover
Prof. Dr. Rolf Biehler, Universität Paderborn
Prof. Dr. Bettina Rösken, Ruhr-Universität Bochum
Prof. Dr. A. Erman Tekkaya, TU Dortmund
Prof. Dr. Reinhold Nickolaus, Universität Stuttgart
Prof. Dr. Aiso Heinze, IPN - Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Mitarbeiter/innen

Dr. Christoph Duchhardt, IPN - Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Anne Kielmann, IPN - Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Florina Stefanica, Universität Stuttgart
Elmar Dammann, Universität Stuttgart
Stefan Behrendt, Universität Stuttgart
Christian Pleul, TU-Dortmund
Dr. Stefan Friedenberg, Ruhr-Universität Bochum
Prof. Dr. Marcus Petermann, Ruhr-Universität Bochum
Jörg Kortemeyer, Universität Paderborn
Prof. Dr. Niclas Schaper, Universität Paderborn
Dr. Stefan Schreiber, Leuphana Universität Lüneburg
Monika Schwingen, TU Dortmund
Matthias Heiner, TU Dortmund