Algorithmisches Problemlösen und Beweisen

Allgemeines

Lehrende:r
Stefan Hellbusch (Master of Science)

Veranstaltung
Algorithmisches Problemlösen und Beweisen

Modul
PB237

Wahlpflichtmodul für theoretisch alle Studiengänge; praktisch für den Fachbachelor und -master Mathematik und den Fachbachelor Informatik

Fakultät
V – Mathematik und Naturwissenschaften

Institut
Mathematik

Empfohlenes Semester
3. bzw. 4.

Turnus
Wöchentlich, 2 Termine

Anzahl Studierende
Durchschnittlich 10

KP des Moduls
6

Prüfungsform
Fachpraktische Übung (Programmieraufgaben) und mündliche Kurzprüfung

Kategorien
FLiF & FLiF+
Forschendes Lernen
Mathematik und Naturwissenschaften
Projekt
Seminar

Kurzbeschreibung

Der Kurs hat das Ziel, die Studierenden zur eigenständigen Erforschung mathematisch-algorithmischer Problemstellungen in den Grundlagen zu befähigen. Konkrete Fragen und Miniprojekte wurden ausgehend von allgemeinen Fragestellungen durch die Studierenden entwickelt und untersucht.

Umsetzungsstufen des Forschenden Lernens

Umsetzung des forschungsbasierten Lernens

Der Kurs hat das Ziel, die Studierenden zu eigenständiger Erforschung mathematisch algorithmischer Problemstellungen in den Grundlagen zu befähigen. Das Forschungsfeld wurde anhand einiger Themen durch den Dozenten vorgegeben. Konkrete Fragen und Miniprojekte wurden ausgehend von allgemeinen Fragestellungen durch die Studierenden entwickelt und untersucht. Gegenstand dieser Arbeiten waren die folgenden Punkte:

Entwicklung und Analyse der Problemstellung und Forschungsfragen
Erkennen allgemeiner Gesetzmäßigkeiten durch Experimente
Recherche und kritische Auseinandersetzung mit bestehenden Lösungsansätzen und Berechnungsverfahren
Entwicklung eigener Lösungsansätze und Berechnungsverfahren
Implementierung dieser Berechnungsverfahren
Anwendung und Erprobung in der Praxis, Untersuchung der Komplexität, selbstkritische Überprüfung der Qualität der Ergebnisse
Gegebenenfalls die Iteration dieser Prozesse.

In der Veranstaltung wurden die Themen zunächst gemeinsam mit den Lernenden und dem Dozenten behandelt und gemeinsam durch erste Untersuchungen greifbar gemacht und modularisiert. Gegebenenfalls wurde vom Dozenten auf den aktuellen Forschungsstand hingewiesen. Danach erfolgte die weitere Bearbeitung in Teams. Hier wurde entschieden, ob je nach Bedarf gemeinsam oder auch einzeln weiter vorzugehen war. Wesentliches Element der Lehre war die eigene Erkundung und Auseinandersetzung mit den Fachinhalten unter Experimentieren am Computer. Eine frontale Wissensvermittlung wurde vermieden. Die Prüfungsleistung des Moduls wurde zum Hauptteil veranstaltungsbegleitend erbracht.

Kompetenzentwicklung der Studierenden aus Sicht der Lehrenden

Starke Verbesserung der forschungsmethodischen Kompetenzen.
Starke Verbesserung der Fachkompetenz.
Starke Verbesserung der Schlüsselkompetenzen (z.B. Analyse und Problemlösungsstrategien, Kommunikations- und Teamfähigkeit, Recherche- und Präsentationstechniken).

Bewertung und Empfehlungen

Die Konzepte der Veranstaltung haben sich gut bewährt. Allerdings wurde die Veranstaltung durch die Studierenden als eher anspruchsvoll und mit höherem Arbeitsaufwand verbunden wahrgenommen. Durch die Verortung im Professionalisierungsbereich entstand dadurch eine nachteilige Konkurrenzsituation zu „leichteren“ Veranstaltungen aus dem Professionalisierungsbereich. Abhilfe könnte hier ein verstärkter Fokus auf Gruppenarbeit liefern.

Feedback der Studierenden

Die Studierenden haben für sich selbst eine starke Kompetenzentwicklung in Bezug auf die behandelten Themen und Methoden feststellen können.

Besonderheiten / Sonstiges

Gemeinsame Arbeit und Anleitung in einem Computerlabor.