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Technical University of Munich

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Masterarbeit im Bereich der Naturwissenschaftsdidaktik

Lernen mit Simulationen

15.03.2024, Diplomarbeiten, Bachelor- und Masterarbeiten

Einfluss simulationsbasierter Lernumgebungen auf mathematisches Modellieren

Hintergrund

In den Naturwissenschaften sind mathematische Modelle zentral, um komplexe Phänomene wie beispielsweise im Bereich des Klimawandels zu verstehen und Vorhersagen treffen zu können. Modelle ermöglichen es uns, die Realität in mathematische Begriffe zu übersetzen und daraus mithilfe mathematischer Methoden Schlüsse zu ziehen. Die Fertigkeit, solche Modelle zu entwickeln, interpretieren und analysieren ist ein fundamentaler Baustein naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung. Angesichts dieser Bedeutung ist es klar, dass der Vermittlung von mathematischem Modellieren eine zentrale Rolle zukommt. Hier bieten simulationsbasierte Lernumgebungen eine Möglichkeit, komplexe Konzepte auf eine zugängliche Weise zu erklären und gleichzeitig den Umgang mit digitalen Medien zu fördern.

Forschungsziel

Ziel dieser Masterarbeit ist es, den Einfluss simulationsbasierter Lernumgebungen auf die Fähigkeit des mathematischen Modellierens zu untersuchen. Es wurden bereits spezifische Simulationen zu mathematischen Modellen im naturwissenschaftlichen Kontext entwickelt. Nun soll deren Wirksamkeit auf das Mathematische Modellieren evaluiert werden. Hierfür sollen die Elaborationsprozesse von Studienteilnehmer qualitativ untersucht werden.

Aufgaben

  • Entwicklung eines Kategoriensystems zur qualitativen Bewertung des Lernprozesses
  • Planung und Durchführung einer qualitativen empirischen Studie mit Einsatz simulationsbasierter Lernumgebungen
  • Auswertung der Studiendaten auf Grundlage des entwickelten Kategoriensystems
  • Analyse der Effektivität simulationsbasierter Lernumgebungen für die Vermittlung mathematischer Modellierungskompetenzen (qualitativ)

Anforderungen

  • Eingeschriebener Masterstudent/in, idealerweise im Bereich der naturwissenschaftlichen Bildung
  • Interesse an qualitativer Forschung
  • Fähigkeit zur selbständigen Arbeit und kritischen Analyse
  • Gute kommunikative Fähigkeiten und Teamfähigkeit

Wir bieten

  • Einbindung in ein aktuelles Forschungsprojekt
  • Zugang zu Ressourcen und Unterstützung bei der Entwicklung eines Kategoriensystems
  • Fachliche Betreuung durch erfahrene Wissenschaftler:innen

Kontakt: benjamin.stoeger@tum.de

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