Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-849
Main Title: Mathematik in Virtuellen Wissensräumen
Subtitle: IuK-Strukturen und IT-Technologien in Lehre und Forschung
Translated Title: Mathematics in Virtual Knowledge Spaces
Author(s): Jeschke, Sabina
Advisor(s): Seiler, Ruedi
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Mathematische Forschung wird durch die technologische Entwicklung unserer Gesellschaft, die sich insbesondere in der - revolutionär anmutenden - Steigerung mathematisch-numerischer Leistungsfähigkeit widerspiegelt, stark beeinflusst. Resultat ist ein Paradigmenwechsel in mathematischer Forschung ebenso wie in mathematischer Ausbildung: Neue Gebiete mathematischer Forschung und neue Wege mathematischer Forschungsmethodik entstehen, der intelligente und angemessene Einsatz der neuen Werkzeuge entlastet von aufwendigen Routine-Rechnungen, erfordert jedoch eine neuartige intellektuelle und mathematische Leistung. Der Einfluss der Neuen Technologien bewirkt damit eine Neudefinition des mathematisches Kompetenzbegriffes - und führt folgerichtig auf die Notwendigkeit von Veränderungen in der mathematischen Bildung und Ausbildung (Teil A: Mathematik im Informations- & Kommunikationszeitalter). Gleichzeitig nimmt der multimediale Zugang zu Information und Bildung einen immer größeren Stellenwert in unserer Gesellschaft ein. Multimediale Lern- und Lehrformen - sog. eLearning oder eTeaching - und die Integration von IT-Technologien in die Unterrichtsszenarien haben das Potential, den Erwerb der notwendigen mathematischen Kompetenzen maßgeblich zu unterstützen. Sie ermöglichen neue Zugänge zu dem Wissensgebiet Mathematik, insbesondere durch Visualisierung abstrakter Konzepte, komplexe Darstellung vielfältig vernetzter Zusammenhänge und ihre Fähigkeit zu experimentellen Szenarien. Die Neuen Technologien sind also Ursache weitreichender Veränderungen in der Mathematik, und gleichzeitig Methode zur Bewältigung derselben (Teil B: Multimediale Lehr-, Lern- & Forschungsszenarien). Dabei sind längst nicht alle Entwicklungen im Bereich des eLearning und eTeaching als gleichermaßen zielführend zu bewerten: viele der sog. "First-Generation"-Produkte und -szenarien unterstützen gerade nicht den eigentlichen Lern- und Verständnisprozess; vielmehr wird (fälschlicherweise) der Zugriff auf Wissensbestände mit der Aneignung von Wissen gleichgesetzt, sog. Lehrplattformen sind vielfach lediglich fachspezifische DokumentManagementCenter. Fehlende Granularität und statische typographische Objekte - in Kombination mit monolithischem Softwaredesign - lassen eine Realisierung selbstgesteuerten, konstruktivistischen Lernens und (Er-)Forschens nicht zu, weil die Materialien nicht für freies Interagieren und Experimentieren zur Verfügung stehen: Strukturierung und Modularisierung sowohl der Inhalte (Teil C: Strukturen mathematischer Software für Lehre & Forschung) als auch der Software (Teil D: Virtuelle Wissensräume für Mathematik & Naturwissenschaften) werden zu einer zentralen Voraussetzung für die Entwicklung multimedialer Tools, die die Unterstützung aktiven, experimentellen Lernens und Forschens zum Ziel haben. Schließlich sind Konzeption (neuer) didaktischer Modelle, Erforschung der inhaltlichen Strukturen, Entwicklung des Softwaredesigns und technologische Umsetzung wichtige und notwendige Voraussetzung für innovative multimediale Lernumgebungen, allein reichen sie allerdings nicht aus: der Einsatz von Multimedia in Forschung und Lehre stellt Voraussetzungen an die gesamte Informations- und Kommunikationsstruktur einer Universität (Teil E: Information & Kommunikation für Forschung & Lehre).
Mathematical research is heavily influenced by the recent technological advances of our society. The increase in power and versality of mathematical and numerical compentence in particular has to reshape our ways of approaching mathematical research. As a result we are seeing a pardigm shift in mathematical research as well as in mathematical education. New fields of research and new approaches to research are developing that account for the relief from complex rountine calculations made possible by the intelligent and appropriate use of new, powerful software tools. This demands a different sort of intellectual and mathematical competence on the part of the researcher. The influence of the new technologies that have become available over the last years redefines the classical term "mathematical competence" and necessitates a shift in focus within mathematical education (Section A: Mathematics in the Information and Communication Age). At the same time, multimedial access to information and educational resources has increased in importance in the way our society views contemporary modern sciences. New multimedial approaches to forms of learning and teaching, so called eLearning and eTeaching, and the integration of IT-technology into scenarioes of education has the potential to provide definitive support in the acquisition of mathematical competence. The visualisation of abstract concepts, the complex display of interrelated contents as well as their depiction in virtual experiments offer new approaches to the field of mathematics. Consequently, new technologies are responsible for fundamental changes in mathematics but also offer new methods to handle these new challenges (Section B: Multimedia in teaching, learning and research scenarioes). In contrast, not all developments in the field of eLearning and eTeaching can be judged as fully successful. Many of the first-generation products and scenarioes do not support the actual process of learning and comprehension. They tend to erroneously equate the access to existing knowledge with the acquisition of the same knowledge. As a result, many existing eLearning platforms are little more than content specialized Document Management Centers. The lack of granularity and the the widespread use of static, typographic objects in combination with monolithic software design of the actual platform hinder or even prevent independent and individual learning and exploration of knowledge since the available contents do not support free interaction and experimentation. The structure and modulisation of contents (Section C: Structure of Mathematical Software for Education and Research) as well as of the software (Section D: Virtual Knowledge Spaces in Mathematics and Natural Sciences) are becoming the central pre-requisite for the development of multimedial tools with the aim of supporting active, experimental learning and research. Finally, the conception of new didactical models, the research of contentual structures, the development of advanced software designs and the implementation of those softwares are a vital part of an innovative multimedia learning platform, but they alone are not sufficient. The wide spread use of multimedia in education and research poses challenges fior the whole information and communication structure of the modern university (Section E: Information and Communication Technology in Research and Education).
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-7500
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1146
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-849
Exam Date: 16-Apr-2004
Issue Date: 28-Apr-2004
Date Available: 28-Apr-2004
DDC Class: 510 Mathematik
Subject(s): ELearning
EResearch
ETeaching
Neue Medien
Neue Technologien
Ontologien
Portaltechn
Semantische Kodierung
Virtuelle Wissensräume
Wissensnetze
CIT-Concep
ELearning
EResearch
ETeaching
Knowledge Nets
New Technologies
Ontologies
Portaltechnologies
Semantic Nets
Virtual Knowledge Spaces
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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