Bibliographic Metadata
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- TitleMathematisches Problemlösen im Ingenieurstudium : Eine qualitative Prozessanalyse / Vorgelegt von: Tim Kolbe ; Betreuer:in: Prof. Dr. Lena Wessel, Prof. Dr. Michael Liebendörfer
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- Degree supervisor
- Published
- Description1 Online-Ressource (XVIII, 334 Seiten) Diagramme
- Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2025
- AnnotationTag der Verteidigung: 03.07.2025
- Defended on2025-07-03
- LanguageGerman
- Document TypesDissertation (PhD)
- Keywords (GND)
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Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit analysiert mathematische Problembearbeitungsprozesse im Kontext des Ingenieurstudiums, mit besonderem Fokus auf die Differentialrechnung. Ziel der Arbeit ist es, die Rolle von Steuerung, Wissen und Heurismen in Problembearbeitungsprozessen zu untersuchen, um deren Einfluss auf den Lernerfolg zu verstehen. Die theoretische Grundlage bildet die Theorie des mathematischen Problemlösens nach Schoenfeld, ergänzt durch eine strukturierte Betrachtung des Lerngegenstands Differentialrechnung. Methodisch kombiniert die Studie qualitative Erhebungen, wie „Lautes Denken“, mit einer qualitativen Inhaltsanalyse. Im empirischen Teil werden die Problembearbeitungsprozesse von Studierenden anhand spezifischer Aufgaben analysiert. Dabei stehen die Steuerung der Lösungsprozesse, die Nutzung von Wissen und die Anwendung von Heurismen im Mittelpunkt. Zunächst werden die Kategorien des Problemlösens nach Schoenfeld einzeln herangezogen, um die Problembearbeitungsprozesse differenziert zu analysieren. Anschließend werden diese Kategorien in einer gemeinsamen Betrachtung zusammengeführt, um den gesamten Problemlöseprozess ganzheitlich zu untersuchen. Die Ergebnisse werden abschließend reflektiert und in den theoretischen Kontext eingeordnet. Darüber hinaus werden praktische Implikationen abgeleitet und Ansätze für zukünftige Forschungsarbeiten aufgezeigt.
Abstract
This study analyzes mathematical problem-solving processes in the context of engineering education, with a particular focus on differential calculus. The aim of the study is to investigate the role of control, knowledge, and heuristics in problem-solving processes in order to understand their impact on learning outcomes. The theoretical foundation is based on Schoenfeld's theory of mathematical problem-solving, supplemented by a structured consideration of the learning subject of differential calculus. Methodologically, the study combines qualitative data collection methods, such as "think-aloud protocols", with qualitative content analysis. In the empirical part, the problem-solving processes of students are analyzed based on specific tasks. The focus is on the control of the solution processes, the use of knowledge, and the application of heuristics. Initially, Schoenfeld’s categories of problem-solving are applied separately to analyze the problem-solving processes in detail. Subsequently, these categories are brought together in a comprehensive analysis to examine the entire problem-solving process holistically. The results are then reflected upon and placed in the theoretical context. Furthermore, practical implications are derived, and suggestions for future research are outlined.
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