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Die Sprache der Mathematik - Beweisstrukturen verstehen und erlernen

Projektleitung: Prof. Wiebke Petersen

Projektziel ist es, Erstsemesterstudierenden der Computerlinguistik beim Erlernen der mathematischen Sprache zu unterstützen. Schwierigkeiten ergeben sich oft in Bezug auf mathematische Terminologie, Notation und den Aufbau von speziellen Textformen wie Definitionen, Sätzen und Beweisen. Der Pflichtkurs "Mathematische Grundlagen der Computerlinguistik" vermittelt zwar die für das weitere Studium erforderlichen mathematischen Inhalte, jedoch fehlt bislang eine gezielte Methodenschulung für den Umgang mit mathematischer Sprache.

Zur Schließung dieser Lücke wird ein fakultatives E-Learning-Portal entwickelt. Das Portal umfasst aufeinander aufbauende Lernmodule mit verschiedenen Methodenschwerpunkten. Das erste Modul befasst sich mit dem Lesen mathematischer Texte. Studierende lernen die Unterscheidung von Texttypen wie Definitionen, Sätzen und Beweisen. Sie werden mit Notationskonventionen vertraut gemacht (z.B. die Verwendung von Indizes) und lernen, zentrale strukturelle Textbestandteile zu erkennen (z.B. Formulierungen wie "sei x", "genau dann, wenn" oder "für alle x").

Im zweiten Modul steht das Lesen und Verstehen von Definitionen im Fokus. Die Studierenden üben z.B. das Verständnis vorhandener Definitionen, durch das Entwickeln eigener Beispiele für das definierte Objekt. Durch Aufgabenvarianten lernen sie, wie sich der Objektbereich verändert, wenn Definitionsbestandteile hinzugefügt oder weggelassen werden. Die Studierenden werden angeleitet, eigene Definitionen zu verfassen und die Definitionsformulierungen anderer Studierender zu beurteilen. Ziel ist es, ihnen das Handwerkszeug für präzise Definitionen zu vermitteln und ihr Verständnis der mathematischen Terminologie zu vertiefen.

Spätere Module behandeln verschiedene Beweismethoden. Studierende trainieren anhand von Beispielen, welche Methode für bestimmte Probleme geeignet ist und wie Probleme in Teilprobleme zerlegt werden können. Sie werden schrittweise in das Entwickeln und Ausformulieren eigener Beweise eingeführt. Ein Peer-Review ermöglicht es ihnen, ihre Formulierungen zu verbessern und anhand der Beweise anderer, eventuelle logische Fehler und Lücken in der Argumentation zu entdecken. Am Ende sollen Studierende in der Lage sein, mathematische Beweise eigenständig zu formulieren und anderen verständlich vorzustellen.

Das Portal bietet den Studierenden individuellen Zugang zu den Lerninhalten. Sie können die Module in eigenem Tempo bearbeiten und zeitlich flexibel auf die Materialien (Texte, Videos, Übungseinheiten und Peer-Review) zugreifen. Interaktive Übungen, Aufgaben und Beispiele werden anhand des individuellen Fortschritts angepasst. Dies ermöglicht den Studierenden eine aktive Teilnahme am Lernprozess und verbessert ihr passives und aktives Verständnis der mathematischen Sprache. Das Projekt legt damit eine solide Grundlage für ihr weiteres Studium und unterstützt auch Studierende, die später z.B. ein Masterstudium aus der Informatik anstreben.

Verantwortlichkeit: