Fachdidaktik Mathematik Primarstufe

Arbeits­schwer­punkt der For­schungs­ar­beit am Lehr­stuhl Fach­di­dak­tik Mathe­ma­tik Pri­mar­stu­fe ist die Unter­stüt­zung mathe­ma­ti­scher Lehr-/Lern­pro­zes­se in der Pri­mar­stu­fe durch einen didak­tisch sinn­vol­len Ein­satz digi­ta­ler Medi­en.

Digitale und analoge Erkenntnismittel der Mathematik – Diagrammatisierungen von Problemlöseaufgaben durch Schülerinnen und Schüler der Grundschule

Dr. Sebas­ti­an Schorcht (Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des, Fach­di­dak­tik Mathe­ma­tik Pri­mar­stu­fe)

Im Fokus ste­hen die Dia­gram­ma­ti­sie­run­gen von Schü­le­rin­nen und Schü­ler der Grund­schu­le, die im Pro­zess des Explo­rie­rens einer Pro­blem­lö­se­auf­ga­be ihre Ver­wen­dung fin­den. Unter „Dia­gram­me“ sind im Sinne Dörf­lers Inskrip­tio­nen mit einer inne­woh­nen­den Struk­tur zu ver­ste­hen. Mathe­ma­ti­sche Erkennt­nis­se kön­nen in der Grund­schu­le durch Expe­ri­men­te an sol­chen Dia­gram­men gewon­nen wer­den. Dabei wird Beob­ach­te­tes ver­all­ge­mei­nert und als all­ge­mein­gül­ti­ge Regel oder Zusam­men­hang veri­fi­ziert. Unter­schied­li­che Reprä­sen­ta­tio­nen, und beson­ders die Trans­for­ma­ti­on in äqui­va­len­te Reprä­sen­ta­tio­nen, eröff­nen dabei den Blick auf neue Erkennt­nis­se.

Mathe­ma­ti­sche Reprä­sen­ta­tio­nen kön­nen zudem ana­log und digi­tal erzeugt wer­den. Das Poten­ti­al digi­ta­ler Medi­en zur syn­chro­nen Dar­stel­lung ver­schie­de­ner Reprä­sen­ta­ti­ons­mo­di und die dyna­mi­schen Dar­stel­lun­gen in digi­ta­len Geo­me­trie­pro­gram­men sind nur zwei Mög­lich­kei­ten digi­ta­ler Werk­zeu­ge, die im ana­lo­gen nur schwie­rig rea­li­siert wer­den kön­nen. Wel­chen Ein­fluss hat diese Erwei­te­rung mathe­ma­ti­scher Dar­stel­lungs­mög­lich­kei­ten auf die mathe­ma­ti­schen Erkennt­nis­se, die Kin­der bei Pro­blem­lö­se­auf­ga­ben erzie­len? Zur Beant­wor­tung der Frage wer­den Auf­ga­ben­set­tings ver­wen­det, die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zur Nut­zung digi­ta­ler bzw. ana­lo­ger Dia­gram­me auf­for­dern.

Einsatz digitaler Medien beim Bearbeiten von Textaufgaben im Förderschwerpunkt Lernen — Entwicklung und Erprobung einer Tablet App

Chris­ti­na Bier­brau­er (Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des, Fach­di­dak­tik Mathe­ma­tik Pri­mar­stu­fe) – Dis­ser­ta­ti­ons­pro­jekt, betreut von Prof. Dr. Silke Ladel (PH Schwä­bisch-Gmünd)

Das Lösen von Text­auf­ga­ben ist kom­plex und kann für Ler­nen­de mit und ohne beson­de­rem För­der­be­darf eine Her­aus­for­de­rung dar­stel­len. Im Sinne der „Cogni­ti­ve Load Theo­ry“ bie­ten digi­ta­le Medi­en Mög­lich­kei­ten die kogni­ti­ve Belas­tung beim Ver­ste­hen von Text­auf­ga­ben zu ver­rin­gern und so posi­ti­ve Aus­wir­kun­gen auf nach­fol­gen­de Teil­schrit­te des Lösungs­pro­zes­ses zu impli­zie­ren. Im Rah­men des For­schungs­pro­jek­tes wurde die Tablet-App „Text­auf­ga­ben Ver­ste­hen“ kon­zi­piert und mit Schü­le­rin­nen und Schü­ler im För­der­schwer­punkt Ler­nen erprobt. Unter­sucht wird wie die Bear­bei­tungs­hil­fen genutzt wer­den und wie sich diese auf den Bear­bei­tungs­pro­zess von Text­auf­ga­ben aus­wir­ken.

EViMath — Erklärvideos zu mathematischen Inhalten

Chris­ti­na Bier­brau­er (Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des, Fach­di­dak­tik Mathe­ma­tik Pri­mar­stu­fe) 

Erklär­vi­de­os ver­mit­teln Inhal­te prä­gnant und adres­sa­ten­ge­recht, indem sie u.a. auf audio­vi­su­el­le Zugän­ge set­zen. Sie bie­ten Poten­tia­le für das Ler­nen und Leh­ren von mathe­ma­ti­schen Inhal­ten. Im Rah­men des Pro­jek­tes ent­wi­ckeln und erpro­ben Lehr­amts­stu­die­ren­de Erklär­vi­de­os zu mathe­ma­ti­schen Inhal­ten unter Berück­sich­ti­gung mathe­ma­tik­di­dak­ti­scher sowie medi­en­di­dak­ti­scher Aspek­te. Dabei wer­den auch Ein­satz­mög­lich­kei­ten in hete­ro­ge­nen Lern­grup­pen eru­iert. Nach und nach wird eine Daten­bank mit Erklär­vi­de­os zu mathe­ma­ti­schen Inhal­ten für Leh­ren­de und Ler­nen­de auf­ge­baut.

StoMpS — Stop Motion Filme zu problemhaltigen Sachaufgaben

Chris­ti­na Bier­brau­er (Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des, Fach­di­dak­tik Mathe­ma­tik Pri­mar­stu­fe) 

Bei Stop-Moti­on-Fil­men wird die Bewe­gung durch Anein­an­der­rei­hung ein­zel­ner Fotos erzeugt, wie bei einem Dau­men­ki­no. Im Rah­men des Pro­jek­tes wer­den Lösungs­we­ge zu pro­blem­hal­ti­gen Sach­auf­ga­ben mit der Stop-Moti­on-Film­tech­nik als iko­ni­sche Dar­stel­lung ver­an­schau­licht. Dies ermög­licht einen Zugang zu Sach­auf­ga­ben für Ler­nen­de mit beson­de­ren För­der­be­dar­fen oder mit unter­schied­li­chen Her­kunfts­spra­chen. Sach­auf­ga­ben, bei denen Abläu­fe im Vor­der­grund ste­hen, sind beson­ders geeig­net. Die moti­vie­ren­den Filme sind viel­fäl­tig ein­setz­bar und hier abruf­bar.

Von Fingermengendarstellungen durch Multi-Touch-Technologie zu einem Teil-Ganze-Verständnis

Micha­el Dziuba­ny (Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des, Fach­di­dak­tik Mathe­ma­tik Pri­mar­stu­fe) – Dis­ser­ta­ti­ons­pro­jekt, betreut von Prof. Dr. Silke Ladel (PH Schwä­bisch-Gmünd)

Der Auf­bau einer trag­fä­hi­gen Zahl­vor­stel­lung im Anfangs­un­ter­richt der Grund­schu­le ist fun­da­men­tal für das Erler­nen wei­ter­füh­ren­der Mathe­ma­tik. Eine aus­schließ­lich ori­gi­na­le Vor­stel­lung von Zah­len sowie eine dyna­mi­sche Zahl­dar­stel­lung sind mög­li­che Ursa­chen für Schwie­rig­kei­ten beim Mathe­ma­tik­ler­nen.

Um ein tie­fe­res mathe­ma­ti­sches Ver­ständ­nis auf­zu­bau­en, soll­ten dem­nach Basis­kom­pe­ten­zen, wie bei­spiels­wei­se das Teil-Ganze-Ver­ständ­nis, ent­wi­ckelt wer­den. Die­ses lässt sich anhand von sta­ti­schen Men­gen­dar­stel­lung mit Hilfe von Fin­gern för­dern. Ein gro­ßes Poten­ti­al beim Auf­bau sta­ti­scher Fin­ger­men­gen­dar­stel­lun­gen bie­tet die heu­ti­ge Multi-Touch-Tech­no­lo­gie.

Wie genau die­ses Poten­zi­al aus­ge­schöpft und genutzt wer­den kann, erforscht die­ses Dis­ser­ta­ti­ons­pro­jekt.

Dynamische Geometrie Lernwerkstatt

Shaja­han Haja-Becker (Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des, Fach­di­dak­tik Mathe­ma­tik Pri­mar­stu­fe) – Dis­ser­ta­ti­ons­pro­jekt, betreut von Prof. Dr. Silke Ladel (PH Schwä­bisch-Gmünd)

Das For­schungs­vor­ha­ben, betreut von Prof. Dr. Silke Ladel (PH Schwä­bisch Gmünd), ana­ly­siert Instru­men­tal­or­ches­tra­tio­nen der Lehr­amts­stu­die­ren­den mit­hil­fe der Instru­men­te der dyna­mi­schen Geo­me­trie. Die Instru­men­tal­or­ches­tra­tio­nen wer­den dabei mit den Grund­schul­kin­dern ent­wor­fen und umge­setzt.

In der Lern­werk­statt als For­schungs­la­bor beschäf­ti­gen sich Lehr­amts­stu­die­ren­de mit ver­schie­de­nen dyna­mi­schen Geo­me­trie­the­men. Sie eru­ie­ren indi­vi­du­el­le För­der­mög­lich­kei­ten durch selbst erstell­te inter­ak­ti­ve digi­ta­le Auf­ga­ben und erpro­ben diese mit Grund­schul­kin­dern aus der Regi­on.

Link zur Lern­werk­statt