Unterrichtlicher Einsatz von arbeitsmittelbasierten Lernumgebungen beim Prozentrechnen
Teaching use of resource-based learning environments for percentage calculations
Projektdauer:
01.10.21 bis 31.10.21
Kurzinhalt:
Der Einsatz von Arbeitsmitteln oder Visualisierungen gilt als wirksame Unterstützung für den Erwerb mathematischer Konzepte. Im Zuge der Diskussion über die Digitalisierung an den Schulen wird dabei zunehmend auch die Verwendung virtueller Arbeitsmittel zum Aufbau von konzeptuellem Wissen im Mathematikunterricht vorgeschlagen. Auch für den Unterricht der Sekundarstufe wird die grundsätzliche Eignung von virtuellen Arbeitsmitteln angenommen, allerdings wurde bisher selten empirisch untersucht, welche individuellen Voraussetzungen und instruktionale Rahmenbedingungen einen lernförderlichen Einsatz bedingen. Die angenommenen Wirkprozesse beim Einsatz von virtuellen Arbeitsmitteln reichen vom Aufbau von internalen Repräsentationen innerhalb eines mentalen Modells im Lernprozess über eine potentiell hilfreiche Verknüpfung verschieden strukturierter Repräsentationen in einer Darstellungsintegration bis hin zur Fähigkeit, graphische Repräsentationen des Arbeitsmittels als eine Visualisierungsstrategie zum Lösen von Aufgaben zu übernehmen, ohne dabei notwendigerweise eine internale Repräsentation innerhalb eines mentalen Modells aufzubauen. Ob und welche der genannten Wirkprozesse tatsächlich zu einem höheren Lernzuwachs führen, ist allerdings nicht abschließend geklärt. Die vorliegende Arbeit greift dieses Desiderat auf und befasst sich mit der Untersuchung der Wirkprozesse beim Einsatz von virtuellen Arbeitsmitteln im Unterricht der Sekundarstufe. Der thematische Fokus liegt auf der Prozentrechnung, da hier Schwierigkeiten der Lernenden über längere Zeiträume dokumentiert wurden. Um einen Beitrag zum Verständnis und zur Behebung dieser Schwierigkeiten zu leisten, wurde zunächst mit dem virtuellen Prozentband ein tabletbasiertes Arbeitsmittel für die Einführung in die Prozentrechnung entwickelt. Dieses Arbeitsmittel besteht aus zwei Skalen, die proportional verknüpft sind und mit dem Finger auf dem Touchscreen verändert werden können. Außerdem ist das Einfügen von Hilfslinien zur Strukturierung möglich. Das virtuelle Prozentband wurde als Arbeitsmittel im Rahmen von zwei Feldstudien in insgesamt 28 sechsten Klassen an bayerischen Gymnasien eingesetzt. In beiden Untersuchungen konnte anhand der gezeigten Lernergebnisse keine Evidenz für den Aufbau von internalen Repräsentationen innerhalb eines mentalen Modells oder eine positive Wirkung der zusätzlichen Einbindung einer Darstellungsintegration gefunden werden. Die Übernahme einer graphischen Repräsentation des virtuellen Prozentbands als Visualisierungsstrategie ging jedoch mit besseren technischen Fertigkeiten in der Prozentrechnung einher. Weitere Analysen zeigten einen positiven Zusammenhang zwischen der Motivation der Lernenden im Lernprozess und der Übernahme der graphischen 6 Zusammenfassung Repräsentation als Visualisierungsstrategie, hingegen keinen entsprechenden Zusammenhang ausgehend von den affektiv-motivationalen Dispositionen oder den kognitiven Lernvoraussetzungen.
Forschungs- & Publikationsdatenbank
Prof. Dr. Vogel, Markus (Betreuung)Profil