Modellieren im Mathematikunterricht

Entwicklung von Interventionsformen und deren Vermittlung in der Lehrerbildung

Studienlaufzeit
  • 2011 - 2014
Leitung Stender, Peter / Kaiser, Gabriele
Mitarbeit Stender, Peter
Beteiligte Institution
In dem Promotionsprojekt wurden den selbstständigen Modellierungsprozess unterstützende Interventionsformen für die Lehrperson auf der Basis bereits existierender Erkenntnisse aus Laborstudien bzw. der mathematischen Problemlösediskussion entwickelt. Diese Interventionsformen wurden [im Rahmen von Masterseminaren in der Lehrerausbildung eingesetzt, unter Beteiligung praktizierender Lehrkräfte], d.h. zukünftige und praktizierende Lehrer wurden mit der Durchführung von Modellierungsprozessen im Mathematikunterricht vertraut gemacht. Das entwickelte Programm wurde mit verschiedenen Gruppen von Lehrenden evaluiert, d. h. unterrichtliche Novizen und erfahrene Lehrpersonen sollten Modellierungsbeispiele verschiedener Komplexität mit Lernenden durchführen, wobei ausgewählte Gruppen von Lehrenden und Lernenden videografiert wurden. Des Weiteren wurden die Wirkungen der Interventionsformen auf die Lernenden mittels der Methode des nachträglichen lauten Denkens erhoben. Die transkribierten Videoaufzeichnungen [bzw. Audioaufzeichnungen] wurden anschließend anhand verschiedener Kriterien auf ihre Wirksamkeit überprüft. Die Auswertung der Videografien studentischer Lehrender bei der Betreuung von Modellierungsaktivitäten ergab, dass die geschulten Studierenden wie intendiert deutlich mehr strategische (den Lösungsprozess betreffende) Interventionen verwendeten, als dies in anderen Untersuchungen der Fall war. Als besonders förderliche Intervention konnte das "Vorstellen des Arbeitsstandes" identifiziert und in die Lehrerfortbildung und Lehrerausbildung integriert werden. Dies ermöglicht den Lernenden die metakognitiv geleitete Strukturierung ihrer Arbeit bei gleichzeitiger Diagnostik durch die Lehrperson. Die Erkenntnisse werden aktuell in der Lehrerbildung eingesetzt und in projektartigen Modellierungsaktivitäten implementiert. (DIPF/Projekt/Projektträger)
Website
Förderprogramm / Forschungsprogramm
Fördereinrichtung Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen 01JG1078
Forschungsdesign
  • Beobachtungsdesign
  • Querschnitt
Untersuchungsgebiet (geogr.)
  • Deutschland; Hamburg
Erhebungseinheit Schüler; Lehrkräfte; Studierende
Auswahlverfahren
  • Kombination aus Wahrscheinlichkeits- und Nicht-Wahrscheinlichkeitsauswahl
  • Die Auswahl des Gymnasiums erfolgte nicht zufällig auf Grund einer langjährigen Partnerschaft mit der Universität. Der selektierte Jahrgang war durch das Design des untersuchten Unterrichtsprojektes festgelegt. Aus der Grundgesamtheit der Schüler des Jahrgangs hatte nur ein Teil die Zustimmung zu Videoaufnahmen gegeben, von denen wiederum nur ein Teil diejenige aus drei Modellierungssfragestellungen ausgewählt hat, die in der Studie untersucht werden sollte. Von diesen wurden 50 Schüler zufällig für die Studie ausgewählt.
Grundgesamtheit / Population
  • Schüler eines einzelnen Gymnasiums, Jahrgangsstufe 9 (N=50) à 10 Lerngruppen; Tutoren (N=10)

Qualitative Daten der Studie

Erhebungszeitraum
  • 2012 - 2012
  • 2013 - 2013
Art der Daten
  • Qualitatives, nicht oder gering standardisiertes Datenmaterial
Erhebungsverfahren
  • Beobachtung Feldbeobachtung
Anmerkungen zu den Daten Die Daten verbleiben beim Projekt und wurden nicht übermittelt. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an die Projektverantwortlichen.
Verfügbarkeit Nein

Publikationen

  • Stender, P. & Kaiser, G. (2016). Fostering modeling competencies for complex situations. In Hirsch, C. & Roth McDuffie, A. (Eds.), Mathematical modeling and modeling mathematics (pp. 107-116). National Council of Teachers of Mathematics.
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
  • Kaiser, G. & Stender, P. (2015). Die Kompetenz mathematisch Modellieren. In Blum, W. & Vogel, S. & Drüke-Noe, C. (Eds.), Bildungsstandards aktuell. Mathematik in der Sekundarstufe II (pp. 95-105). Diesterweg, Schrödel, Westermann.
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
  • Stender, P. & Kaiser, G. (2015). Scaffolding in complex modelling situations. ZDM : mathematics education, 47(7), 1255-1267.
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
  • Kaiser, G. & Stender, P. (2013). Complex modelling problems in co-operative, self-directed learning environments. In Stillmann, G. & Kaiser, G. & Blum, W. & Brown, J. (Eds.), Teaching mathematical modelling. Connecting to research and practice (pp. 277-293). Springer.
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
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