Studie 1: Analyse der Schülerfähigkeiten hinsichtlich der Verbalisierung mathematischer Konzepte

Project: "Analyse und Förderung von Transformationsprozessen beim Lernen mit multiplen Repräsentationen in der Mathematik"

Time-period of study
  • 2010 - 2011
Leadership / Management Seufert, Tina
Collaboration Geiger, Marion
Co-operating institutions
Ziel dieses Projekts war die Analyse und die Förderung von Transformationsprozessen beim Umgang mit multiplen Repräsentationen in der Mathematik. Insgesamt wurden hierfür drei Studien durchgeführt. Zunächst wurde in einer experimentellen Studie mit 88 Probanden des 9. Gymnasialschuljahres ermittelt, ob die Schüler, ausgehend von verschiedenen Repräsentationen, in Worte fassen können, was sie sehen oder verstehen. Basierend auf den Ergebnissen, die gravierende Defizite aufzeigten, wurde anschließend eine Intervention entwickelt, um die Fähigkeiten der Schüler zu verbessern. In einer experimentellen Laborstudie mit einer Experimentalgruppe und zwei Kontrollgruppen wurde die Wirkung dieser Intervention durch Vergleiche zwischen trainierten und untrainierten Probanden erfasst. Zur Erfassung der Leistung wurden kriteriumsorientierte Tests in den Bereichen der Rezeption, Produktion, Integration und Transformation entwickelt und eingesetzt. Im letzten Schritt dieses Projekts wurden die erfolgreichen Bausteine der Laborstudie über eine Lehrerfortbildung ins Feld, das heißt in der 8. und 9. Klasse eines Gymnasiums in Baden-Württemberg implementiert. Hierbei wurde ebenfalls eine Experimentalgruppe mit einer Kontrollgruppe verglichen, die später das Training erhielt (Wartekontrollgruppe). Die Analyse der Verbalisierungsfähigkeiten zeigte, dass es Schülern große Probleme bereitet, mathematische Inhalte mit eigenen Worten zu beschreiben und vor allem diese in einen alltäglichen Zusammenhang einzubinden. Die Laborstudie hatte einen Effekt auf die kognitiv anspruchsvolleren Prozesse der Integration und Transformation von Repräsentationen. Es fiel den Schülern danach leichter, Verbindungen herzustellen und Inhalte in eine neue Darstellung zu übersetzen. Aber auch die Rezeption oder Produktion komplexerer Sachverhalte konnten durch das Training verbessert und präzisiert werden. (DIPF/Projektträger)
Description of content / method
In Studie 1 wurden die Schwierigkeiten im Umgang mit multiplen Repräsentationen näher analysiert. Es sollten die Verbalisierungsdefizite auf Ebene der mathematischen Syntax, der mathematischen Semantik und der kontextbezogenen Semantik näher untersucht werden. Anhand eines selbstentwickelten Aufgabenhefts wurden die Verbalisierungen untersucht. Dab ... In Studie 1 wurden die Schwierigkeiten im Umgang mit multiplen Repräsentationen näher analysiert. Es sollten die Verbalisierungsdefizite auf Ebene der mathematischen Syntax, der mathematischen Semantik und der kontextbezogenen Semantik näher untersucht werden. Anhand eines selbstentwickelten Aufgabenhefts wurden die Verbalisierungen untersucht. Dabei wurden die mathematischen Repräsentationen Term, Graph und Tabelle als Ausgangsrepräsentation verwendet. Untersucht wurde, auf welcher Verarbeitungsebene die Schüler die Inhalte dieser gegebenen Repräsentationen verbalisieren. Es wurde zudem untersucht, auf welcher Ebene die Schüler und Studierenden am besten verbalisieren, indem sie durch sogenannte prompts aufgefordert wurden, auf einer der genannten Ebenen zu verbalisieren. In Studie 1 wurde ein Within-subject-Design bei Gymnasiasten der 9. Klasse gewählt. Die abhängige Variable war die Lösungsgüte, welche über Aufgaben erfasst wurde, in denen die Schüler die mathematischen Aspekte verbalisieren sollten. Darüber hinaus wurden die kognitiven Fähigkeiten als Kontrollvariable erfasst (Heller & Perleth, 2000). (...) Es zeigte sich, dass Schüler bei Graphen und Tabellen spontan auf Ebene der mathematischen Syntax verbalisieren, wohingegen bei einem Funktionsterm die Ebene der mathematischen Semantik gewählt wurde. Dies wurde nicht erwartet, da die Schüler hierfür eine Transferleistung erbringen müssen. Jedoch ist die Güte der Verbalisierung unzureichend. (DIPF/Projekt)
Research design
  • Längsschnitt Kohorten
Geographic coverage
  • Deutschland; Baden-Württemberg
Population Schüler
Sampling
  • Nicht-Wahrscheinlichkeitsauswahl Willkürliche Auswahl
  • Freiwillige Teilnahme der Schülerinnen und Schüler
Sampled universe
  • Schüler von zwei Gymnasien (N=88, Gymnasium 1: n=47, Gymnasium 2: n=41) im Alter zwischen 14 und 17 Jahren (M =14.45; SD=1.58)

Part of the project

Title
  • Analyse und Förderung von Transformationsprozessen beim Lernen mit multiplen Repräsentationen in der Mathematik
Time-period
  • 2010 - 2013
Leadership / Management Seufert, Tina
Funding Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Project number 01JG1057
Funding
Website

Studie 1 - Leistungsmessdaten

Collection mode
  • 2011 - 2011
Resource type
  • Kompetenz- und Leistungsdaten
Collection mode
  • Messungen und Tests Leistungs- und Kompetenztests Paper and Pencil Test
Notes on the data Die Daten werden am FDZ am IQB ausschließlich gesichert. Eine Beantragung für Re- und Sekundäranalysen ist nicht möglich.
Availability No
Archiving research data centre

Publications

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