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Kurzzeitiges vs. langzeitiges Lernen auf dem Gebiet der Mathematik

Zerebrale Korrelate, Bereichsspezifik und Quellen individueller Unterschiede - 2. Förderphase

Laufzeit01.04.2008 - 31.10.2011

Das Verbundprojekt fokussierte (...) die Untersuchung (1) zerebraler Korrelate kurzfristiger und längerfristiger Lerneffekte sowie individueller Unterschiede im mathematischen Denken sowie (2) die Zusammenhänge zu kognitiven und nicht kognitiven psychometrischen Testleistungen. (...) Zur Identifikation zerebraler Korrelate mathematischen Denkens und Lernens sowie der Quellen interindividueller Unterschiede wurden Aufgaben aus verschiedenen Teilbereichen der Mathematik (Arithmetik, Geometrie, Algebra) eingesetzt. Zwei Kohorten von Schülerinnen und Schülern der 11. Klasse des Berliner Netzwerks mathematisch-naturwissenschaftlicher Schulen wurden für die Teilnahme an der (Langzeit-) Untersuchung gewonnen. In einem ersten Schritt wurden alle teilnehmenden Schüler einer mehrstündigen psychometrischen Testung unterzogen. Erfasst wurden theoriegeleitet und empiriegeleitet das mathematische Interesse, verschiedene Intelligenzmaße, Konzentrationsvermögen, Arbeitsgedächtnis, Persönlichkeitseigenschaften und motivationale Faktoren. Die Daten der psychometrischen Testung waren Ausgangsbasis für die Auswahl von Probranden für die sich anschließenden experimentellen Untersuchungen. Mathematisch hoch befähigte Probanden (hohe fluide Intelligenz, ausgeprägtes Interesse an Mathematik) und mathematisch durchschnittlich befähigte Probanden (durchschnittliche fluide Intelligenz, kein ausgeprägtes Interesse an Mathematik) wurden bei der Aufgabenbewältigung untersucht. Der Schwierigkeitsgrad aller Anforderungen wurde systematisch variiert. Erhoben wurden behaviorale Parameter (Reaktionszeiten, Fehler), psychophysiologische Indikatoren (Pupillenreaktion, Blickbewegungen) sowie fMRT-BOLD-Signale. Um vergleichende Aussagen über kurz- gegenüber längerfristigen Lerneffekten machen zu können, wurden die Probanden nach einem Jahr erneut mit dem prototypischen Aufgabenmaterial konfrontiert. Die experimentell erhobenen Daten wurden umfassend statistisch analysiert: aufgabenbezogen vs. aufgabenübergreifend, lernphasenbezogen, methodenvergleichend und unter Bezugsetzung zu den psychometrischen Befunden. (DIPF/Projektträger)

Projektleitungvan der Meer, Elke; Wartenburger, Isabell

Beteiligte Institution(en)Institut für Psychologie (Humboldt-Universität zu Berlin)
Klinik für Neurologie (Charité - Universitätsmedizin Berlin)

Kontakt des Projektsvdmeer@rz.hu-berlin.de; isabell.wartenburger@uni-potsdam.de

AlternativtitelMathematisches Denken

Projektwebsitehttp://www.empirische-bildungsforschung-bmbf.de/de/566.php

SchlagwörterLerneffekt; Mathematisches Denken; Lernen; Kognitive Kompetenz; Mathematische Kompetenz; Kompetenzentwicklung; Mathematik; Schüler; Gymnasium; Schuljahr 10; Schuljahr 11; Schülerleistung; Motivation; Arbeitsgedächtnis; Intelligenz (Psy); Gehirn; Hirnforschung; Psychometrie; Test; Neurowissenschaften; Kompetenzmessung; Leistungsmessung; Magnetresonanzverfahren; Deutschland

Forschungs-/FörderprogrammRahmenprogramm zur Förderung der empirischen Bildungsforschung (EBF)
Schwerpunkt: Lehr-Lern-Forschung unter neurowissenschaftlicher Perspektive

FörderungBundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Förderkennzeichen01GJ0801 / 01GJ0802

Verwandte ProjekteWeitere Förderphase: Lerninduzierte Verbesserung mathematischen Denkens - 1. Förderphase

AnmerkungenDas Verbundprojekt unterteilte sich in einen psychologischen Teil unter der Leitung von Elke van der Meer (Förderkennzeichen: 01GJ0801, Laufzeit: 01.04.2008-31.10.2011) und einen Bildgebungs-Teil (FKZ: 01GJ0802, Laufzeit: 01.04.2008-30.09.2011).

StudienleitungFoth, Manja; van der Meer, Elke

UntersuchungsdesignExperimentelles Design
Querschnitt

Erhebungsmethode(n)Messungen und Tests

Untersuchungsgebiet (geogr.)Deutschland (Berlin)

UntersuchungseinheitSchüler

Population / StichprobeSchüler der 11. Klasse, Gymnasium (N=62)

StudienleitungDix, Annika

UntersuchungsdesignExperimentelles Design
Querschnitt

Untersuchungsgebiet (geogr.)Deutschland (Berlin)

UntersuchungseinheitSchüler

Population / StichprobeSchüler der 10. Klasse, Gymnasium

We report a 1-year follow-up functional magnetic resonance imaging study of a geometric analogical reasoning task in high fluid intelligence high-school students. This study was designed to characterise the cerebral correlates of geometric analogical reasoning and to improve our knowledge about the impact of general cognitive development on behavioural performance and on cerebral mechanisms underlying geometric analogical reasoning in adolescents. Our data indicate that a fronto-parietal network comprising the left and right parietal lobes and the left middle frontal gyrus was equally modulated by task difficulty at both measuring time points. At the behavioural level, however, participants showed improvements in performance at the second measuring time point. The behavioural improvements point to a more efficient task processing. As this is not accompanied by differential recruitment of fronto-parietal brain regions, the data suggest an increase in neural efficiency for these brain regions. (Projekt)

StudienleitungWartenburger, Isabell

UntersuchungsdesignQuerschnitt

Erhebungsmethode(n)Messungen und Tests

Untersuchungsgebiet (geogr.)Deutschland (Berlin)

UntersuchungseinheitSchüler

AuswahlverfahrenNicht-Wahrscheinlichkeitsauswahl: Bewusste Auswahl

Population / StichprobeSchüler an Gymnasien im Alter von 17 Jahre (N=22)