Forschung

Aktuelle Projekte

  • COSIMA: Förderung von Kompetenzen zur dokumentenbasierten Diagnose mathematischer Schülerleistungen in simulationsbasierten Lernumgebungen (DFG)
  • CURIOUS: Evidenzbasierte Lehrerbildung zur Förderung fachspezifischer und fachübergreifender Kompetenzen: Curriculum, Instruktion und Lernprozess (BMBF)
  • DiaKom: Diagnostische Kompetenzen von Lehrkräften: Einflüsse, Struktur und Förderung (Land BaWü)
  • KOSIMA: Kontexte für sinnstiftenden Mathematikunterricht (Cornelsen)
  • Mascil: Mathematics and science for life (EU)
  • ProfiL: Professionalisierung im Lehrerberuf (Land BaWü)
  • VisDeM: Visualisierungen im Deutsch- und Mathematikunterricht (Land BaWü)

Abgeschlossene Projekte

  • HEUREKO: Heuristisches Arbeiten mit Repräsentationen funktionaler Zusammenhänge – Diagnose mathematischer Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern (DFG) 
  • STELLA II: Subjektive Theorien von Lehrerinnen und Lehrern zum Lehren und Lernen von Analysis (BMBF) 
  • PRIMAS: Promoting inquiry in mathematics and science education across Europe (EU) 
  • COMPASS: Common problem solving strategies as links between mathematics and science (EU) 
  • EDUMATICS: European Development for the Use of Mathematics Technology in Classrooms (EU)
  • Pro|Mat|Nat: Pädagogische Professionalität in Mathematik und Naturwissenschaften (Strukturiertes Promotionskolleg; Land Baden-Württemberg) 
  • exMNU: Experimentieren im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht (Strukturiertes Promotionskolleg; Land Baden-Württemberg)
  • STELLA I: Subjektive Theorien von Lehrerinnen und Lehrern zum Lehren und Lernen von Arithmetik (Strukturiertes Promotionskolleg; Land Baden-Württemberg)
  • MATHElino: Kindergartenkinder und Grundschulkinder erleben gemeinsam Mathematik (Joachim-Herz-Stiftung & Robert-Bosch-Stiftung)
  • ForMat: Forschungshefte als Instrument der selbstreflexiven fachlichen und fachdidaktischen Professionalisierung von Mathematiklehrerinnen und -lehrern (BMBF) 
  • CAYEN: Computer algebra systems in elementary algebra - Yes or No? (Texas Instruments) 

Kurzfassungen

HEUREKO - Heuristisches Arbeiten mit Repräsentationen funktionaler Zusammenhänge – Diagnose mathematischer Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern -

Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogrammes 1293 "Kompetenzmodelle zur Erfassung individueller Lernergebnisse und zur Bilanzierung von Bildungsprozessen"

Projektleitung: Timo Leuders

Partner: Markus Wirtz, PH Freiburg, Regina Bruder, TU Darmstadt

Projektmitarbeiter: Dominik Naccarella

Laufzeit: 2007-2011

Beschreibung: (Projekt im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogrammes "Kompetenzmodelle zur Erfassung individuelle Lernergebnisse und zur Bilanzierung von Bildungsprozessen")
Ziel des Projektes ist die Konstruktion und Überprüfung eines Kompetenzmodells für das mathematische Problemlösen und Modellieren von Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe I in solchen Situationen, in denen Prozesse des Wachstums und der Veränderung mathematisch erfasst werden (overarching idea „change“). Von zentraler Bedeutung sind hierbei die heuristische Verwendung der fundamentalen mathematischen Darstellungsarten (representations) numerisch, graphisch, symbolisch, verbal und der Wechsel zwischen ihnen als bedeutsame Determinante von Problemlöse- und Modellierungskompetenz. National und international bewährte theoretische Fähigkeitsmodelle aus der Mathematikdidaktik werden operationalisiert und in Form eines Kompetenzstrukturmodells empirisch überprüft. Langfristiges Ziel ist die Bereitstellung eines empirisch fundierten Diagnose- und Förderinstrumentariums für die Schulpraxis.

(nach oben)


STELLA II: Subjektive Theorien von Lehrerinnen und Lehrern zum Lehren und Lernen von Analysis

Projektleitung: Andreas Eichler

Partner: Christoph Mischo

Projektmitarbeiter: Ralf Erens

Laufzeit: 2011-2014

Beschreibung: Eine zentrale Rolle im Prozess des Lehrens und Lernens von Mathematik kann den Lehr-kräften zugeschrieben werden, die wesentlich die Planung und die Durchführung des Mathematikunterrichts bestimmen. Studien haben gezeigt, dass die subjektiven Annahmen, Überzeugungen und Zielsetzungen von Lehrkräften, d.h. ihre Subjektiven Theorien, für die Planung und Durchführung von Unterricht mitentscheidend sind bzw. sein können. Grundan-nahme ist weiterhin, dass sich die Subjektiven Theorien der Lehrkräfte und deren Hand-lungsrelevanz insbesondere in der zweiten Phase der Ausbildung ändern, nach einer Phase der Konsolidierung im Beruf dagegen eher stabil bleiben. In dem hier beantragten Forschungsprojekt sollen daher die Subjektiven Theorien von Lehrkräften hinsichtlich des Lehrens und Lernens von Mathematik - bezogen auf inhaltliche und prozessbezogene Ziele und die Handlungsrelevanz dieser Ziele im Mathematikunterricht - im Übergang vom Ende der ersten Phase der Lehramtsausbildung bis zur professionellen Schulpraxis untersucht werden. Aufgrund der Annahme, dass Subjektive Theorien abhängig von spezifischen Themen-gebieten (Subdomänen) sind, soll inhaltlich auf das zentrale Thema im Mathematikunterricht der Sekundarstufe II, die Analysis, fokussiert werden. Prozessbezogen sollen weiterhin Typen von Lehrkräften innerhalb der Pole instruktivistischen sowie einer konstruktivistischen Lehr-Lern-Orientierung identifiziert werden. Die Identifikation der Subjektiven Theorien und deren Entwicklung in diesem Projekt werden als eine wesentliche Voraussetzung dafür gesehen, gezielte (mathematik-)didaktische Interventionen in der ersten und zweiten Phase der Lehramtsausbildung zu implementieren.

(nach oben)


Mascil

Mascil - Mathematics and science for life

Projektleitung: Katja Maaß

Team

Kathy Kikis-Papadakis, Foundation for research and technology Hellas, EL
Lucas Michiel Doorman, University Utrecht, NL
Geoffrey Wake, University of Nottingham, UK
Fco Javier Garcia Garcia, University of Jaen, ES
Gesine Kulcke, Stuttgart, DE
Nicholas Mousoulides, University of Nicosia, CY
Potari Despina, University of Athens, EL
Birgit Pepin, Hogskolen i Sor-Trondelag, NO
Katrin Engeln, University of Kiel, DE
Szilárd Aandrás, Babeş-Bolyai University – Cluj Napoca, RO
Martin Bilek, University of Hradec Králové, CZ
Pedro Maya, Divulgación Dinámica SL – Seville, ES
Ahmet Ilhan Sen, Hacettepe University, TR
Valentina Dagine, Vilnius University, LT
Suzanne Kapelari, University of Innsbruck, AT
Marcelo Parreura di Amaral, Goethe Universität Frankfurt am Main, DE
Petar Kenderov, Institute of Mathematics and Informatics of the Bulgarian Academy of Sciences, BG

Projektteam Freiburg

Prof. Dr. Katja Maaß, Anna-Maria Aldorf, Dr. Patrick Bronner, Zofia Malachowska, Dr. Karen Reitz-Koncebovski, Elena Schäfer,  Diana Wernisch, 

Förderung:

Das Projekt wird von der EU im 7. Forschungsrahmenprogramm (Science in Society) gefördert.

Das Projekt mascil hat sich zum Ziel gesetzt eine Veränderung der mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichtskultur hin zu mehr forschendem und entdeckendem Lernen zu bewirken. Der Fokus richtet sich dabei vornehmlich auf die Verbindung von Schule und Berufswelt. Dazu werden

Aufgaben entwickelt, die forschendes Lernen in bestimmten beruflichen Kontexten ermöglichen oder in denen Schüler Tätigkeiten aus Berufsfeldern simulieren

Innovative Fortbildungen angeboten, in denen Lehrer aus allgemeinbildenden Schulen mit Lehrern aus beruflichen Schulen oder mit Betrieben zusammenarbeiten.

Ein besonderes Merkmal von mascil ist dabei die Kombination von internationalen und nationalen Arbeitssträngen: Während Fortbildungs- und Unterrichtsmaterialien auf internationaler Ebene konzipiert werden, werden diese auf nationaler Ebene – unter Berücksichtig der jeweiligen Gegebenheiten – realisiert und bei Bedarf weiterentwickelt. Um die Projektarbeit möglichst nachhaltig zu gestalten, wird mascil national wie international von Schulen und Beratungskomitees – bestehend aus Schlüsselpersonen des Bildungswesens und der Wirtschaft – unterstützt. Vielfältige Verbreitungsstrategien und eine webbasierte Fortbildungsplattform ermöglichen zusätzlich den internationalen Austausch und die Fortbildung von LehrerInnen. Die Wirksamkeit der Projektaktivitäten wird über die gesamte Projektdauer (01/01/2013 – 31/12/2016) evaluiert. Bei der Evaluation werden sowohl summative als auch formative Elemente verwendet, die einerseits den Erfolg des gesamten Projekts und andererseits – bei Bedarf – eine Anpassung bestehender Strategien erlauben.

(nach oben)


PRIMAS: Promoting inquiry in mathematics and science education across Europe

Projektleitung: Katja Maaß

Partner: Jean-Luc Dorier, Universität Genf; Michiel Doorman, Henk van der Kooij, Freudenthal Institut Universität Utrecht; Malcolm Swan, Daniel Pead, Len Newton, MARS, Universität Nottingham; Fco. Javier Garcia Garcia, Ana Abril Galego, Universität Jaen; Sona Ceretkova, Martin Bilek, UKF Nitra; Csaba Csikos, Erzebet Korom, Universität Szeged; Nicholas Mousoulides, Toula Onoufriou, Technische Universität Zypern; Cettina Axiak, Deborah Chetcuti, Michael Buhagiar, Universität Malta; Morten Blomhoej, Tinne Hoff Kjeldsen, Roskilde Universität; Geoff Wake, Graham Hardy, Andrew Howes, Universität Manchester; Szilárd András, Anna Soós, Zoltán Néda, Babés Bolyai Universität; Birgit Pepin, Ragnhild Lyngved, Sor Trondlag Universitäts-College; Manfred Euler, IPN Kiel

Projektmitarbeiter: Diana Wernisch, Dr. Patrick Bronner, Anna-Maria Aldorf, Zofia Malachowska

Laufzeit: 2010-2013

Beschreibung:
Ziel des Projektes ist es, eine Veränderung der Unterrichtskultur in Mathematik und den Naturwissenschaften zu bewirken. Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, Probleme und Phänomene selbständig untersuchen, selbst Lösungswege entdecken, in Gruppen arbeiten und ihre Vorgehensweisen begründen und präsentieren. Dabei wird besonderer Wert auf die Vernetzung von Mathematik und den Naturwissenschaften sowie die Herstellung von Bezügen zur Realität gelegt. Die Schüler sollen den Unterricht als für sie und ihr Leben sinnvoll erleben. Dadurch erwerben die Schüler Kompetenzen, die für sie in einer sich ständig verändernden Welt unverzichtbar sind, hilft es Ihnen doch, sich im Beruf flexibel neue Kompetenzen anzueignen, ihre Kenntnisse in konkreten Situationen anzuwenden und im Team zu arbeiten.
Die zentrale Frage, die sich bei einer solchen Zielsetzung stellt, ist, wie ein derartiger Wandel von Unterricht wirklich erreicht werden kann. Dem Projekt PRIMAS liegt die Hypothese zugrunde, dass eine Veränderung nur bewirkt werden kann, wenn möglichst viele der an Schule beteiligten Personen und Institutionen in diesen Veränderungsprozess einbezogen werden um eine Atmosphäre der Veränderung zu erzeugen. Daher richten sich die Aktivitäten von PRIMAS an Lehrer, Eltern, Schüler, Schulbehörden und Politiker.
Um einerseits Lehrer in ihrem Prozess der Veränderung des Unterrichts möglichst lange und damit nachhaltig fortzubilden, werden Schulteams über einen Zeitraum von 1-2 Jahren begleitet. Um jedoch andererseits möglichst viele Lehrer zu erreichen, werden Multiplikatoren ausgebildet, die die Schulteams begleiten. Gleichzeitig wird es 1-Tages-Großevents geben, um möglichst viele Lehrer zu erreichen.
Darüber hinaus wird es Informationsveranstaltungen für andere Zielgruppen (Eltern, Schüler) geben. Im Rahmen eines sogenannten nationalen Beratungskomitees werden in jedem Land gezielt Schulbehörden, Multiplikatoren und Seminare in die Projektarbeit einbezogen. In dem deutschen Beratungskomitee arbeiten wir mit insbesondere mit dem Regierungspräsidium Freiburg zusammen.
Kennzeichnend für Primas ist die Wechselwirkung zwischen der Arbeit auf internationaler Ebene sowie der konkreten Arbeit vor Ort mit regionalen Behörden und Schulen.

(nach oben)


COMPASS: COMMON PROBLEM SOLVING STRATEGIES AS LINKS BETWEEN MATHEMATIC AND SCIENCE

Projektleitung: Katja Maaß/ Pädagogische Hochschule Freiburg

Partner: 

  • Universität Utrecht/ Niederlande
  • Universität für Technologie/ Zypern
  • Universität von Jean/ Spanien
  • Universiät Manchester/ Vereinigtes Königreich
  • Universität des Philosophen Konstantin in Nitra/ Slowakei

Laufzeit: 2009-2013

Beschreibung: COMPASS stellt Lehrerinnen und Lehrern Unterrichtseinheiten für fächerübergreifenden Unterricht zur Verfügung, in dem Mathematik und die Naturwissenschaften verknüpft werden. Diese ermöglichen den Schülerinnen und Schüler Mathematik und Naturwissenschaften in einem für sie relevanten Kontext zu lernen und mit ihren Erfahrungen zu verknüpfen.

In COMPASS wirken Forscher und Lehrende aus 6 europäischen Ländern mit. Die Unterrichtseinheiten werden in enger Zusammenarbeit mit Lehrenden entwickelt, von Experten begutachtet und schließlich von zahlreichen Lehrenden in allen 6 Ländern pilotiert. Eine sorgfältige Evaluation ermöglicht die Optimierung der Unterrichtseinheiten sowie die Analyse möglicher Schwierigkeiten beim Unterrichten.

COMPASS unterstützt Lehrkräfte im interdisziplinären Unterricht in vielfältiger Weise: Workshops führen in das interdisziplinäre Arbeiten ein. Lehrende haben die Auswahl zwischen Unterrichtseinheiten, die ohne oder mit neuen Medien durchgeführt werden. Alternative Unterrichtskonzeption ermöglichen die Adaption an die eigene Lerngruppe. Das Forum ermöglicht den Lehrenden Erfahrungen auszutauschen und Netzwerke zu bilden – auch über Ländergrenzen hinweg.

COMPASS bietet den Lehrenden somit auch Unterstützung bei der Umsetzung der aktuellen Bildungstandards, die zunehmend Vernetzung und fächerübergreifende Ansätze fordern.

COMPASS knüpft damit an die Tradition des Projektes LEMA an, dessen Ziel es war, realistische Fragestellungen und mathematisches Modellieren im Mathematikunterricht zu implementieren..Auch die Unterrichtseinheiten in COMPASS erfordern vielfach mathematisches Modellieren, gehen aber gleichzeitig darüber hinaus, indem auch die Naturwissenschaften einbezogen werden. Für die Schülerinnen und Schüler bzw. die Gesellschaft relevante Fragestellungen werden damit nicht nur – vielfach künstlich – beschränkt auf ein Unterrichtsfach untersucht, sondern so wie es auch in der Realität geschieht: Fächerübergreifend und unter Verwendung verschiedener Disziplinen.

(nach oben)


EDUMATICS: European Development for the Use of Mathematics Technology in Classrooms (EU)

Leitung in Freiburg: Bärbel Barzel

Partner: 10 Universitäten in der EU

Laufzeit: 2010-2013

Beschreibung: Der Einsatz neuer Technologien wird in den nächsten Jahren im Schulunterricht und vor allem im Mathematik- und naturwissenschaftlichen Unterricht eine immer größere Bedeutung bekommen. (Fast) jede Schülerin und jeder Schüler hat heute zuhause einen Computer mit (schnellem) Internetanschluss, in den Schulen werden Beamer und interaktive Whiteboards zu obligatorischen Ausstattungsmitteln von Schulräumen, Taschencomputer, Klein-Notebooks und Smartphones gehören zu Geräten, die heute schon jederzeit im Klassenraum verfügbar sind. Wie gehen Lehrerinnen und Lehrer mit diesen neuen Herausforderungen um? Wann ist ein Einsatz neuer Technologien überhaupt sinnvoll? Wann ist er nicht sinnvoll? Welche Möglichkeiten bieten einzelne Geräte? Um diese und ähnliche Fragen beantworten zu können, ist im Umgang mit neuen Technologien eine fortwährende Weiterbildung der Lehrerinnen und Lehrer unumgänglich. Im Rahmen des europäischen Projekts EdUmatics (European Development for the Use of Mathematics Technology in Classrooms) wird gegenwärtig ein Weiterbildungskurs entwickelt, der Lehrinnen und Lehrern eine Einführung in die Möglichkeiten des sinnvollen Einsatzes neuer Technologien im Mathematikunterricht geben soll. 

(nach oben)


Pro|Mat|Nat: Pädagogische Professionalität in Mathematik und Naturwissenschaften (Strukturiertes Promotionskolleg; Land Baden-Württemberg)

Projektleitung: Timo Leuders, Markus Wirtz (PH Freiburg), Alexander Renkl, Matthias Nückles (Uni Freiburg)

Partner: 12 Wissenschaftler des Kompetenzverbundes empirische Bildungs- und Unterrichtsforschung (siehe KeBU)

Bearbeitung: 15 Dissertationsprojekte (siehe KeBU)

Finanzierung: MWK Baden-Württemberg, 2011 - 2013

Beschreibung: Das Promotionskolleg hat das Ziel, Kompetenzbereiche pädagogischer Professionalität in seinen verschiedenen Facetten zu analysieren und Wege zur deren Optimierung aufzuzeigen. Erziehungswissenschaftler, Fachdidaktiker, Psychologen, Bildungssystemforscher und Bildungsökonomen untersuchen in interdisziplinären Teams die fachbezogenen Kompetenzen von Lehrerinnen und Lehrern sowie von Erzieherinnen und Erziehern in den mathematisch-naturwissenschaft-lichen Domänen hinsichtlich ihrer Struktur, ihren Entstehensbedingungen und ihren Wirkungen.

(nach oben)


exMNU: Experimentieren im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht (Strukturiertes Promotionskolleg; Land Baden-Württemberg)

Projektleitung in Freiburg: Prof. Dr. Bärbel Barzel - Prof. Dr. Jens Friedrich - Prof. Dr. Timo Leuders - Prof. Dr. Marco Oetken

Projektmitarbeiter: Sandra Ganter, Kathleen Philipp (Mathematik) u.a.

Laufzeit: 2008-2011

Beschreibung: In diesem hochschulübergreifend organisierten Promotionskolleg werden in den verschiedenen naturwissenschaftlichen Disziplinen (Biologie, Chemie, Physik), dem Sachunterricht und der Mathematik in verschiedenen Klassenstufen und Schularten 11 empirische Forschungsprojekte im Bereich der Lehr- und Lernforschung durchgeführt. Das auf drei Jahre angelegte Promotionskolleg begann im Oktober 2008 und wird vom Wissenschaftsministerium Baden-Württemberg gefördert.

Am Kolleg beteiligt sind die Pädagogischen Hochschulen in Heidelberg, Freiburg (Sprecherhochschule), Ludwigsburg und Weingarten.

Die Herausforderung, aber auch die Einzigartigkeit des Kollegs liegt in der interdisziplinären und hochschulübergreifenden Zusammensetzung des Kollegs (Mathematik, Naturwissenschaften, Psychologie, Sachunterricht).

Zentrale Ziele bestehen darin, zu untersuchen, wie

  • Experimente im Unterricht fachdidaktisch begründet und empirisch abgesichert zur Unterstützung des inhaltlichen Lernens und des Kompetenzerwerbs im Unterricht eingesetzt werden können und
  • die Experimentierkompetenz von Schülern diagnostiziert und gezielt gefördert werden kann.

Das Promotionskolleg zeichnet sich außerdem durch ein umfassendes Rahmenkonzept (Methodische Einzelberatung durch das Methodenzentrum der PH Freiburg, Studienbegleitprogamm, interner und externer Austausch) sowie ein Qualitätssicherungsprogramm aus.

Die in den Einzelprojekten entwickelten und erprobten Unterrichtsmodelle und die zentralen Befunde der Projekte sollen im Rahmen eines praxistauglichen und eines theoretischen Sammelbandes veröffentlicht werden.

(nach oben)


STELLA I: Subjektive Theorien von Lehrerinnen und Lehrern zum Lehren und Lernen von Arithmetik

Projektleitung: Andreas Eichler

Partner: Christoph Mischo

Projektmitarbeiter: Katinka Bräunling

Laufzeit: 2010-2013

Beschreibung: Eine zentrale Rolle im Prozess des Lehrens und Lernens von Mathematik kann den Lehrkräften zugeschrieben werden, die wesentlich die Planung aber auch die Durchführung des Mathematikunterrichts bestimmen. Studien haben gezeigt, dass die subjektiven Annahmen, Überzeugungen und Zielsetzungen von Lehrkräften, d.h. ihre Subjektiven Theorien, für die Planung und Durchfüh-rung von Unterricht mitentscheidend sind bzw. sein können. In dem hier beantragten Forschungs-projekt sollen daher die Subjektiven Theorien von Lehrkräften hinsichtlich des Lehrens und Ler-nens von Mathematik - bezogen auf inhaltliche und prozessbezogene Ziele sowie die Handlungs-relevanz dieser Ziele im Mathematikunterricht - untersucht werden. Wesentliches Ziel des Forschungsprojekts ist es dabei, die Entwicklung der Subjektiven Theorien der Lehrkräfte und deren Handlungsrelevanz vom Ende der ersten Phase der Lehramtsausbildung bis zur professionellen Schulpraxis bezogen auf unterschiedliche Schulformen (Primarstufe und Sekundarstufe I) zu untersuchen. Inhaltlich soll auf das zentrale Thema im genannten Übergang der Schulformen, die Arithmetik, deren Beherrschung wesentlich die weitere mathemische Schullaufbahn von Schülern bedingt, fokussiert werden. Prozessbezogen sollen Typen von Lehrkräften innerhalb der Pole einer instruktions- sowie einer konstruktivistischen Lehrorientierung identifiziert werden. Die Identifikation der Subjektiven Theorien in diesem Projekt ist eine Voraussetzung dafür, gezielte (mathematik-)didaktische Interventionen in der ersten und zweiten Phase der Lehr-amtsausbildung zu implementieren.

(nach oben)


KOSIMA: Kontexte für sinnstiftenden Mathematikunterricht (Cornelsen)

Projektleitung: 

  • Pädagogische Hochschule Freiburg: Bärbel Barzel, Timo Leuders
  • Technische Universität Dortmund: Susanne Prediger, Stephan Hußmann


Partner: Cornelsen-Verlag

Projektmitarbeiter: Nora Rülander

Laufzeit: 2008-2018

Beschreibung: Kosima ist ein langfristig angelegtes Forschungs- und Entwicklungsprojekt für den Mathematikunterricht der Sekundarstufe I.
Im Projekt werden vielfältige Aspekte von mathematischen Lernprozessen in sinnstiftenden Kontexten untersucht.
Dabei werden Schritte der Entwicklung- und Erforschung von Lernarrangements, der Fortbildung und Auswertung eng aneinander gekoppelt und die Arbeit aller entscheidenden Partner eng miteinander verzahnt. Hochschule, Schulbuchverlag (Cornelsen) und Lehrkräfte aus der Praxis befassen sich mit der Entwicklung und Untersuchung von Lernarrangements.

(nach oben)


MATHElino: Kindergartenkinder und Grundschulkinder erleben gemeinsam Mathematik (Joachim-Herz-Stiftung & Robert-Bosch-Stiftung)

Projektleitung: Dr. Reinhold Haug, Prof. Dr. Gerald Wittmann

Projektmitarbeiter: Dinah Reuter

Beschreibung: Die Anschlussfähigkeit von Kindergarten und Grundschule sowie die Entwicklung neuer Kooperationsformen sind aktuelle bildungspolitische Themen. Als „Kristallisationspunkt“ der Zusammenarbeit von Kindergarten und Grundschule im Bereich des Mathematiklernens dienen eigens entwickelte „mathematikhaltige Materialien“, die im Übergang zwischen Kindergarten und Grundschule eingesetzt werden können und denen damit eine „Brückenfunktion“ zukommt. Damit der Einsatz solcher Materialien sowohl im Kindergarten als auch in der Grundschule altersspezifisch erfolgen und verbindend wirken kann, bedarf es Handlungskonzeptionen, die die spezifischen Situationen der jeweiligen Institutionen im Blick behalten. Deshalb muss neben fachdidaktischer Entwicklungsarbeit stets auch eine Kooperation auf institutioneller Ebene mitgedacht werden. Die Pädagogische Hochschule Freiburg strebt daher die kooperative Schulung von Erzieher/innen und Grundschullehrer/innen an, damit diese in der Lage sind, bei Kindergarten- und Grundschulkindern in kooperativen Lernprozessen mathematisches Verständnis anzuregen und zu fördern.

(nach oben)


ForMat: Forschungshefte als Instrument der selbstreflexiven fachlichen und fachdidaktischen Professionalisierung von Mathematiklehrerinnen und -lehrern.

Projektleitung: Timo Leuders, Lars Holzäpfel (PH Freiburg), Alexander Renkl (Uni Freiburg)

Projektmitarbeiter: Carola Bernack

Beschreibung: Studierende des Grund- und Hauptschul- bzw. Realschullehramts arbeiten an vorgegebenen mathematischen Problemen und dokumentieren ihre Lösungsprozesse in einem Forschungstagebuch. Dabei reflektieren sie systematisch ihr Vorgehen und tauschen sich zeitweise auch in moderierten Austauschrunden miteinander aus. Drei Fragestellungen werden im Rahmen des Projekts in den Blick genommen : (1a) Welche Wirkungen hat reflexives, durch Forschungstagebücher gestütztes Problemlösen auf die Entwicklung fachlich-reflexiver und fachdidaktischer Kompetenzen der Teilnehmerinnen und Teilnehmer? (1b) Welche Strategien und Vorgehensweisen werden in den Forschungstagebüchern eingesetzt? Lassen sich unterschiedliche Lernertypen hinsichtlich des Reflektierens und Problemlösens unterscheiden? (2) Welches sind bei dieser Lernform entscheidende moderierende Variablen? (3) Welche Form und Intensität der Intervention (über die individuelle Arbeit an gestellten Problemen hinaus) optimiert die Wirkungen?

(nach oben)


CAYEN: Computer algebra systems in elementary algebra - Yes or No?

Projektleitung: Bärbel Barzel

Partner: Paul Drijvers, Freudenthal Institute Utrecht

Projektmitarbeiter: Matthias Zeller

Laufzeit: 2009-2012

Förderung: Texas Instruments

Beschreibung: Neben numerischem Rechnen, dynamischer Graphendarstellung und Tabellenkalkulation (GTR), zeichnen sich Computeralgebrasysteme (CAS) vor allem durch die Möglichkeit aus, symbolische Ausdrücke mit Variablen zu verarbeiten. Im Projekt CAYEN wird die Rolle von CAS beim Lernen elementarer Algebra in Klassenstufe 7 untersucht. Im Rahmen einer Experimentalstudie wurden drei CAS-Klassen und zwei GTR-Klassen in zwei qualitativen Erhebungszyklen miteinander verglichen. In einer dritten Untersuchung werden nur die für den CAS-Unterricht charakteristischen Lernprozesse, mit qualitativen und quantitativen Methoden beleuchtet. Die eingesetzte Intervention führt Algebra im Rahmen von Funktionen und im Kontext inner- und außermathematischer Problemstellungen genetisch ein. Schon bevor die Lernenden regelgeleitete Umformungen, wie Gleichungen lösen, routiniert manuell durchführen können, wird der Aufbau adäquater Vorstellungen zu algebraischen Objekten verfolgt. Algorithmische Prozeduren werden zu Beginn des Lernprozesses von CAS übernommen und damit stehen nicht ihre Durchführungen, sondern ihr Sinn, ihr Nutzen und ihr Hintergrund im Fokus. Zudem können auf diesem Lernweg mehrere inhaltliche Felder, wie lineare Gleichungssysteme, Gleichungen höheren Grades oder mit mehreren Variablen, parallel angeschnitten und nach und nach vertieft werden. Ziel ist es damit von Anfang an die Entwicklung von einem umfassenden Blick auf Algebra und eine Vernetzung der inhaltlichen Bereiche anzuregen.

(nach oben)