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Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität Darmstadt 3. 3. 2009 GDM Oldenburg www.math-learning.com

Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

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Page 1: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I

Prof. Dr. Regina BruderTechnische Universität Darmstadt

3. 3. 2009 GDM Oldenburg

www.math-learning.com

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Gliederung

1. Funktion und Ziele von Langzeitstudien

2. Design und spezifische Untersuchungsmethoden

verschiedener Langzeitprojekte

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder |

3. Ausgewählte Ergebnisse

4. Thesen zur fachdidaktischen Forschung für

eine Weiterentwicklung des MU

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1.Funktion und Ziele von Langzeitstudien

1.1 Forschungsziele in der Fachdidaktik Mathematik

1.2 Potenzielle Ziele für Langzeitstudien

1.3 Typologie von Langzeitstudien

1.4 Forschungsparadigmen in Langzeitstudien

1.5 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 3

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1.1 Forschungsziele in der Fachdidaktik Mathematik

International i.w. übereinstimmend beschäftigt sich die Mathematikdidaktik mita)Zielen des Lehrens und Lernens von Mathematik und der

Inhaltsauswahl für den MU

b)Phänomenen und Gesetzmäßigkeiten des Lehrens und Lernens von b)Phänomenen und Gesetzmäßigkeiten des Lehrens und Lernens von Mathematik (Bedingungen und Einflussfaktoren, auf Individuen- und Gruppenebene)

c)spezifischen Gestaltungsmöglichkeiten zur Realisierung der jeweiligen Ziele und Inhalte des MU

d)Reflexion und Evaluation der Untersuchungsergebnisse und –methoden zu a) – c)

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1.2 Potenzielle Ziele für Langzeitstudien

� Lernprozessbeobachtung (bei kontrollierter Intervention bzw. unter kontrollierten Bedingungen)

� Lerneffektmessung bei Individuen und Gruppen (Längsschnitt unter kontrollierten Bedingungen)

� Lehrerprofessionalisierung (insb. in der Aus- und Fortbildung)

� Evaluation eines Curriculums

� Entwicklung und Erprobung von (ganzheitlichen) Unterrichtskonzepten

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1.3 Typologie von Langzeitstudien

Langzeitstudien haben immer eine ausgeprägte empirische Komponente im Quer- und im Längsschnitt mit qualitativen und quantitativen Anteilen:

a) Entwicklungsbeobachtung von Individuen oder Grup penals reine Evaluationsstudien (z.B. mit Vergleichsarbeiten) oder als Interventionen verbunden mit Evaluation zur03.03.2009

Effektmessung

b) Studien zur lokalen und globalen Konzeptentwickl ung mit einem komplexen Design :

Fragestellung – Theorieansatz – Konzeptentwurf – Pilotierung –Weiterentwicklung des Konzeptes – Intervention – Evaluation –Implementierung

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Evaluationsstudie

Exkurs: Erkenntnisgewinnung in der empirischen Unterrichtsforschung

Entwicklung und Testen von Instrumenten

Analyse von Phänomenen, Abhängigkeiten (quantitativ, qualitativ)

TheoriebildungKonzeptbegründung

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Implementationsstudie

Interventionsstudie (Labor- oder Feldstudie, Mehrfaktorielles Design)

Evaluationsstudie

Wirkungs

Exkurs: Erkenntnisgewinnung in der empirischen Unterrichtsforschung

Entwicklung und Testen von Instrumenten

Analyse von Phänomenen, Abhängigkeiten (quantitativ, qualitativ)

Existierendes theoretisches Konzept

sforschung

Existenz eines praktikablen, wirksamen Konzeptes03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 8

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1.4 Forschungsparadigmen in Langzeitstudien

a) Lehr- und Lernprozesse werden ganz erheblich von d en Entscheidungen der Lehrkräfte im Unterricht beeinfl usst.

„Die Lehrervorstellungen bilden die Basis für diese Entscheidungen, daher ist ihre Kenntnis wichtig für alle Untersuchungen, in denen es um die Analyse von Lernprozessen in üblichen Unterrichtskontexten geht“ die Analyse von Lernprozessen in üblichen Unterrichtskontexten geht“ Fischler, H.: Verfahren zur Erfassung von Lehrer-Vorstellungen zum Lehren und Lernen in den Naturwissenschaften. In: Zeitschrift für Didaktik

der Naturwissenschaften; Jg.7, 2001, S.105 .

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 9

Folgerungen ergeben sich - für Untersuchungen zur Kompetenzdiagnostik- für die Umsetzbarkeit und die tatsächliche Umsetzung vonInhalten, Methoden und Unterrichtskonzepten

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1.4 Forschungsparadigmen in Langzeitstudien

b) Innovationen für den MU verlangen auch auf Lehre rebene die Berücksichtigung der individuellen Lernprozesse

Exkurs:

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 10

Exkurs:

Theoriehintergrund zur Initiierung und Beschreibung von Lernprozessen

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Exkurs: Theoriehintergrund zur Initiierung und Beschreibung von Lernprozessen

Lernfortschritt erfordert:- Eine selbst gestellte „Lernaufgabe“- Erarbeitung einer Orientierungsgrundlage für die notw. Lernhandlungen

Tätigkeitskonzept (Galperin, Lompscher, Davydov u.a.):

L: Wie kann ich mit den unterschiedlichen Lernvoraussetzungen meiner SuS angemessen

umgehen?

S: „Wir lernen jetzt, Zuordnungen mathematisch darzustellen und Fehler in der Zeitung zu finden. Und wir wollen aus

den Zuordnungen noch mehr herausholen“.

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 11

Je umfassender und reichhaltiger die selbst gestellte „Lernaufgabe“ ist, um so größer sind die Chancen, dass die dazu entwickelte Orientierungsgrundlage einen höheren Allgemeinheitsgrad erreicht.

I Orientierung nach Versuch-Irrtum (Probierorientierung)

II Orientierung am Beispiel (Muster)

III Feldorientierung.

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1.Funktion und Ziele von Langzeitstudien

1.1 Forschungsziele in der Fachdidaktik Mathematik

1.2 Potenzielle Ziele für Langzeitstudien

1.3 Typologie von Langzeitstudien

1.4 Forschungsparadigmen in Langzeitstudien

1.5 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

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1.5 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

� Wie kann im MU Problemlösekompetenz entwickelt werden?

� Projekt PROSA 2000 – 2006, DFG: Schwerpunktprogramm BIQUA

� Beispiel für eine Interventionsstudie mit einem komplexen Design auf Schülerebene (Lerneffekte in der Laborstudie und in der Feldstudie)und Lehrerebene (Akzeptanz, Haltung zum Konzept, Konzeptwissen und subjektive Konzeptumsetzung)

� Komorek (2006)� Collet (2009)

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1.5 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

Wie kann im MU Problemlösekompetenz entwickelt werden?

1. Was soll (sinnvollerweise) unter Problemlösenlernen im MUverstanden werden? Um welche Lernziele und –inhalte geht es ?

2. Wie kann man Problemlösen lernen?

Theorie: Wirkprinzip heuristischer BildungMangelnde geistige Beweglichkeit in bestimmten Kontexten wird teilweise kompensiert

durch BEWUSSTES Erlernen solcher Vorgehensweisen und Techniken,

die zu vergleichbaren Ergebnissen führen wie unbewusste Denkverläufe bei ausgeprägter 2. Wie kann man Problemlösen lernen?

3. Wie kann man „Problemlösen-lernen“ im MU für alle SuSorganisieren und gestalten?

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 14

Denkverläufe bei ausgeprägter geistiger Beweglichkeit

Antwort – ein Phasenkonzept:- Gewöhnen an heuristische Methoden und Techniken (Reflektion)

- Bewusstmachen einer speziellen Heuristik anhand eines markanten Beispiels (Strategiebereitstellung)

- einübendes reflektiertes Übertragen (Kontexterweiterung der Strategieanwendung)

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1.5 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

Wie kann im MU Problemlösekompetenz entwickelt werden?

1. Was soll (sinnvollerweise) unter Problemlösenlernen im MUverstanden werden? Um welche Lernziele und –inhalte geht es ?

2. Wie kann man Problemlösen lernen?

- Leistungsschwächere Schüler haben überdurchschnittliche Leistungszuwächse und die drop out Quote halbiert sich

- Die (2.)Phase des Bewusstmachens von Strategien gelingt zu über 60% mit Feldorientierung

2. Wie kann man Problemlösen lernen?

3. Wie kann man „Problemlösenlernen“ im MU für alle SuSorganisieren und gestalten?

4. Wie wird das Phasenkonzept von den Lehrkräften an genommen und umgesetzt und welche Effekte zeigen sich bei den SuS ?

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- Diversifizierung der Lösungswege

- Nachhaltige Problemlösefähigkeiten auch noch ein Jahr nach Projektabschluss

60% mit Feldorientierung (Level III)

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1.5 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

Wie kann im MU Problemlösekompetenz entwickelt werden?

1. Was soll (sinnvollerweise) unter Problemlösenlernen im MUverstanden werden? Um welche Lernziele und –inhalte geht es ?

2. Wie kann man Problemlösen lernen?

-Halbjährlicher Lehrerfortbildungskurs online (blended learning ) mit 14-tägigem Input , Diskussionsforen und Erprobung im eigenen UnterrichtAlle Kurse unter: www.proLehre.de

2. Wie kann man Problemlösen lernen?

3. Wie kann man „Problemlösenlernen“ im MU für alle SuSorganisieren und gestalten?

4. Wie wird das Phasenkonzept von den Lehrkräften angenommen und umgesetzt und welche Effekte zeigen sich bei den SuS ?

5. Wie können die erzielten Ergebnisse in die Praxis überführt werden?

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-Feedback zu den eingereichten Materialiender Lehrkräfte durch die Tutoren

-Unterstützungsinstrument: www.madaba.de-Materialien unter

www.problemloesenlernen.de

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1.4 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

Wie kann man mit heterogenen Lernvoraussetzungen im MU so umgehen, dass möglichst viele SuS kognitiv wie motivational angesprochen und effektiv Lernfortschritte für

� Projekt MABIKOM 2008 – 2012

� Entwicklung und Erprobung eines und effektiv Lernfortschritte für alle erreicht werden?

� Entwicklung und Erprobung eines alltagstauglichen, ganzheitlichen Unterrichtskonzeptes für binnendifferenzierenden MU (ab Kl.7 mit Technologieeinsatz)

� Ziel ist eine Implementation des Konzeptes durch Ausbildung von Multiplikatoren im Projekt

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� Ein Modellversuch zum Einsatzvon GTR ab Kl.7 und CAS ab Kl.9 in Rheinland-Pfalz

� Start 2005/2006 mit 13 Klassen an

� Welche Akzeptanz erhalten grafikfähige Taschencomputer ab Kl.7 im Gymnasium (in RP) und wie kann das Rechnerpotenzial kompetenzbezogen ausgenutzt werden?

TIM (2005 – 2007)

1.4 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

� Start 2005/2006 mit 13 Klassen an 8 Gymnasien, keine Vergleichsklassen

Organisationsstruktur:2 regionale Koordinatoren i.A. des KMund Evaluation TUD

Vierteljährliche Treffen der Teilnehmerzum Materialaustausch

� Ziel: Bereitstellung von erprobtem Unterrichtsmaterial

� Evaluation auf Schüler- und Lehrerebene

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Unterschiedliche Entwicklungsfortschritte in Klasse 9 (TIM)

100

80

60

Leis

tung

serf

üllu

ng in

Pro

zent

Leistung im VortestLeistung im Nachtest

Leistung der Studie imNachtest

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder |

Klasse 7Klasse 6Klasse 5Klasse 4Klasse 3Klasse 2Klasse 1

40

20

0

Leis

tung

serf

üllu

ng in

Pro

zent

Leistung der Studie imVortest

Nachtest

TIM: Sehr hohe Projekterwartungen, aber Erwartungen übertroffen bei „Leistungsunterschieden kann mit TC besser begegnet werden“

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Computer-Algebra im MU: Entdecken, Rechnen, Organisieren

1.5 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

� Ein Schulversuch zum EinsatzCAS-fähiger Taschencomputerim MU ab Klasse 7 in NS

� Start 2005/2006 mit 29 Klassen an 6 Gymnasien, 5 GTR-Klassen im Vergleich

CAliMERO2005 - 2010

-Varianten für Themeneinstiege-Mind Map-Lernprotokoll-Wissensspeicher, TC-Hilfen-Hinweise zu rechnerspezifischenund rechnerfreien Fertigkeiten

-vermischte Kopfübungen-Konzept für vielseitige Aufgaben-Angebote zur Selbsteinschätzung-KlassenarbeitsaufgabenRechnen, Organisieren

Vergleich

Organisation:Koordinator i.A. des Kultusministeriums(Weiskirch) und wiss. Begleitung TUD

Vierteljährliche mehrtägige Treffen der Schulkoordinatoren und Fachleiter zur Materialentwicklung

� Input: Ganzheitliches Unterrichtskonzept

� Diskussion: Ausnutzung des CAS-Potenzials; händischeFertigkeiten

� Evaluation (Kl.7/8 Ingelmann)

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1.5 Beispiele für Fragestellungen in aktuellen Langzeitstudien

� Welches mathematische Grundkönnen soll ohne Rechnernutzung beherrscht werden?

� Beispiel: Welche Verfahren zum

� Beispiel für eine Teilfrage in einerInterventionsstudie mitEvaluation

� Beispiel: Welche Verfahren zum Lösen linearer Gleichungssysteme sollen noch abprüfbar „von Hand“ beherrscht werden?

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 21

Systematische Vorschläge in den- Handreichungen

für Lehrkräfte- Arbeitsmaterialien

für SchülerGleichsetzungs-

verfahren

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Gliederung

1. Funktion und Ziele von Langzeitstudien

2. Design und spezifische Untersuchungsmethoden

verschiedener Langzeitprojekte

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 22

3. Ausgewählte Ergebnisse

4. Thesen zur fachdidaktischen Forschung für

eine Weiterentwicklung des MU

Page 23: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

Kernfragen langfristiger Evaluationsstudien und geeignete Untersuchungsmethoden

Kernfragen der Evaluation: Wie kann man konzeptbezogeneLernzuwächse innerhalb eines Schuljahres effektiv messen?

Konzept: open ended test (pre-post)- Wellenförmiges Anforderungsprofil- Wellenförmiges Anforderungsprofil- Möglichst breites Kompetenzprofil- Vermeidung von Deckeneffekten durch erhöhte Itemzahl - Alle Aufgaben müssen auch zum Schuljahresbeginn bereits prinzipiell

lösbar sein- Erwartung von Lernzuwächsen bzgl. Anzahl und Qualität der

Aufgabenbearbeitung- Lernzuwächse über einem Drittel Standardabweichung sind unter

kontrollierten Bedingungen als Interventionseffekte interpretierbar

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Page 24: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

Wellenförmiges Testdesign

Gymnasium, 7. Klasse (N=370)

0,4

0,6

0,8

1,0

Auf

gabe

nsch

wie

rigke

itI leicht

II mittel

III schwer

4. RechenzauberSabine hat sich einen Zaubertrick ausgedacht. Sie sagt: „Denke dir eine Zahl. Verdopple deine Zahl und addiere 7. Multipliziere das Ganze nun mit 3 und ziehe 21 ab.“

a) Anne denkt sich die Zahl 5.Welches Ergebnis nennt sie Sabine?

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 24

0,0

0,2

0,4

1a 1b 1c 1d 2 3 4a 4b 4c 5a 5b 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Aufgabe

Auf

gabe

nsch

wie

rigke

it

Theoretische Aufgabenschwierigkeit

III schwer

b) Beim nächsten Versuch hat Anne das Ergebnis 42. Welche Zahl hatte sie sich gedacht?

c) Wie kann Sabine schnell und einfach die gedachte Zahl berechnen? Erkläre, warum dieser Trick immer funktioniert.

Page 25: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

Aufgabenschwierigkeit: theoretisch - empirisch

Gymnasium, 7. Klasse (N=370)

0,6

0,8

1

Auf

ga

bens

chw

ierig

keit

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 25

0

0,2

0,4

1a 1b 1c 1d 2 3 4a 4b 4c 5a 5b 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Aufgabe

Auf

ga

bens

chw

ierig

keit

Empirische Aufgabenschwierigkeit (Vortest) Theoretische Aufgabenschwierigkeit

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Kernfragen der Evaluation:

Wie kann man herausfinden, ob die Lehrkräfte die gemeinsam erarbeiteten Materialien oder Konzepte auch eingesetzt haben?

Lernziele

2.3 Kernfragen langfristiger Evaluationsstudien und geeignete Untersuchungsmethoden

� Lehrerseite – prozessbegleitend: Stundenberichte

10 Wochen kontinuierliche Dokumentation

Self-Monitoring-Instrument

Prozess-, Interventions- und Zusammenhangsanalysen möglich

Reflexion

Lern-aktivitäten

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 26

Page 27: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

Kernfragen der Evaluation:

Wie kann man herausfinden, ob die Lehrkräfte die gemeinsam erarbeiteten Materialien oder Konzepte auch eingesetzt haben?

kam heute vor

kam heute nicht vor

Kommentar

2a.

Hausaufgabenbesprechung

� �

2b.

Unterrichtsgespräch� �

2c.

selbstständiges Arbeiten (jeder für sich)

� �

2d.

Gruppenarbeit� �

2e.

Stationenlernen� �

2f Einführung neuen Fragen zur

2.3 Kernfragen langfristiger Evaluationsstudien und geeignete Untersuchungsmethoden

� Schülerseite: Unterrichtsprotokoll

- eine thematische Einheit wird durchgehend

protokolliert - pro Stunde protokolliert 1 Schüler

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 27

2f.

Einführung neuen Stoffes

� �

2g.

Übungen, Vertiefungen, Anwendungen

� �

2h.

Wiederholung länger zurückliegenden Stoffes

� �

2i.

Kopfübung (ohne Rechner!)

� �

2j.

Einführung neuer Funktionen des Taschencomputers

� �

2k.

Unterschiedliche Aufgaben für leistungsstarke und leistungsschwache Schüler (Wahlmöglichkeiten)

� �

Fragen zur Unterrichts-gestaltung

Page 28: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

Ziel ist das Gewinnen von Aussagen (aus Schülersicht)

� zu den zeitlichen und inhaltsabhängigen Anteilen des Einsatzes von Taschencomputern im Mathematikunterricht ab Klasse 7

Zum Instrument „Unterrichtsprotokoll“

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 28

76%

24%TC wurde von den

Schülern

verwendet

keine Verwendung

des TCs durch

Schüler

N=366

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Ziel ist das Gewinnen von Aussagen (aus Schülersicht)

� zu den zeitlichen und inhaltsabhängigen Anteilen des Einsatzes von Taschencomputern im Mathematikunterricht ab Klasse 7

� zur Beobachtung spezifischen Schülerverhaltens (Mitarbeit, Interesse, Rechnernutzung u.ä.)

Zum Instrument „Unterrichtsprotokoll“

Rechnernutzung u.ä.)

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 29

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Ziel ist das Gewinnen von Aussagen (aus Schülersicht)

� zu den zeitlichen und inhaltsabhängigen Anteilen des Einsatzes von Taschencomputern im Mathematikunterricht ab Klasse 7

� zur Beobachtung spezifischen Schülerverhaltens (Mitarbeit, Interesse, Rechnernutzung u.ä.)

Zum Instrument „Unterrichtsprotokoll“

In 22% der über 400 protokollierten Stunden in Kl.9 werden Kopfübungen eingesetzt. (Wöchentlich!)

In 28% der Stunden findet Gruppenarbeit statt.

In 8% der Stunden werden binnendifferenzierende Rechnernutzung u.ä.)� zur (subj.) Wahrnehmung des Stundenthemas, des Unterrichtsverlaufs

und des Anspruchsniveaus der gestellten Lernanforderungen (für Rückschlüsse auf die Unterrichtsmaterialien) und

� zur Wahrnehmung bestimmter Interventionsaspekte in Form von didaktischen Elementen (Kopfübungen, Binnendifferenzierung mitWahlaufgaben, Gruppenarbeit u.ä.),

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 30

In 8% der Stunden werden binnendifferenzierende Lernangebote wahrgenommen.

In über 60% der Stunden finden Hausaufgabenbesprechungen statt.

Page 31: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

1a. Welche mathematischen Themen oder Fragen wurden in der Stunde behandelt? Worum ging es?

1b. Was war für Dich neu in der Stunde?

1. Fragen zum Unterrichtsinhalt

Verschiedene Level von Zielklarheit

werden erkennbar

Zum Instrument „Unterrichtsprotokoll“

behandelt? Worum ging es?

1c. Was hat Dir in der Stunde besonders gut gefallen?

1d. Was hat Dir nicht gefallen?

Das Reflexionsvermö-gen steigt sprung-haft von Klasse 8

zu Klasse 9

Leistungsstarke Lernende sind kritischer(Arbeitsklima, Arbeitstempo)

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 31

Hausaufgaben-besprechung, Gruppenarbeit. Erklärungen

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Kernfragen der Evaluation:

Wie kann man herausfinden, wie tiefgehend bestimmte Konzepte individuell verarbeitet wurden?

Vorteile:

� Vermeidung von Anpassungsleistungen� keine Testsituation� mehrfache Wiederholung möglich

2.3 Kernfragen langfristiger Evaluationsstudien und geeignete Untersuchungsmethoden

� Repertory Grid Befragung

zum Verständnis neuer Aufgabenkultur

zur Analyse von Unterrichtsentwürfen…

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 32

� mehrfache Wiederholung möglich� Vorstellungen sind individuell und in der Entwicklung erfassbar

Nachteile:

� sehr aufwändige Erhebung und Auswertung

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Aspekte Kategorien Beispiel

Repertory Grid – Beispiele zu den gebildeten Kategor ien

beim Vergleichen von Aufgaben

1. Christian hat versucht, drei aufeinanderfolgende natürliche Zahlen zu finden, deren Summe 81 ist. Er hat folgende Gleichung aufgeschrieben: (n −1) + n + (n +1) = 81 .Wofür steht das n?

2. In zwei Kisten befinden sich 54kg Äpfel. Die zweite Kiste wiegt 12kg mehr als die erste Kiste. Wie viele kg Äpfel sind in jeder Kiste?

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 33

Aspekte Kategorien Beispiel

Äußere Aspekte

Äußere Merkmale von Aufgaben

Klassische Textaufgabe

Expliziter mathematischer Gehalt von Aufgaben

Konkrete Berechnung

Page 34: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

Aspekte Kategorien Beispiel

Äußere Aspekte

Äußere Merkmale von Aufgaben

Klassische Textaufgabe

Expliziter mathematischer Gehalt von Aufgaben

Konkrete Berechnung

Repertory Grid – Beispiele zu den gebildeten Kategor ien

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 34

Gehalt von AufgabenKonkrete Berechnung

Innere Aspekte

Aufgabenstruktur in Bezug auf das Handlungsziel

Grundaufgabe (x,x,-)

SchwierigkeitsgradVerknüpfung zu anderen Gebieten der Mathematik

Schülertätigkeiten Knobeln

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Aspekte Kategorien Beispiel

Äußere Aspekte

Äußere Merkmale von Aufgaben

Klassische Textaufgabe

Expliziter mathematischer Gehalt von Aufgaben

Konkrete Berechnung

Repertory Grid – Beispiele zu den gebildeten Kategor ien

03.03.2009 | GDM Oldenburg | Regina Bruder | 35

Gehalt von AufgabenKonkrete Berechnung

Innere Aspekte

Aufgabenstruktur in Bezug auf das Handlungsziel

Grundaufgabe (x,x,-)

SchwierigkeitsgradVerknüpfung zu anderen Gebieten der Mathematik

Schülertätigkeiten Knobeln

Übergeordnete Aspekte

Didaktische Funktion im Lernprozess

Inhaltlich/mathematisches Verständnis überprüfen

LösungsstrategienVerschiedene Lösungswege möglich

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Effekt 1 – erweiterte Sicht

Zunahme von genannten Merkmalen hinsichtlich äußerer sowie innerer und übergeordneter Merkmale.

Gridentwicklung bei verschiedenen Lehrkräften

35

0

6

12

3

02468

101214

Äußere Innere Übergeordnete

Aspekte

Anz

ahl

Merk

ma

le

GY7SR_73

Effekt 2 – vertiefte Sicht

Verschiebung innerhalb der Aspekte.

6

32

3

8

4

02468

101214

Äußere Innere Übergeordnete

Aspekte

Anz

ahl

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Prä Post

Prä PostGY7SR_73

GY7PL_11

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Page 37: Langfristige fachdidaktische Forschungsprojekte zur ... · Forschungsprojekte zur mathematischen Unterrichtsentwicklung in der S I Prof. Dr. Regina Bruder Technische Universität

Effektive Methoden zur längerfristigen Untersuchung von Lehr- und Lernprozessen sind

- Wellenförmig aufgebaute Testformate mit offenem Ende

Zwischenzusammenfassung:

Gymnasium, 7. Klasse (N=370)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1a 1b 1c 1d 2 3 4a 4b 4c 5a 5b 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Aufgabe

Auf

gab

ensc

hw

ierig

keit

Theoretische Aufgabenschwierigkeit

- Stundenberichte der Lehrkräfte (self-monitoring)

- Unterrichtsprotokolle von Schülern

- Repertory Grid Methode zur Analyse von individuellen Vorstellungen

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6

32

3

8

4

02468

101214

Äußere Innere Übergeordnete

Anza

hl M

erkm

ale

Aspekte

Prä Post

1a. Welche mathematischen Themen oder Fragen

wurden in der Stunde behandelt? Worum ging es?

1b. Was war für Dich neu in der Stunde?

1c. Was hat Dir in der Stunde besonders gut gefallen?

1d. Was hat Dir nicht gefallen?

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Gliederung

1. Funktion und Ziele von Langzeitstudien

2. Design und spezifische Untersuchungsmethoden

verschiedener Langzeitprojekte

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3. Ausgewählte Ergebnisse

4. Thesen zur fachdidaktischen Forschung für

eine Weiterentwicklung des MU

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3. Ausgewählte Ergebnisse

3.1 Empirische Sicht: Globale Phänomene in den aktuellen Studien

3.2 Theoriesicht: Wie entsteht ein Unterrichtskonzept für eine Interventionsstudie?

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3. Ausgewählte Ergebnisse

� Die Vorstellungen und Einstellungen zum Unterricht von erfahrenen Lehrkräften sind sehr stabil.

Folgerungen:

Mindestens Jahresrhythmus, eher länger für Standardbefragungen in Feldstudien einplanen

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Feldstudien einplanen

Kombination mehrerer auch qualitativer Instrumente vorsehen, z.B. integriertes mind-mapping in eine Befragung, Repertory Grid

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3. Ausgewählte Ergebnisse

� Testaufgaben, die nicht zum Kernstoff einer Klassenstufe gehören, werden im Nachtest oft weniger erfolgreich gelöst als zu Beginn eines Schuljahres

� Folgerung: Im MU spielen Wiederholungen von grundlegenden Lerninhalten aus früheren Klassenstufen eine zu geringe Rolle

� Empfehlung: Vermischte Kopfübung ritualisieren

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3. Ausgewählte Ergebnisse

� Der Einsatz vermischter Kopfübungen kann die Verfügbarkeit von mathematischem Basiskönnen stabilisieren.

� Instrumente: Stundenberichte der Schüler und Kopfrechentests pre/post

� Ergebnis: Über der

Untersucht bei CAliMERO und TIM

Jahreserwartung liegende Leistungssteigerungen in den Kopfrechentests werden gerade in den Klassen erzielt, in denen regelmäßig (1-2 wöchig) vermischte Kopfübungen durchgeführt werden

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Ergebnisse in den Kopfrechentests Kl.8 und 9 im Projekt CAliMERO

Vortest Nachtest Steigerung

Projektklassen 8 67,12 76,88 9,76

Vergleichsklassen 8 69,89 79,55 9,66

Projektklassen 9 47,7 54,63 6,93

Vergleichsklassen 9 50,76 52,95 2,19

50

60

70

80

90

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0

10

20

30

40

N=426 N=88 N=508 N=91

Projektkl. 8 GTR-Klassen 8 Projektkl. 9 GTR-Klassen 9

Vortest

Nachtest

Steigerung

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3. Ausgewählte Ergebnisse

3.2 Wie entsteht ein Unterrichtskonzept für eine Interventionsstudie?

� Beispiel: MABIKOM

Input - Diskussion von Schwerpunkten

� Modelle für das Lernen von Mathematik finden (Vygotsky, Lompscher)

� Modellierung von Lehrtätigkeiten und Szenarien als „typische Unterrichtssituationen“ mit klarem Pofil

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- Diskussion von Schwerpunkten - Fokussierung: Machbarkeit, Akzeptanz - indiv. Auswahl von Methodenerprobungen- Erfahrungsberichte- Entwerfen von Methoden-Steckbriefen- Materialentwicklung zu den didakt. Elementen des Gesamtkonzeptes

- Gemeinsame Erprobung in den Klassenteams 5, 7 und 9…

Evaluation

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Welche Unterschiede der Lernenden sind für die Unterrichtsplanung und –gestaltung von Bedeutung?

Modell der Lerntätigkeit nach Lompscher (1972, 1984)

HandlungInhalt Verlauf

Produkte

Ergebnisse

Ziele

Motive

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Welche Unterschiede der Lernenden sind für die Unterrichtsplanung und –gestaltung von Bedeutung?

Modell der Lerntätigkeit nach Lompscher (1972, 1984)

HandlungInhalt Verlauf

Produkte

Ergebnisse

Ziele

Motive

Zielwahrnehmung und Zielverarbeitung , wenn Zielwahrnehmung und Zielverarbeitung , wenn Aufgaben/Lernanforderungen gestellt werden

Motivationslage (intrinsisch – extrinsisch, Einstellungen, Interessenbreite, Elternerwartung, Lehrervorbild...)

Niveau des math. Wissens und Könnens, Zugangspräfer enzen Werkzeugkompetenz , Weltwissen...

Verlaufsqualitäten des Denkens, Arbeitstempo, kogni tive Stile, Festigungsbedarf und Selbstregulationskompetenz

Fehler, Kommunikationsfähigkeit, Reflexionsbereitsc haft und -fähigkeit

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Unterrichtskonzept MABIKOM

differenzierende Unterrichtseinstiege

Aufgabenset(Erste und vertiefende Übungen

mit Schwierigkeitseinwahl)Lernprotokoll

(Verständnis fördernde Reflexionen zum Thema)langfristige

Kopfübung mit Diagnose

Wachhalten von Basiswissen Reichhaltiges Übungskonzep t (eigenst.)Kompetenzdiagnose

Lernkontrolle

Reflexionen zum Thema)

Checkliste(Selbsteinschätzung

der eigenen Basiskompetenz)

langfristigeHaus-

aufgabe

Blütenaufgabe(anforderungsgestufteselbstdifferenzierende

Aufgaben)

Kopfübung mit Diagnose

Kopfübung mit Diagnose

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Gliederung

1. Funktion und Ziele von Langzeitstudien

2. Design und Untersuchungsmethoden

verschiedener Langzeitprojekte

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3. Ausgewählte Ergebnisse

4. Thesen zur fachdidaktischen Forschung für

eine Weiterentwicklung des MU

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4. Thesen zur fachdidaktischen Forschungfür eine Weiterentwicklung des MU

I. Werden Weiterentwicklungen des MU angestrebt, müssen entsprechende Forschungsarbeiten zur Konzeptentwicklung und späteren Implementierung langfristig

II. Eine Verbindung zwischen qualitativen und quantitativen Implementierung langfristig

angelegt werden.

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qualitativen und quantitativen Forschungsmethoden kann einen bedeutenden Zugewinn an Erkenntnis für den MU bringen und das Profil der Fachdidaktik in der wiss. Kommunikation schärfen.

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4. Thesen zur fachdidaktischen Forschung für eine Weiterentwicklung des MU

III. Kein noch so wertvolles Forschungsergebnis setzt sich von alleine durch.

Vielmehr bedarf es eines - partizipativen Projektdesigns,

IV. Untersuchungen zur Weiterentwicklung des MU - partizipativen Projektdesigns,

- eines einflussreichen, reflektierten Engagements von Personen und - geeigneter Netzwerke an den Schulen zur Umsetzung bis hin zur Ergebniskontrolle.

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Weiterentwicklung des MU sollten sich letztlich an ganzheitlichen Unterrichtskonzepten messen lassen bzw. diese voran bringen.

Die Rolle von Detaileinsichten relativiert sich ggf. im Unterrichtsalltag.

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4. Thesen zur fachdidaktischen Forschung für eine Weiterentwicklung des MU

V. Fachdidaktische Forschung für eine Weiterentwicklung des MU ist immer mit Fragen nach- Akzeptanz und Machbarkeit sowie nach - „Effektivität“ konfrontiert - „Effektivität“ konfrontiert und bedarf der Unterstützung und Multiplikation durch viele Partner.

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Kontakt:

www.math-learning.com

[email protected]

www.proLehre.de

www.madaba.de

www.problemloesenlernen.de

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

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