Lehrstuhl für Empirische Pädagogik und Pädagogische Psychologie (DE)
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Elk-Math: Synergetisches Scaffolding von mathematischer Argumentationskompetenz mit heuristischen Lösungsbeispielen und Kooperationsskripts

ELK 1

Typ und Förderung:

Forschungsprojekt Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; FI 792/7-2; KO 3462/2-2)

Laufzeit:

2014 - 2017

Projektbeteiligte am Lehrstuhl:

Projektbeschreibung:

In den letzten Jahren ist die mathematische Argumentationskompetenz als wichtiges Bildungsziel in der Sekundarstufe, aber auch in der universitären mathematikdidaktischen Ausbildung erkannt worden. Im Kontext des Projekts wird hierbei zwischen zwei Facetten mathematischer Argumentationskompetenz unterschieden: (a) eine domänenspezifische Facette, mit Hilfe derer mathematische Probleme unter Anwendung mathematischer Theoreme und Regeln gelöst werden können und (b) eine sozial-diskursive Facette, die zum kooperativen Austausch von Argumenten zum Zwecke einer Lösungsfindung benötigt wird. Zur Förderung der domänenspezifischen Facette mathematischer Argumentationskompetenz wurden in der Vergangenheit heuristische Lösungsbeispiele erfolgreich eingesetzt (Reiss & Renkl, 2002). Zur Förderung sozial-diskursiver Argumentationskompetenz haben sich Kooperationsskripts als hilfreich erwiesen (Fischer, Kollar, Stegmann & Wecker, 2013). Bei der kooperativen Bearbeitung mathematischer Beweisaufgaben hat sich eine Kombination beider Maßnahmen allerdings nur bedingt als erfolgreich erwiesen (Kollar et al., 2014). Dieses Projekt geht daher der Frage nach, welche Bedingungen bei der Kombination von heuristischen Lösungsbeispielen und Kooperationsskripts beachtet werden müssen. Erstens wird untersucht, inwiefern eine integrierte Gestaltung der beiden Maßnahmen zu günstigeren Effekten auf die mathematische Argumentationskompetenz führt als eine separate Präsentation. Zweitens wird untersucht, ob eine sequenzielle Präsentation der beiden Maßnahmen zu günstigeren Effekten auf die mathematische Argumentationskompetenz führt als eine gleichzeitige Präsentation und ob es dabei darauf ankommt, ob zuerst heuristische Lösungsbeispiele oder ob zuerst Kooperationsskripts präsentiert werden sollten und ob die zuerst dargebotene Instruktionsmaßnahme bei Einführung der zweiten Maßnahme weiterhin präsentiert werden sollte oder nicht.

Ziel:

Dieses Projekt untersucht, wie heuristische Lösungsbeispiele und Kooperationsskripts miteinander kombiniert werden müssen, um synergetische Scaffoldingeffekte in Bezug auf den Erwerb von mathematischer Argumentationskompetenz bei StudienanfängerInnen der Mathematikdidaktik zu evozieren.

Erwartete Ergebnisse:

Es wird erwartet, dass mathematische Argumentationskompetenz von StudienanfängerInnen der Mathematikdidaktik durch heuristische Lösungsbeispiele und Kooperationsskripts gefördert werden kann. Dies sollte insbesondere dann der Fall sein, wenn die beiden instruktionalen Maßnahmen (a) integriert dargeboten werden und wenn sie (b) sequenziell, d.h. nicht simultan präsentiert werden. In Bezug auf (b) wird zudem erwartet, dass sich günstigere Effekte einstellen, wenn die zuerst dargebotene Instruktionsmaßnahme nach Präsentation der zweiten Maßnahme weiterhin salient ist.

Mögliche Qualifikationsarbeiten:

Bachelor, Master, Lehramt

Kooperationspartner:

  • Prof. Dr. Kristina Reiss (Heinz-Nixdorf-Stiftungslehrstuhl für die Didaktik der Mathematik, Technische Universität München)
  • Prof. Dr. Stefan Ufer (Lehrstuhl für die Didaktik der Mathematik, Ludwig-Maximilians-Universität München)
  • Melanie Fischer (Heinz-Nixdorf-Stiftungslehrstuhl für die Didaktik der Mathematik, Technische Universität München)
  • Sarah Ottinger (Lehrstuhl für die Didaktik der Mathematik, Ludwig-Maximilians-Universität München)

Ausgewählte Publikationen:

  • Kollar, I., Ufer, S., Reichersdorfer, E., Vogel, F., Fischer, F., & Reiss, K. (2014). Effects of heuristic worked examples and collaboration scripts on the acquisition of mathematical argumentation skills of teacher students with different levels of prior knowledge. Learning and Instruction, 32, 22-36. [doi:10.1016/j.learninstruc.2014.01.003]
  • Vogel, F., Kollar, I., & Fischer, F. (2012). Effects of Computer-Supported Collaboration Scripts on domain-general learning outcomes: a meta-analysis. In J. van Aalst, K. Thompson, M. J. Jacobson & P. Reimann (Eds.), The future of learning: Proceedings of the 10th International Conference of the Learning Sciences (ICLS 2012). Vol. 2: Short Papers, Symposia, and Abstracts (pp. 446-450). Sydney: International Society of the Learning Sciences.
  • Vogel, F., Reichersdorfer, E., Kollar, I., Ufer, S., Reiss, K., & Fischer, F. (2013). Learning to argue in mathematics: Effects of heuristic worked examples and CSCL scripts on transactive argumentation. In N. Rummel, M. Kapur, M. Nathan & S. Puntambekar (Eds.), To see the world and a grain of sand: Learning across levels of space, time and scale - Proceedings of the International Conference on Computer-Supported Collaborative Learning (CSCL) (Vol 1. Full Papers and Symposia) (pp. 526-533). International Society of the Learning Sciences.

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