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Digitale Lernmedien zur Förderung grundlegender mathematischer Kompetenzen
Abstract and Figures
Anliegen dieser Forschungsarbeit war es, Möglichkeiten und Wirkungen des Einsatzes von Lernsoftware auf das mathematische Lernen zu untersuchen. Aus diesen Erkenntnissen werden Folgerungen und Kriterien für den Einsatz und die Gestaltung von Lernsoftware, besonders zur Förderung von Kindern mit erhöhtem Förderbedarf in den ersten Schuljahren, abgeleitet. Neben theoretischen Überlegungen und Analysen zu mathematischen Lernprozessen und zum Lernen mit digitalen Lernmedien wurde in der empirischen Studie unter natürlichen Bedingungen die Interaktion zwischen Kindern mit erhöhtem Förderbedarf beim Erwerb grundlegender mathematischer Kompetenzen und aktuell verfügbarer Lernsoftware analysiert und daraus Gestaltungshypothesen für digitale Lernmedien zur Förderung des Verständnisses von Zahlen und Operationen abgeleitet.
Das Forschungsdesign ist durch qualitativ-interpretierende Methoden geprägt. Schülerinnen und Schüler mit besonderem Förderbedarf beim Erwerb grundlegender mathematischer Kompetenzen wurden in weitgehend natürlichen Arbeits- und Lernsituationen am Computer beobachtet und anschließend über eine mehrperspektivische Analyse der Datenaufzeichnung die Wechselwirkung zwischen Medieneigenschaften und mathematischen Lernprozessen erforscht. Dazu wurden den Kindern – angepasst an den jeweiligen Förderbedarf und die bearbeiteten Themen im Mathematikunterricht – aktuell verfügbare Übungen zur Förderung von grundlegendem Zahl- und Operationsverständnis sowie zur Rechenfertigkeit den Kindern angeboten. Fast alle Lernsoftwareprodukte gehörten dabei der Kategorie Übungs- und Automatisierungssoftware an. Der Fokus der Analyse lag auf der Wirkung inhaltsbezogener medialer Gestaltungsaspekte auf das mathematische Lernen und Denken der Kinder. Analyseschwerpunkte bildeten die Rolle von Veranschaulichungsmitteln und deren Verknüpfung mit symbolischen Darstellungen sowie die Wirkung von Rückmeldungen und Hilfen auf Zahl- und Operationsvorstellungen und die angewendeten Mengenerfassungs- und Rechenstrategien der Kinder.
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... Kennzeichnend sind vornehmlich mathematisch-symbolisch dargebotene (zusammenhangslose) Aufgabenbatterien, bei denen nicht der Lösungsprozess, sondern lediglich das Lösungsprodukt entscheidend ist. Es ist hinlänglich bekannt, dass dieser Softwaretypus kaum geeignet sein kann, um Kinder beim Aufbau konzeptuellen Wissens und dem Verfolgen individueller Vorgehensweisen zu unterstützen (vgl.Goodwin und Highfield 2013;Harrass 2007;Urff 2014). Vor dem Hintergrund der Fülle fragwürdiger Software spricht Krauthausen (2012, S. 49) von einem "Qualitätsdilemma digitaler Lernumgebungen". ...
Zusammenfassung
Der Umgang mit Heterogenität gilt als eine Kernherausforderung im Mathematikunterricht der Grundschule. Insbesondere seitens bildungspolitischer Entscheidungsträger wird digitalen Medien – trotz allenfalls vereinzelt vorliegenden empirischen Belegen – das Potential eingeräumt, dieser Herausforderung zielführend begegnen zu können. Daher wurde im Rahmen einer qualitativen Interviewstudie beispielhaft untersucht, wie die App „virtuelles Zwanzigerfeld“ sowie das physische Pendant von 19 Grundschulkindern genutzt wird. Der Fokus wurde dabei darauf gelegt, ob die Medien der Heterogenität von kindlichen Vorgehensweisen bei den Fokusaufgaben gerecht werden. Resultierend werden Empfehlungen für den Einsatz physischer und virtueller Arbeitsmittel bei heterogenen Schülerschaften unterbreitet.
In diesem zentralen Kapitel werden die Inhalte des mathematischen Anfangsunterrichts ausführlich vorgestellt sowie Konzepte, sie einzuführen und Methoden, sie mit den Kindern zu erarbeiten, reflektiert. In Abschn. 4.1 behandeln wir unter Berücksichtigung der Vorkenntnisse und Erwartungen der Kinder den Aufbau des Zahlbegriffs, in Abschn. 4.2 stellen wir Arbeitsmittel vor. In Abschn. 4.3 werden mit vielen Beispielen der Operationsaufbau und das Festigen der Grundrechenarten Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division dargestellt. Insbesondere geht es um den Aufbau der entsprechenden Grundvorstellungen sowie um die Sicherheit der Kinder im Umgehen mit den mathematischen Zeichen und die Anwendung der Rechenoperationen in Sachsituationen. In Abschn. 4.4 diskutieren wir schließlich die Frage, ob bzw. inwieweit dabei der Einsatz von Tablets und anderen elektronisch Hilfsmitteln sinnvoll ist.
This chapter presents a study that investigated the students’ usage of a physical ‘twenty frame’ and the ‘twenty frame’ tablet-application. Nineteen students with special learning needs were interviewed, with a focus on those who predominantly solve addition problems through counting strategies. The aim of the research project was to investigate if, and how, students make use of digital media’s potential to internalize non-counting strategies. Analysis clarifies that quite a few students make use of these potentials after a short introduction. It was revealed that both the virtual and the physical ‘twenty frame’ can be detrimental and beneficial. Accordingly, no statements could be made as to which of the tools assisted counting students most in their individual usage preferences. Mathematical-didactical advantages could be identified in specific processing procedures for both materials.
Das Angebot an Bildungs- bzw. Lernsoftware umfasst eine breite Palette von sehr unterschiedlichen Produkten. Eigentliche Unterrichtssoftware, die speziell für den Unterricht hergestellt und auf Lehrmittel und Curriculum abgestimmt ist, gibt es kaum. Im Projekt «Lernsoftware Evaluation» des Pestalozzianums Zürich ermitteln Lehrpersonen die Qualität von Bildungssoftware, indem sie diese im Unterricht einsetzen und anhand eines Kriterienrasters beurteilen. Eine Analyse der in der Evaluation generierten Daten belegt die Problematik des Anspruchs einer objektiven Qualitätsbeurteilung. Es werden die Probleme bei der Anwendung von Kriterienraster und Beurteilungsmodus aufgezeigt und ermittelt, worin die subjektiven Qualitätsmassstäbe der Evaluierenden begründet sind. Diese Ausführungen sind Teil eines Forschungsprojekts für die Weiterentwicklung einer theoretisch fundierten, aber dennoch praxisnahen Evaluation von Bildungssoftware.
In der Forschung zur Wirkung der neuen Medien kann oft beobachtet werden, dass mediale und (unterrichts-)methodische Einflüsse nicht auseinander gehalten werden. Daher wurde bislang wenig systematisch untersucht, unter welchen instruktionalen Bedingungen der Einsatz einer bestimmten Software überhaupt effektiv Lernen unterstützt. Wir schlagen eine Evaluationsmethode vor, die vom Konstrukt der Lernumgebung ausgeht und plädieren dafür, Software unter der möglichst umfassenden Kontrolle der Parameter der jeweiligen Lernumgebung zu evaluieren. Auf diese Weise können Erkenntnisse darüber gewonnen werden, unter welchen Bedingungen das Potenzial einer bestimmten Software zur Geltung kommt und wie Software didaktisch begründet im Unterricht eingesetzt werden sollte.
In einer interdisziplinären Arbeitsgruppe aus Fachdidaktiker/innen, Pädagog/innen und Psycholog/innen wird an der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg seit einigen Jahren der Einfluss emotionaler Faktoren auf schulische Lernprozesse untersucht. Emotionen gelten als ein bedeutsamer Faktor der Qualität von Lehr- und Lernprozessen. Die Erfassung von Emotionen bei Schüler/innen erweist sich dabei aber als recht schwierig. Im Zentrum unserer Untersuchungen standen zunächst Fragebögen zum Allgemeinen Wohlbefinden, zur Schulzufriedenheit und zum konkreten emotionalen Erleben in einzelnen Unterrichtsstunden. Auch Interviews mit einzelnen Schüler/innen über ihre emotionale Befindlichkeit beim Lernen wurden durchgeführt.
Der folgende Beitrag setzt sich kritisch mit dem Begriff des E-Learning in seinen zahlreichen Facetten und Bezugspunkten auseinander und versucht, Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von E-Learning aufzuzeigen. Im zweiten Teil wird die Bedeutung der Instruktion bei der Gestaltung von computerunterstützten Lernumgebungen erläutert. Dies geschieht anhand von Merkmalsbestimmungen und Rahmenbedingungen von Instruktionssystemen sowie am Beispiel von Fernstudienmaterial und der Lernumgebung der Virtuellen Universität.
Dieses Buch beschäftigt sich mit den konzeptionellen, konstruktiven und gestalterischen Fragen der Realisierung benutzer- und anwendungsgerechter interaktiver Computersysteme. Aufbauend auf dem Band Software-Ergonomie, der sich mit Theorien, Modellen und Kriterien interaktiver Systeme analytisch auseinandersetzt, greift dieser Zweite nun die Grundlagen auf und behandelt ausführlich Konzepte, Architekturen und Bausteine, die für die Konstruktion von multimedialen interaktiven Systemen wesentlich sind.
Interaktionsdesign modelliert und gestaltet und bildet damit die Basis einer nachfolgenden Implementierung. Es ist aufgrund seiner Abstraktion von bestimmten Technologien eine Aufgabe für Informatiker und Designer. Dabei entsteht eine produktive Verbindung, die das Denkbare in das Machbare übersetzt. Interaktionsdesign schlägt die schwierige Brücke von der Analyse zur Implementierung, ohne dabei die Implementierung festzulegen. Der schwierige Aspekt der Ästhetik wird dabei nicht ausgeklammert, sondern unabhängig von Gestaltungsschulen und Gestaltungsstilen aus dem grundlegenden menschlichen Potenzial zur synästhetischen Wahrnehmung heraus betrachtet.
This book is intended for those people who are interested in how mathematics is learned. It is intended especially for those who are interested in the mental processes involved in becoming mathematically competent and the mental processes that inhibit such competency from developing. Insights into the nature of these processes is provided by focusing on a central issue in mathematics learning- the relationship between conceptual understanding and procedural skill. The issue has had an informative past, but work presented in this volume reveals a relatively recent appreciation for the complexities of the issue and a new sense of the appropriate questions to address. © 1986 by Lawrence Erlbaum Associates, Inc. All rights reserved.