Grundfragen des Mathematikunterrichts - Universität Klagenfurt
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Grundfragen des Mathematikunterrichts Online-Lektion 4: Leistungen messen, vergleichen, beurteilen: Das Beispiel AHS-Zentralmatura Andreas Vohns Sommersemester 2019 Übersicht Zentralmatura Wozu überhaupt Zentralmatura? Was soll warum in eine AHS-Zentralmatura gehören? Einblicke in 5 Jahre Praxis der Zentralmatura 1
Zentralmatura Wozu? 2019S 3 Zentralmatura: Wozu? Sicht der Bildungspolitik 2009 im Nationalrat entschieden: zentrale schriftliche Reifeprüfung ( Zentralmatura“) aus Mathematik ” (Deutsch, Lebende Fremdsprache) Argumente/Erwartungen Element der neuen Steuerung“ (Output-Orientierung), vor allem ” É Vergleichbarkeit (der Bildungsabschlüsse) É Objektivierung (der Leistungsbeurteilung) (Peschek & Schneider, 2016) Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Wozu? 2019S 4 Zentralmatura: Wozu? Sicht der Mathematikdidaktik Kritik an herkömmlicher“ Matura: ” É Orientierung auf kurzfristig verfügbares Wissen/Fähigkeiten, nicht auf längerfristig verfügbare Kompetenzen É Orientierung auf rechnerisch komplexe Problemlöseaufgaben“, ” weniger auf (relationales) Verständnis grundlegender Begriffe und Zusammenhänge É Gleich-Gültigkeit“ der Inhalte, keine bewusste Schwerpunktsetzung ” oder ausdrückliche Grundbildungs-Konzeption É Halbwegs sicher gemeinsam geteiltes Wissen über Lehrpersonen und Schulen hinweg kaum identifizierbar (Nach: Peschek und Schneider, 2016) Grundfragen des Mathematikunterrichts 2
Zentralmatura Wozu? 2019S 5 Zentralmatura: Das Klagenfurter Pilotprojekt Der Projektauftrag (7/2008 – 12/2012) É Entwicklung eines Konzepts für eine Zentralmatura Mathematik an Gymnasien É Erprobung, Aushandlung und Modifizierung des Konzepts im Rahmen einer Pilotphase (ca. 20 Pilotschulen) É Vorbereitung, Durchführung und Evaluation eines Schulversuchs mit Zentralmatura Mathematik an Gymnasien im Schuljahr 2011/12 É Empfehlungen für die bundesweite Zentralmatura aus Mathematik an Gymnasien ab dem Schuljahr 2014/15 (Peschek & Schneider, 2016) Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Wozu? 2019S 6 Intention Zentralmatura: Intention Pilotprojekt (Klagenfurt) Mathematische Bildung entwickelt und vollzieht sich – aus unserer Sicht – im spannungsgeladenen Wechselspiel zwischen Verbindlichkeit Freiraum Verbindlichkeiten ‐ sind unverzichtbar für Gemeinsamkeiten, für Verständigung/Kommunikation und Kooperation, für kulturelle Kohärenz und die Reproduktion der Gesellschaft; „Allgemeinbildung“ (H. W. Heymann) Freiräume ‐ sind unverzichtbar für Veränderungen, Innovationen, Entwicklungen, aber auch für individuelle Entfaltung, für Selbstverwirklichung und Identitätsfindung; „Bildung“ (H. W. Heymann) (Peschek des Grundfragen & Schneider, 2016) Mathematikunterrichts 20 3
Zentralmatura Wozu? 2019S 7 Intention Zentralmatura: Intention Pilotprojekt (Klagenfurt) Wenn eine Zentralmatura für etwas gut sein soll, dann muss sie auf Verbindlichkeiten (Gemeinsamkeiten, Allgemeinbildung) fokussieren. Eine Zentralmatura ist kein geeignetes Instrument, um Freiräume/Differenzierungen abzubilden! (Peschek des Grundfragen & Schneider, 2016) Mathematikunterrichts 21 Zentralmatura Was und warum? 2019S 8 Zentralmatura: Welches Verständnis will / soll sie anstreben? É . . . ist eine normative, nicht deskriptiv-empirisch beantwortbare Frage É gemäß bildungstheoretischer Rahmung drei Aspekte zentral (vgl. Peschek, 2011; bmbwf, 2019): É Zurückdrängen von rein syntaktischem Verständnis ( Dressur des ” Unverstandenen“) zu Gunsten von semantischem Verständnis É weniger Fokus auf operatives Wissen / prozedurale Verständnisebene, mehr Fokus auf Grundwissen (konzeptuelle Verständnisebene) und Reflexion (reflexive Verständnisebene) É Betonung elaborativer Verständniselemente wegen “mathematical literacy” inspirierter Allgemeinbildungsvorstellung vs. traditionellem Fokus auf Innermathematisches + INT-Standardanwendungen É alle drei Verschiebungen haben Einfluss auf die sprachliche Gestaltung & verändern potentiell nötiges → Textverständnis É alle drei Verschiebungen sind weder politisch, noch gesellschaftlich, noch schulpraktisch Selbstläufer, auch mathematikdidaktisch nicht völlig unstrittig Grundfragen des Mathematikunterrichts 4
Zentralmatura Was und warum? 2019S 9 Zentralmatura: Intention Intention Pilotprojekt (Klagenfurt) Anforderungen an Verbindlichkeiten (für alle): fachlich grundlegend zentrale mathematische Konzepte und Tätigkeiten, globale Ideen gesellschaftlich relevant bildungstheoretische Orientierung, Nachhaltigkeit sozial akzeptiert Aushandlung mit den Betroffenen (auch Lehrplan) „massig“ überprüfbar := „Grundkompetenzen“ (= grundlegende, gesellschaftlich relevante mathematische Fähigkeiten, die allen Schüler(inne)n längerfristig verfügbar sein sollten und einer produkt‐/zustands‐ orientierten Überprüfung zugänglich sind. ) (Peschek & Schneider, 2016) Grundfragen des Mathematikunterrichts 22 Zentralmatura Was und warum? 2019S 10 Beispiele für Grundkompetenzen und Aufgaben Grundkompetenzen & Aufgaben (Klagenfurt) GK: Einfache Formeln aufstellen können. (Peschek des Grundfragen & Schneider, 2016) Mathematikunterrichts 25 5
Zentralmatura Was und warum? 2019S 11 Beispiele für Grundkompetenzen und Aufgaben Grundkompetenzen & Aufgaben (Klagenfurt) GK: Einfache Terme im Kontext deuten können. Aufgabenstellung: Im ersten Jahr nach der Unternehmensgründung erzielt ein Unternehmen einen Umsatz in der Höhe U1, im zweiten Jahr einen Umsatz in der Höhe U2, und stellt fest: 2 1 = - 0,04. 1 2 1 Geben Sie an, was = - 0,04 im angegebenen 1 Kontext bedeutet! (Peschek des Grundfragen & Schneider, 2016) Mathematikunterrichts 26 Zentralmatura Was und warum? 2019S 12 Beispiele für Grundkompetenzen und Aufgaben Grundkompetenzen & Aufgaben (Klagenfurt) GK: Den typischen Verlauf des Graphen einer linearen Funktion kennen. Die Wirkung der Parameter k und d kennen und die Parameter in unterschiedlichen Kontexten deuten können. Aufgabenstellungen: Die UNO veröffentlichte mehrere Prognosemodelle für die Entwicklung der Weltbevölkerung. Bei einer der vier Varianten wurde linear modelliert. Welche Variante ist dies? – Geben Sie die für diese Modellierung zu Grunde liegende jährliche Bevölkerungszunahme an! (Peschek des Grundfragen & Schneider, 2016) Mathematikunterrichts 27 6
Zentralmatura Was und warum? 2019S 13 Konsequenzen für Aufbau der Prüfung (Klagenfurt) Aus dem wesentlichen Ziel Entwicklung des MU hin zur Sicherung mathematischer Grundkompetenzen für alle SuS folgt É hohe Lösungshäufigkeit bei den Grundkompetenzen É keine Kompensierbarkeit von Defiziten bei Grundkompetenzen Daher zweiteiliger Aufbau: der Prüfung: Teil 1 zielen direkt auf (einzelne) GK ab bestimmen das Wesentliche“ i. S. d. LBVO ” hohe Lösungshäufigkeit (60 %-75 %) Teil 2 Reflexion & Vernetzung von GK “eigenständige Anwendung in neuartigen Situationen“ i. S. d. LBVO da über das Wesentliche hinausgehend“ (LBV0) keine hohe LH ” erforderlich (60 %-75 % für 1er) (Modifiziert nach Peschek und Schneider, 2016) Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Einblicke 2019S 14 Änderungen seit dem Pilotprojekt É kleinere Änderungen an den Grundkompetenzen (insbesondere Stochastik) É seit 2018 höher entwickelte Technologie vorgesehen (erneut kleine Ämnnderung an GK); Technologie (eingesetzt): 73 % GeoGebra, 27 % Taschenrechner mit CAS É Teil 2 4–6 umfangreichere, aber gegeliederte Aufgaben, kaum Verneutzung von GK É Kompensationspunkte aus Teil 2 (bestanden ab ca. 57 %), seit 2019 grundsätzlich auch mit 50 % insgesamt bestanden (kommt kaum vor) É bis 2018: Prüfung zweigeteilt (inkl. Absammeln), seit 2019 nicht mehr É seit 2019 bei einzelnen Aufgaben auch Vergabe von halben Punkten Grundfragen des Mathematikunterrichts 7
Zentralmatura Einblicke 2019S 15 Überblick: Ergebnisse Nichtbestandene Prüfungen (vor Kompensationsprüfung) 23,2% 19,0% 22,5% 15,5% 13,6% 12,3% 12,5% 12,1% 10,5% 11,8% 11,2% 9,1% 9,7% 8,1% 8,4% 7,4% 5,6% 5,8% 6,3% 5,5% 5,2% 5,8% 5,2% 4,7% 4,7% 5,1% 3,2% 2015 2016 2017 2018 2019 2015 2016 2017 2018 2019 Mathematik Englisch Deutsch Mathematik Englisch Deutsch Reine ORG gegenüber AHS-Langformen 1,5-3-fach höhere Durchfallquoten Nach Kompensation ca. Mathematik um 5 %, Englisch: um 2 %, Deutsch: um 1 % Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Einblicke 2019S 16 Kontextbereiche nach OECD (2016, S. 74) + Modifikationen Code Kurzbezeichnung Beschreibung PE Personal Problems classified in the personal context category focus on activities of one's self, one's family or one's peer group. The kinds of contexts that may be considered personal inclu- de (but are not limited to) those involving food preparation, shopping, games, personal health, personal transportation, sports, travel, personal scheduling and personal finance. OC Occupational Problems classified in the occupational context category are centred on the world of work. Items categorised as occupational may involve (but are not limited to) such things as measuring, costing and ordering materials for building, payroll/accounting, quality con- trol, scheduling/inventory, design/architecture and job-related decision making. SE Socio-Economic Problems classified in the societal context category focus on one's community (whether local, national or global). They may involve (but are not limited to) such things as voting systems, public transport, government, public policies, demographics, advertising, natio- nal statistics and economics. + Anwendungen der Wirtschaftstheorie und-forschung (Ökonomie, BWL, VWL) SC Scientific Problems classified in the scientific category relate to the application of mathematics to the natural world and issues and topics related to science and technology. Particular con- texts might include (but are not limited to) such areas as weather or climate, ecology, me- dicine, space science, genetics, measurement and the world of mathematics itself. CL Contextless Kein oder rein innermathematischer Kontext (anders als bei PISA als eigene Kategorie) (Vohns, Obereder, Egger, Riss & Scheiber, 2019) Grundfragen des Mathematikunterrichts 8
Zentralmatura Einblicke 2019S 17 Kontextbereiche Statistik: (Vereinzelte Mehrfachzuordnungen) Text PE OC SE SC CL AHS-M 15 29, 2 % 4, 2 % 16, 7 % 16, 7 % 33, 3 % AHS-M 16 16, 7 % 4, 2 % 12, 5 % 20, 8 % 50, 0 % AHS-M 17 16, 7 % 4, 2 % 12, 5 % 16, 7 % 50, 0 % AHS-M 18 20, 8 % 0, 0 % 12, 5 % 12, 5 % 54, 2 % BHS-M 16 0, 0 % 16, 7 % 0, 0 % 72, 2 % (*) 11, 1 % BHS-M 17 30, 0 % 0, 0 % 30, 0 % 40, 0 % 0, 0 % BHS-M 18 0, 0 % 10, 0 % 20, 0 % 60, 0 % (*) 10, 0 % BAP-M 16 5, 9 % 0, 0 % 0, 0 % 0, 0 % 94, 1 % BAP-M 17 6, 3 % 0, 0 % 0, 0 % 12, 5 % 87, 5 % BAP-M 18 0, 0 % 0, 0 % 11, 8 % 0, 0 % 88, 2 % (*): Nur einzelne Teilaufgaben ohne Kontext (Prozentsatz faktisch noch geringer) (Vohns et al., 2019) Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Einblicke 2019S 18 Übersicht: Aufgabenschwierigkeiten (2015-2018) nach Inhaltsbereich und Aufgabenformat (Vohns et al., 2019) Grundfragen des Mathematikunterrichts 9
Zentralmatura Einblicke 2019S 19 Übersicht: Vertrautheits-/Trainierbarkeits-Index (2015-2018) nach Inhaltsbereich und Aufgabenformat (Vohns et al., 2019) Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Einblicke 2019S 20 Vertrautheits-/Trainierbarkeits-Index (2015-2018) Insgesamt & signifikantes Ergebnis (Rangkorrelation nach Spearman, 95 % CI) Insgesamt Funktionale Abhängigkeiten 0.8 0.6 R = 0.017 , p = 0.87 R = - 0.59 , p = 0.0025 0.6 0.4 Schwierigkeit (1-LH) Schwierigkeit (1-LH) 0.4 0.2 0.2 0.0 0.0 0.00 0.25 0.50 0.75 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Vertrautheits-/Trainierbarkeits-Index Vertrautheits-/Trainierbarkeits-Index FA: hoch signifikant (p < 0.005) [deutlich höhere Anzahl GK in diesem Bereich] → (Reines) Trainieren alter Prüfungsaufgaben (allenfalls) bei FA erfolgversprechend (Vohns et al., 2019) Grundfragen des Mathematikunterrichts 10
Zentralmatura Einblicke 2019S 21 Übersicht: Aufgabenschwierigkeiten (2015-2018) nach standardisierter Lesbarkeit (gSMOG) und Inhaltsbereich (Vohns et al., 2019) Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Einblicke 2019S 22 Übersicht: Textlänge [Anzahl Wörter] (2015-2018) nach Inhaltsbereich und Aufgabenformat (Vohns et al., 2019) Grundfragen des Mathematikunterrichts 11
Zentralmatura Einblicke 2019S 23 Aufgabenschwierigkeiten Textlänge [Wörter] (2015-2018) Gesamt (Rangkorrelation nach Spearman, 95 % CI) Insgesamt 0.8 R = 0.11 , p = 0.3 0.6 Schwierigkeit (1-LH) 0.4 0.2 0.0 40 80 120 160 Textlänge (Wörter) Kein signifikantes Ergebnis (Vohns et al., 2019) Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Einblicke 2019S 24 Ausgewählte Beispiele Lösungsh.: 41,4 % Wörter: 82 gSMOG: 4,7 Kontext: CL V/T: 0,44 Quellen: BMBF/bifie (2016), eigene Berechnungen Grundfragen des Mathematikunterrichts 12
Zentralmatura Einblicke 2019S 25 Ausgewählte Beispiele Lösungsh.: 97.8 % Wörter: 156 gSMOG: 10,72 Kontext: PE V/T: 0,52 Quellen: BMBF/bifie (2018), eigene Berechnungen Grundfragen des Mathematikunterrichts Zentralmatura Einblicke 2019S 26 Ausgewählte Beispiele Lösungsh.: 66,0 % Wörter: 80 gSMOG: 12,49 Kontext: CL V/T: 0,28 Quellen: BMBF/bifie (2018), eigene Berechnungen Grundfragen des Mathematikunterrichts 13
Zentralmatura Einblicke 2019S 27 Ausgewählte Beispiele Lösungsh.: 34,7 % Wörter: 18 gSMOG: 5,7 Kontext: CL V/T: 0,69 Quellen: BMBF/bifie (2018), eigene Berechnungen Grundfragen des Mathematikunterrichts Literatur BMBF/bifie. (2016). Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung, AHS Mathematik, 10. Mai 2016. Zugriff unter https://goo.gl/Q98bpg BMBF/bifie. (2018). Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung, AHS Mathematik, 10. Mai 2016. Zugriff unter http://bit.ly/2WKi3LO bmbwf. (2019). Die standardisierte schriftliche Reifeprüfung in Mathematik: Inhaltliche und organisatorische Grundlagen zur Sicherung mathematischer Grundkompetenzen. Wien. Zugriff unter http : / / bit . ly / 2IBdAI0 OECD. (2016). PISA 2015 assessment and analytical framework: Science, reading, mathematic and financial literacy. PISA. Paris: OECD Publishing. Zugriff unter http://bit.ly/2ZnUHhS Peschek, W. (2011). Sicherung mathematischer Grundkompetenzen am Beispiel des österreichischen Zentralabiturs. In M. Helmerich, K. Lengnink, G. Nickel & M. Rathgeb (Hrsg.), Mathematik Ver- stehen (S. 211–220). Wiesbaden: Vieweg+Teubner. Peschek, W. & Schneider, E. (2016). PISA-Mathematik. Universität Klagenfurt (verfügbar über Moodle). Vohns, A., Obereder, T., Egger, J. M., Riss, T. & Scheiber, S. (2019). Textverständnis oder mathematisches Ver- ständnis: Was macht Aufgaben der AHS-Mathematikmatura schwierig? (Vortragsaufzeichnung). Zugriff unter http://bit.ly/2ZRQrHH 14
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