Math@Distance Eins a oder mal Daumen? - Dr. Marcel Klinger & Dr. Daniel Thurm
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Math@Distance Eins a oder mal Daumen? Dr. Marcel Klinger & Dr. Daniel Thurm Vortrag zur digitalen Tagung der MUED 20.2.2021
Agenda § 1. Internationale Studie „Math@Distance“ § 2. Blick auf digitale Diagnose und Förderung § 3. Blick auf Lernvideos § 4. Was nehmen wir daraus mit? 2
Studie „Math@Distance“ 3
Projekt „Math@Distance“ (Paul Drijvers, Daniel Thurm, Ellen Vandervieren, Marcel Klinger, Filip Moons, Heleen van der Ree, Amy Mol, Bärbel Barzel, Michiel Doorman) § Internationales Forschungsprojekt gemeinsam mit den Universitäten Utrecht und Antwerpen sowie Lehrkräfteverbänden § Fragebogenstudie während des ersten Lockdowns. § Befragung von = 1719 Lehrkräften (und Lernenden) während der ersten Schulschließungen in Deutschland, Flandern und den Niederlanden § Geschlossene Fragen (quantitativ) und offene Fragen (qualitativ) § Fokus auf Unterrichtspraktiken, didaktische Aspekte, Beliefs, Assessment 4
Vorstellung Studie quantitativer Teil 5
Quantitative Ergebnisse 6
7 Digitalisierung in der Schule 18. Dezember 2020 3. Januar 2021 19. Februar 2021 7
Technische Infrastruktur (aus Drijvers, Thurm, Vandervieren, Klinger, Moons, van der Ree, Mol, Barzel & Doorman, in Veröff.) „Die technische Infrastruktur für Distanzunterricht ist ausreichend vorhanden.“ Stimme Stimme voll nicht zu zu 8
Technische Infrastruktur (aus Drijvers, Thurm, Vandervieren, Klinger, Moons, van der Ree, Mol, Barzel & Doorman, in Veröff.) „Die technische Infrastruktur für Distanzunterricht ist ausreichend vorhanden.“ Stimme Stimme voll nicht zu zu 9
Bereich Unterrichtspraktiken (aus Drijvers, Thurm, Vandervieren, Klinger, Moons, van der Ree, Mol, Barzel & Doorman, in Veröff.) Wie intensiv war der Kontakt zu Ihren Mathematik-Lernenden in (n = 1706) Zeiten der Schulschließung? § durch synchrone Formate § durch asynchrone Formate 10
Bereich Unterrichtspraktiken (aus Drijvers, Thurm, Vandervieren, Klinger, Moons, van der Ree, Mol, Barzel & Doorman, in Veröff.) „Vor / in Zeiten der Schulschließung habe ich die folgenden digitalen Medien in meinem Mathematik- unterricht genutzt:“ Online-Lernumgebungen (z.B. GeoGebra Tube, GeoGebra Books, Desmos) 11
Bereich didaktische Aspekte (aus Drijvers, Thurm, Vandervieren, Klinger, Moons, van der Ree, Mol, Barzel & Doorman, in Veröff.) „In Zeiten der Schulschließung fokussiert mein Mathematikunterricht auf das Üben von Inhalten, welche die Lernenden bereits kennen.“ (n = 1706) 12
Bereich Beliefs (aus Drijvers, Thurm, Vandervieren, Klinger, Moons, van der Ree, Mol, Barzel & Doorman, in Veröff.) „Distanzunterricht in Mathematik bietet Möglichkeiten, § um Prozeduren und Algorithmen zu unterrichten § um mathematische Konzepte und Verstehen zu fokussieren § zum mathematischen Argumentieren und Begründen § für authentische, komplexe mathematische Tätigkeiten (z.B. Modellierungsaufgaben)“ 13
Bereich Assessment (aus Drijvers, Thurm, Vandervieren, Klinger, Moons, van der Ree, Mol, Barzel & Doorman, in Veröff.) Wie oft kamen die folgenden Aktivitäten in Ihrem Mathematikunterricht in Zeiten der Schulschließung vor? Durchführen von Diskussionen und Lernaufgaben, welche Rückschlüsse auf das Verstehen der Lernenden geben. (n = 1706) 14
Qualitative Ergebnisse 15
„Was lief gut?“ „Was lief schlecht?“ 16
„Was lief schlecht?“ Einige Schüler, mit wenig Medienkompetenz, mit geringer Ausstattung an Medien und mangelnden Sprachkenntnissen gehen verloren. Einige Schüler melden sich einfach nicht, lösen auch keine Aufgaben. Liegt auch daran, dass nichts bewertet werden darf. 17
„Was lief schlecht?“ „Es fehlt die Tafel, um kurz ein weiteres Beispiel anzuschreiben. Mathematische Schreibweisen wie hoch-tiefgestellte Zahlen, Wurzeln, Brüche usw. sind viel zu aufwendig, um sie KURZ zu tippen, für eine weitere Erklärung. Versuche es jetzt über einen Stift und Tablet zu lösen. Muss ich aber privat anschaffen.“ 18
„Was lief gut?“ „Ein echtes Highlight waren von Schüler*innen selbst erstellte Lern-Videos bzw. Lern-PowerPoint- Präsentationen zum Thema "Mathematisches Modellieren mit Steckbriefaufgaben" im Grundkurs des 12. Jahrgangs.“ 19
„Was lief gut?“ „Interessierte Schülerinnen - unabhängig vom Leistungsniveau - haben die bereitgestellten Materialien (diverse Links zu Tutorials, Geogebra- Veranschaulichungen) dankbar angenommen und bearbeitet. Wir konnten schnell per Email oder Chat anstehende Fragen klären. Videokonferenzen mit einzelnen Schülern, um Fragen zu klären funktionieren sehr gut.“ 20
„Was lief gut?“ Gemeinsames Entwickeln von Lernmaterialien (für Moodle) mit Kollegen/innen für Parallelgruppen (parallele Kurse in der EF), Verbesserung in den Kompetenzen zur Materialerstellung 21
Assessment Workload Technlogical Infrastructure Interaction Equity Creating new digital materials 22
Fazit Lehrkräfte & Technologie: § Teils deutlicher Anstieg bei der Nutzung von Technologie (insbes. Video-Konferenzsoftware) § Neue Kompetenzen zum digitalen Unterrichten werden aufgebaut Lernen: § Digitale Diagnose & Förderung kaum realisiert § Asynchrones Lernen vor allem in Deutschland im Fokus § Fokus auf Fertigkeitstraining, weniger auf konzeptionelles Verstehen à Deutschland schneidet teilweise deutlich schlechter ab als Vergleichsländer! 23
Fazit Lehrkräfte & Technologie: § Teils deutlicher Anstieg bei der Nutzung von Technologie (insbes. Video-Konferenzsoftware) § Neue Kompetenzen zum digitalen Unterrichten werden aufgebaut Lernen: § Digitale Diagnose & Förderung kaum realisiert § Asynchrones Lernen vor allem in Deutschland im Fokus § Fokus auf Fertigkeitstraining, weniger auf konzeptionelles Verstehen à Deutschland schneidet teilweise deutlich schlechter ab als Vergleichsländer! 24
Digitale Diagnose & Förderung 25
https://taz.de/Lernen-von-zu-Hause/!5674459/ https://www.welt.de/newsticker/dpa_nt/infoline_nt/netzwelt/article206812721/100-Mio-Euro-aus-Digitalpakt-Schule-fuer-Online-Plattformen.html https://www.faz.net/aktuell/karriere-hochschule/klassenzimmer/mint-schwaeche-in-schulen-bringt-corona-die-mathe-software-voran-16828246.html 26
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Versprechen: § Diagnose von Lernständen / Wissenslücken / Fehlvorstellungen § Adaptive Förderung mathematischer Kompetenzen 28
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Methodisches Vorgehen Satz des Multiplikation Pythagoras von Brüchen Petrus3743, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0; Sandra Hemrich; ZUM Wiki, CC BY-SA 3.0 30
Ergebnisse Aufgabentyp 31
Ergebnisse Visualisierungen Statisch Dynamisch Multipel-Vernetzt 48% 5% 0% 32
SMART SMART ist ein Projekt der University of Melbourne (Leitung: Kaye Stacey) Seit 12 Jahren, Analyse von mehr als 500.000 Schülerdaten, Für alle Inhaltsbereiche der Klassen 5-9 in über 130 Smart-Tests Über 130 verstehensorientierte Tests zu fünf Inhaltsbereichen und 65 Themen Zahlen und Raum und Form Algebra Operationen Daten und Zufall Größen und Messen 33
SMART Raum und Form Der rote Punkt ist ein nasser Farbfleck. Wo landet der Punkt, wenn man das Blatt an der Linie faltet? 34
SMART Raum und Form Ergebnisse bei horizontalen und vertikalen Spiegelachsen Ergebnisse der ersten 90 SuS § Spiegelungen an horizontale oder vertikale Achsen meist korrekt: 82% korrekte Lösungen (Entfernung oft nicht gut getroffen) 35
SMART Raum und Form Ergebnisse bei beliebigen Spiegelachsen § Viel geringere Lösungsrate (25%) § Größere Varietät der Antworten § Analyse des Schülerdenkens & Rückmeldung an die Lehrkräfte 36
SMART Raum und Form Automatisierte Antworten an die Lehrkräfte Für jeden SuS ausgewiesen: § Entwicklungsstufen § Fehlvorstellungen § Horizontale oder vertikale Dominanz § Entfernung immer falsch § Orientierung immer falsch § Tipps zur Förderung für jede Stufe 37
Lernvideos 38
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1.794.860 vs. 2.000 SuS* *bei 40 Dienstjahren und jährlich zwei 9. Klassen mit je 25 SuS z.B. Daniel Jung https://youtu.be/KEuNUgIiIyI 40
Mathematische Lernvideos auf YouTube § 20% nutzen YouTube mehrmals pro Woche für Themen der Schule. (Feierabend et al. 2018) § Fokussieren i. d. R. Kalkülfertigkeiten. (Lobato et al. 2019) § Keine Korrelation zwischen Erklärqualität und Views / Likes (Kulgemeyer & Peter 2016) 41
Rezensionen zum gezeigten Video von Daniel Jung „Wild data“ (https://youtu.be/KEuNUgIiIyI) 42
Rezensionsanalyse § Wer nutzt solche Videos wo, wozu, warum? § Üblicherweise mit Big-Data-Methoden (z. B. neuronale Netze). (z. B. Vasa et al. 2012; Fu et al. 2013; Guzman & Maalej 2014; Khalid et al. 2015; McAuley & Leskovec 2013) § Kombination neuartiger Datenformen und etablierten Methoden der Mathematikdidaktik (Glaser & Strauss 2010) § Fokus auf Inhalte der Pimar- und Sekundarstufen § Gebildetes Kategoriensystem: Exemplarisch für: § Persönlicher Hintergrund § Anwendungsbereiche und Nutzungsweisen Kanal „Lehrer- schmidt“ § Emotionen und Einstellungen n = 210 Reviews § Wahrgenommene Qualitäten Kanal „Mathe by § Wahrgenommene Mängel Daniel Jung“ n = 247 Reviews 43
Ergebnisse (Projekt „MAVIS“) (Klinger & Walter, akzeptiert) § Persönlicher Hintergrund § Schülerinnen und Schüler (vor allem der Sekundarstufen, kaum der Primarstufe), vereinzelt Studierende, Lehrkräfte, Eltern § Anwendungsbereiche und Nutzungsweisen § Zum Bearbeiten von Hausaufgaben, für Prüfungsvorbereitungen, beim Lerne und zum „Verstehen“ § Emotionen und Einstellungen § Sehr positive Wahrnehmung, Äußerung von Lob und Dank, Lernvideos sind besser als Unterricht § Wahrgenommene Qualitäten § Erklärungen wird hohe Qualität attestiert, hohe wahrgenommene Erklärqualität, entsprechender YouTuber „besser als der Lehrer“ § Wahrgenommene Mängel § Vornehmlich auf Oberflächenebene, kaum auf inhaltlicher Ebene 44
Fragebogen mit Studierenden (Klinger, in Vorb.) § StudienanfängerInnen Lehramt Mathematik GymGe/HRSGe an der UDE (n = 124) § 80,7% nutzen Lernvideos auf YouTube regelmäßig zur Unterstützung, um für Mathematik zu lernen. § Häufigstes Hilfsmittel beim Lernen (gefolgt von Schulbuch und allgemeiner Internet-Recherche, jeweils 64,5%) § Häufigste Kanäle: § „Mathe by Daniel Jung“ (59 von 125 Nennungen) § „Mathe - simpleclub“ (56 von 125 Nennungen) 45
§ Fragebogen mit 98 Studierende haben wir Studierenden u.a. gefragt: § Inwiefern unterstützt dieses Video Ihr eigenes Verständnis? 46
Fazit: Eins a oder mal Daumen? § Vielfältige Herausforderungen im Distanz- Unterricht (Ausstattung, Bildungsgerechtigkeit, Interaktion, etc.) § Aber auch Innovationsschub: neue Kompetenzen für Lernende und Lehrkräfte § Großer „Sandkasten Deutschland“ – Spielraum für Neues § Aber: Fachdidaktische Grundsätze sollten auch für den Distanzunterricht und die Digitalisierung allgemein gelten (Konstruktivistisches Lernen, Verstehensorientierung, etc.) 47
DZLM-YouTube-Kanal Verfügbar unter https://www.youtube.com/channel/UCHqzh1L8rGg67bjNs3q3sxg 48
Was wollen wir mitnehmen in die Post-Covid-Zeit? http://www.klinger.nrw http://udue.de/dthurm 49
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