Mathematik lernen und lehren - mit Abstand - Bärbel Barzel DASU (Didaktischer Arbeitskreis Schule Universität) Hannover

Die Seite wird erstellt Elias Baur
 
WEITER LESEN
Mathematik lernen und lehren - mit Abstand - Bärbel Barzel DASU (Didaktischer Arbeitskreis Schule Universität) Hannover
© Bild: Kay Herschelmann

 Initiiert durch

Mathematik lernen und lehren - mit Abstand

Bärbel Barzel
DASU (Didaktischer Arbeitskreis Schule Universität) Hannover
17.03.2021
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Mathematik lernen und lehren - mit Abstand

1. ... ein immer noch aktuelles Thema
2. ... wird immer vielfältiger
3. ... sollte das Lernen gut unterstützen
4. ... braucht gute Unterstützung für Lehrkräfte
5. Ausblick
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Welche Medien nutzen Sie in ihrem Unterricht?
 Digitale Mathematikwerkzeuge
 (z.B: Tabellenkalkulation, Geometrieprogramm, Funktionenplotter)

nein ja
 Allgemeine Medien zur Kommunikation
 (z.B: Webkonferenzen, Lernplattformen zum Austausch. Präsentationsmedien

nein ja
 Diagnosetools für selbst gestaltete Abfragen
 (z.B: für Multiple Choice-Schnellabfragen)

nein ja
 Fertige Internetangebote
 (z.B: Rechentraining, Lernvideos)

nein ja
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Mathematik lernen und lehren - mit Abstand

1. ... ein immer noch aktuelles Thema
2. ... wird immer vielfältiger
3. ... sollte das Lernen gut unterstützen
4. ... braucht gute Unterstützung für Lehrkräfte
5. Ausblick
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Aktuelles Schulbarometer

www.deutsches-schulportal.de
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Aktuelles Schulbarometer

www.deutsches-schulportal.de
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Math@distance
Studie der Universitäten
Duisburg-Essen,
Utrecht &
Antwerpen mit
1706 Mathe-Lehrkräften
zum Unterrichten
im Lockdown

In: Die Zeit, Nr. 32; ESM (akzeptiert)
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Math@distance – Erste Ergebnisse

 Flanders (N=384) Germany (N=1131) The Netherlands (N=204)
 Before Since Before Since Before Since
Video conferencing software 6.5% 86.7% *** 3.6% 55.9% 9.4% 96.6%
 *** ***
Social media 17.2% 6.0% 6.7% 9.4% 21.2% 6.9%
 *** * ***
Learning management system 68.5% 68.2% 39.5% 56.3% 96.6% 74.5%
 *** ***
Online video clips 45.3% 40.6% 70.6% 61.1% 80.9% 59.3%
 *** ***
Online exercisers 56.5% 18.8% 23.0% 19.1% 53.9% 13.7%
 *** * ***
Online learning environments 75.8% 25.0% 65.8% 26.2% 64.7% 16.2%
 *** *** ***
Homemade video clips 19.3% 66.7% 16.3% 33.3% 26.2% 27.5%
 *** ***
Audience response systems 45.8% 12.5% 31.2% 9.7% 53.2% 26.5%
 *** *** ***
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Überblick über wesentliche Erkenntnisse

 Deutliche Entwicklung beim Einsatz digitaler Medien (insbesondere
 Webkonferenz-Dienste) mit zunehmenden Vertrauen in den Einsatz
 digitaler Medien

 Mathematikspezifische Lernumgebungen & Diagnose-Tools
 spielten während des Lockdowns keine wichtige Rolle,
 obwohl sie schon vorher verwendet wurden.

 Rückgang von Unterrichtsgesprächen sowie
 Partner- und Gruppenarbeitsphasen

 Fokus auf Üben und Fertigkeitstraining,
 weniger auf konzeptionelles Verstehen (vor allem in Deutschland)

 Bedeutung von Infrastruktur und Unterstützung
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Mathematik lernen und lehren - mit Abstand

1. ... ein immer noch aktuelles Thema
2. ... wird immer vielfältiger
3. ... sollte das Lernen gut unterstützen
4. ... braucht gute Unterstützung für Lehrkräfte
5. Ausblick
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Die Herausforderungen des Unterrichtens bei
Schulschließungen oder im hybriden Modus
(d.h. manche sind in Präsenz im Raum, andere digital
zugeschaltet)
sind die Zuspitzung „digitaler Bildung“.
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Überblick digitaler Medien Präsentation/
 Flipped
 Classroom:
 zur Kommunikation •H5P, ...
 über Lernplattformen
 (Iserv, Moodle, Logineo, Ilias, Teams, Anton, Webweaver) Webkonferenz:
 •BBB, YouLinc,
 Zoom, ...
 L-L L-S S-S ARS:
 • Socrative
 Koop-tools Koop-tools Video-Tel
 • Kahoot
 Web-Konferenz Web-Konferenz Messenger • Pingo
 • Mentimeter
 Email Email Soz. Netzw.
 Messenger:
 Messenger ARS Telefon
 • Threema
 Chat Chat ...
 • Telegram
 • WA
 Mathematikspezifische Medien:
 Kooperations-
 Dig. Mathe-werkzeuge: Themenspezifisch: tools:
 Tabellenkalkulation Digitale Lernsysteme, • Padlet
 Computeralgebra, Fkt-Plotter Simulationen, • Etherpad
 Geometriesoftware Videos, Apps • Googledocs
 Statistiktools • Off 365
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Mathematik lernen und lehren - mit Abstand

1. ... ein immer noch aktuelles Thema
2. ... wird immer vielfältiger
3. ... sollte das Lernen gut unterstützen
4. ... braucht gute Unterstützung für Lehrkräfte
5. Ausblick
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Ob mit oder ohne Medien:
Prinzipien und Ziele des Unterrichts sind gleich!
Drei Basisdimensionen guten Unterrichts:
§ Strukturierter Lehr-Lern-Prozess
§ Konstruktive Unterstützung
§ Kognitive Aktivierung
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Drei Basisdimensionen guten Unterrichts

 ANGEBOT
Strukturierter Lehr-Lern-Prozess
 durch
Identifizieren & Verstärken von wünschenswertem und
 gute Aufgaben
Vermeiden von unerwünschtem Schülerverhalten
 „Bedingung schaffen“

Konstruktive Unterstützung &
Diagnose und Förderung zur Individuellen
Unterstützung NUTZUNG
 durch
Kognitive Aktivierung gutes Lehrerhandeln
Anregen eines Denkens höherer Ordnung mit Blick „Unterstützen
auf Verstehensorientierung in der
 Interaktion“

 (Praetorius et al. 2018, Lipowsky et al. 2018)
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Kognitive Aktivierung - das Leitprinzip für fachliches Lernen
 WAS?
 § Sind alle Anregungen, die Lernende zur aktiven mentalen
 Auseinandersetzung mit Lerninhalten auf einem für sie optimalen
 Niveau führen
 („Motor des Denkens höherer Ordnung “)

 WIE?
 Kognitive Aktivierung durch:
 § Anspruchsvolle Aufgaben statt repetitiver Aufgaben
 § Gute Impulse beim spontanen Lehrerhandeln statt „Tipps“
 § Schülerzentrierte Unterrichtsmethoden, um Raum für geistige
 Auseinandersetzung zu schaffen

 WARUM?
 § Unterstützt das tiefergehende konzeptuelle Verstehen
 § Ist essentiell für den Erwerb mathematischer Kompetenzen
 (z.B. Kommunizieren, Argumentieren, Problemlösen)

 (Kunter & Voss 2011, Pauli et al. 2008, Mayer 2009, Praetorius et al. 2018, Lipowsky et al. 2018)
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Digitale Medien im Mathematikunterricht

 Mathematikspezifische digitale Medien Allgemeine digitale Medien
 (z.B. CAS, Funktionenplotter) Digitale Medien (z.B. Videos, Powerpoint)
 in verschiede-
 nen Phasen
 nutzen Medien zur Kommunikation,
 Werkzeug zum Werkzeug zum
 Mathematik lernen Mathematik treiben Kooperation und Präsentation

 Funktionale und Inhalte in verschiedenen
 Darstellungen wechseln Formaten individuell & kooperativ
 prädikative Zugänge
 und vernetzen
 unterstützen Potenziale bearbeiten
 digitaler Medien
 kennen und
 ausnutzen Informationen und Realdaten
 Modellieren leichter in
 Ermöglichen beschaffen (z.B. große
 mehreren Zyklen Datenmengen)
 entdeckenden Lernens
 möglich

(Hoyles & Lagrange 2010; Barzel & Schreiber Barzel 2011; KMK 2004; KMK 2015)
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Unterrichtsplanung
Lernprozesse werden zumeist in Phasen geplant:

 Erkunden & Zusammenführen Üben & Checken &
Phase

 Anknüpfen &
 Checken Erarbeiten & Ordnen Vertiefen Wiederholen
 Genetisches Vernetzen, (Selbst-)
 Lernausgangs- Aktives Aneignen
Ziel

 Lernen in Reflektieren, Diagnose und
 diagnose neuer Inhalte
 Kontexten Problemlösen Förderung

Das geschieht unabhängig davon,
§ ob es sich um eine Unterrichtsstunde, um eine Einheit
 oder um ein Projekt handelt.
§ ob gemeinsam oder individuell gearbeitet wird.
§ ob man online oder real im Raum kooperieren kann.
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Ein Medienkonzept für das Lernen von Mathematik
Das Planen einer Einheit geschieht in Phasen.
 Erkunden & Zusammenführen Üben & Checken &
Phase

 Anknüpfen &
 Checken Erarbeiten & Ordnen Vertiefen Wiederholen
 Genetisches Vernetzen, (Selbst-)
 Lernausgangs- Aktives Aneignen
Ziel

 Lernen in Reflektieren, Diagnose und
 diagnose neuer Inhalte
 Kontexten Problemlösen Förderung
 • Digitale
 • Digitale Lern-
 Werkzeuge
 umgebungen
 • Aufgaben- • Digitale
 Digitales mit Hilfen
 stellung via Werkzeuge
 Assessment zur und Unter-
 Audio/ Video • (Digitale) Checklisten /
 stützungs-
 Diagnose und • Apps/ Medien Wissens- Digitales
Medien

 Elementen
 Förderung (z. B. zur Simulation speicher/ Assessment,
 • Wahlangebot
 ARS - Audience • Digitale Lern- Digitale ARS
 • Apps/
 Response umgebungen Lernpfade
 Simulationen
 Systeme) mit Hilfen • Videos/ Audios
 • Digitale
 und Unter-
 Werkzeuge
 stützungs-
 Elementen
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen
 Vorwissen &
Ziel

 Vorerfahrungen
 werden aktiviert Was fällt euch zu % ein?

 Hier war ein Padlet einer Schulklasse – leider mit Bilder,
 die nicht den OER-Bedingungen genügen!
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
 Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

 Problemstellungen
 Ziel

 von SuS bearbeitet

Aufgaben können gestellt werden als
• digitale Lernpfade - ggf. differenziert, mit Hilfen
• Arbeitsblatt
• Verweis auf Schulbuchaufgaben
• Videopräsentation ("Flipped classroom")

Ggf. unterstützt durch weitere digitale Medien:
• digitale Mathematikwerkzeuge
 (Tabellenkalkulation, Geometriesoftware, Computeralgebra)
• Erklärvideos aus dem Netz
• Apps zur Simulation (PIKAS digi, App: Klipp Klapp)

 asynchron synchron
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

 https://www.geogebra.org/m/cpcbqxmq
 Adaption von Marius Friedemann
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen
 Ergebnisse der
 Arbeitsphase
Ziel

 werden gebündelt,
 regularisiert und
 gesichert.

 https://www.geogebra.org/m/cpcbqxmq
 Adaption von Marius Friedemann
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen
 Festigen von
 Kenntnissen,
 Fertigkeiten,
Ziel

 Prozessen &
 Vorstellungen;
 Reflexion,
 Transfer

 Üben unter immer wieder neuen Gesichtspunkten,
 in immer wieder anderen Materialien,
 in immer wieder neuen Zusammenhängen,
 anderen Anwendungen,

 Darin steckt das Geheimnis des Übens.

 (Heinrich Roth, 1970, S. 275)
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

 Aufgaben als
 • digitale Lernpfade (differenziert)
 • Arbeitsblatt
 • Verweis auf Schulbuchaufgaben
 (evtl. mit Lösungsblättern)

 Ggf. unterstützt durch weitere digitale Medien:
 • digitale Mathematikwerkzeuge

 asynchron synchron
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

Einen anderen Blick auf Bekanntes werfen

 Löse die Gleichungen:
 1. ! + 2 − 1 = 0
 Löse die Gleichungen: 2. ! + 2 =0
 1. ! + 4 − 16 = 0 3. ! + 2 + 1 = 0
 2. ! + 2 + 1 = 0 4. ! + 2 + 2 = 0
 3. ! + 5 + 9 = 0 ...
 4. ! + 10 − 5 = 0 Was fällt dir auf?
 ... Nutze Graphen zur
 weiteren Begründung.
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

Einen anderen Blick auf Bekanntes werfen
 z. B. mit Graphen experimentieren

 Wenn man zwei lineare
 Funktionen miteinander
 multipliziert, entsteht eine
 quadratische Funktion.
 Verändere die linearen
 Funktionen so,

 • ...dass die Öffnung der Parabel umgekehrt ist.
 • ...dass die Parabel die x-Achse berührt.
 • ...dass der Scheitelpunkt der Parabel dieselbe
 x-Koordinate hat wie der Schnittpunkt der
 Geraden.
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

Einen anderen Blick auf Bekanntes werfen
 z. B. mit Graphen experimentieren

 Wenn man zwei lineare
 Funktionen miteinander
 multipliziert, entsteht eine
 quadratische Funktion.
 Verändere die linearen
 Funktionen so, ...

 • Intensive Auseinandersetzung
 • Fehlvorstellungen werden korrigiert
 • Tragfähige Erkenntnisse
 • Viele diagnostische Hinweise
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

Wie wär‘s mit Projekten?
• Als Vertiefende Problemstellung:
 • Entwirf einen Körper, in den genau ein Kilo Reis passt!
 • s. Schulbuch
• Als Rückblick: V4
 „Fasse das Wichtigste zusammen, so dass du es später gut
 nachschlagen kannst!“
 • Mindmap / Video / (digitales) Portfolio

 Beispiele für Körper
 für 1 kg Reis:

 (aus dem Unterricht
 von Anne Fenner)
 (Bildquelle: Anne Fenner)
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen
 Reflektieren
 und Checken,
 was noch
Ziel

 behalten
 wurde und was
 nicht

 (Selbst-) Diagnose & Förderung
 • Reflexion:
 • „Was hast du gelernt? Was hat dir geholfen?
 Offene Fragen?“
 • Checklisten im Schulbuch
 • Diagnose, z. B. via Audience Response System (ARS)
 Offen:
 • Nenne einen Kontext passend zu dieser Rechnung.
 • Zeichne den Graphen zur Situation.
 Geschlossen: Tests wie Bettermarks
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

 Wie oft schneiden sich eine gestauchte
 Parabel und eine Ursprungsgeraden mit
 großer Steigung?
 A) 1 mal
 B) 2 mal
 C) 3 mal
 D) Hängt davon ab, wie stark die Parabel gestaucht ist.
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
 Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

 Peer Instruction beim ARS-Einsatz
 Frage

 Unter 30 % Über 80%
 Vertiefung 1.Abstimmung Auflösung
 Zwischen 30% und 80%

 Peer Diskussion

„PI-taught students demonstrate 2. Abstimmung
 better conceptual learning and
similar problem-solving abilities
 Auflösung
 than traditionally taught
 students.“
 (Lasry et al. 2008) Lasry et al. 2008, Kay & LeSage 2009
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

 Wie oft schneiden sich eine gestauchte
 Parabel und eine Ursprungsgeraden mit
 großer Steigung?
 A) 1 mal
 B) 2 mal
 C) 3 mal
 D) Hängt davon ab, wie stark die Parabel gestaucht ist.

 1. Gib deine Antwort ein.

 2. Diskutiere mit deinem Sitznachbarn (via Smartphone /
 Break-Out-Räume), warum du dich für eine bestimmte Antwortoption
 entschieden hast (ca. 3 Minuten).

 3. Gib erneut deine Antwort ein.
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Diagnose und Förderung: Formatives Assessment

 Wo möchten Wo stehen Wie kommen
 wir hin? wir gerade? wir dahin?

 Lernziele klären Informationen Informationen Auf die Ergebnisse
 sammeln/ erheben interpretieren reagieren

 Ruiz-Primo & Li 2013, S. 222

Hier
 Wissen & Vorstellungen zu: Vertiefen von
 • mögliche Lage • Bild nur ein Ausschnitt der
 von Graph & Gerade Lage von Graph & Gerade
 • Quadratisches vs • Vernetzen Quadratischem vs
 lineares Wachstum linearem Wachstum
 • Anzahl Schnittpunkte • Darstellungsvernetzung
 von Parabel und Gerade (Graph – Term: ax2=bx)
 A B C D
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Eine Vorstellungsorientierte Diagnostik zu Beginn der
 Oberstufe (Analysis)
 Zur Evaluation einer Fortbildungsreihe zum Einsatz von GTR/ CAS
 Pre-Test: Aufgabe „Skalierung der Achsen“

 Aufgabe 3/14
 Vermerk: A5CV
 Marcel Klinger,
• Aufgabe: Beschrifte die Koordinatenachsen so, dass die Gerade f (x) = 2x dargestellt wird. Test frei verfügbar (OER )
 Skaliere die Achsen so, https://www.falke-test.de/
 dass f(x)=2x dargestellt y
 wird.
 8%
 Klinger 2018
 47% 4
 45% 3
 2
 richtig 1
 x
 falsch 0
 2
 1 4
 2 6
 3 8
 4 2,4%
 24,3%
 9,4%
 f
 n = 3139 „Standardskalierung“
 Etwa
 Vertauschte
 Gerade9%neu
 Fehlbearbeitungen
 Achsen
 eingezeichnet
 mit nicht zuordbarem
 Fehlermuster
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Eine Vorstellungsorientierte Diagnostik zu Beginn der
Oberstufe (Analysis)
Zur Evaluation einer Fortbildungsreihe zum Einsatz von GTR/ CAS
Pre-Test: Aufgabe „Weihnachtsmann“
 Vermerk: H7ZD

 Fehlvorstellung Max ist Maler. In letzter Zeit sollte er oft weihnachtliche Bilder an Schaufenster
 malen. Erst gestern malte er einen 56 cm großen Weihnachtsmann an das Fenster
 „Illusion of Linearity“ einer Bäckerei. Dafür benötigte er 6 ml Farbe. Nun soll er eine vergrößerte Version
 Marcel Klinger,
 des selben Bildes an eine Supermarktscheibe malen. Diese Kopie soll 168 cm hoch
 werden. Wie viel Farbe benötigt Max vermutlich? Deine Rechnung kannst du unten
 ausführen.
 Test frei verfügbar (OER )
 https://www.falke-test.de/
 2% 4% Antwort:

 94% Klinger 2018

 168 cm
 richtig ? ml
 falsch
 56 cm
 6 ml
 Bäckerei Supermarkt

n = 3139
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
 Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

 Die Idee: SMART - ein DZLM Projekt

 ist eine Verstehens- und Vorstellungsorientierte Online-Diagnostik,
 § die nicht nur auf richtig und falsch ausgerichtet ist und
 § die individuelles Verstehen und Vorstellungsaufbau der Lernenden im Blick hat.
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 Operationen Raum und Form Algebra

 Daten und Zufall Größen und Messen
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Erkunden & Zusammenführen Checken &
 Phase
 Anknüpfen &
 Üben & Vertiefen
 Checken Erarbeiten & Ordnen Wiederholen

 Die Idee: SMART - ein DZLM Projekt

 Lineare Algebra
 Funktionen

 ML 225 ML 202

 Über 130 verstehensorientierte Tests zu fünf Inhaltsbereichen und 65 Themen

Zahlen und Operationen Raum und Form Algebra

 Daten und Zufall Größen und Messen
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Am Beispiel: aus dem 15-minütigen Test zu
 Algebra
„Variablen in Gleichungen interpretieren“

 Lucy kauft 6 Enten für insgesamt 12 Euro. Sie möchte
 herausfinden, wie teuer eine Ente ist und schreibt 6e = 12.
 Wofür steht das e in Lucys Gleichung? Kreuze an!
 eine Ente [ ]
 Euro [ ]
 die Anzahl der Enten [ ]
 Enten [ ]
 die Kosten einer Ente [ ]

Bekannte Fehlvorstellungen:
 § Variablen werden als Objekte (statt als Zahlen) interpretiert
 („Enten“)
 § Variablen werden mit einer Größe aus dem Kontext verwechselt
 („Euro“)
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Mathematik lernen und lehren - mit Abstand

1. ... ein immer noch aktuelles Thema
2. ... wird immer vielfältiger
3. ... sollte das Lernen gut unterstützen
4. ... braucht gute Unterstützung für Lehrkräfte
5. Ausblick
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 Forschung zur Fortbildung „Digitale Mathematikwerkzeuge“

 Motivationale
 Orientierungen
 Überzeugungen / Selbstregulative
 Werthaltungen Fähigkeiten
 Professionswissen

(Baumert & Kunter 2006)

 § Technologiebezogene Überzeugungen
 § Lehr-Lern-
 Überzeugungen/Mathematikbild
 § Selbstwirksamkeitsüberzeugungen

 Querschnitt F1: Welche Zusammenhänge bestehen zwischen diesen
 Aspekten und der Einsatzhäufigkeit digitaler Werkzeuge?

 Längsschnitt F2: Inwieweit ändern sich diese Aspekte und die
 Einsatzhäufigkeit digitaler Werkzeuge durch die Fortbildung?
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Ergebnisse
Querschnitt : Zusammenhang zwischen Konstrukten
§ Technologiebezogene Überzeugungen - geringe Korrelation mit
 Einsatzhäufigkeit => Vier fast gleich großen Gruppen:
 Technologie-affin Technologie-avers
 (qualitativ beschrieben z.B. in Erens & Eichler 2015)
 häufiger Einsatz seltener Einsatz

 Technologie-affin Technologie-avers
 (bisher kaum beschrieben in der Literatur)
 seltener Einsatz häufiger Einsatz

§ Selbstwirksamkeitsüberzeugungen korrelieren
 am stärksten mit der Einsatzhäufigkeit (bis zu = 0,56)
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Ergebnisse
Querschnitt : Zusammenhang zwischen Konstrukten
§ Technologiebezogene Überzeugungen - geringe Korrelation mit
 Einsatzhäufigkeit => Vier fast gleich großen Gruppen:
 Technologie-affin Technologie-avers
 (qualitativ beschrieben z.B. in Erens & Eichler 2015)
 häufiger Einsatz seltener Einsatz

 Technologie-affin Technologie-avers
 (bisher kaum beschrieben in der Literatur)
 seltener Einsatz häufiger Einsatz

§ Selbstwirksamkeitsüberzeugungen korrelieren
 am stärksten mit der Einsatzhäufigkeit (bis zu = 0,56)

Längsschnitt : Wirkung der Fortbildung
§ Fortbildung wirkt positiv auf technologiebezogene Überzeugungen aber
 nicht auf Selbstwirksamkeitsüberzeugungen
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

 DigMA – Digitale Medien zur kognitiven Aktivierung: 8 Bausteine
 1 Kognitiv aktivierende Aufgaben mit digitalen Werkzeugen

 2 Diagnose mit Audience Response Systemen

 3 Apps kriteriengeleitet auswählen, beurteilen und erstellen
 Präsenz
 eintägig
 4 Videos auswählen, beurteilen und erstellen
 Webinar
 einstündig
 5 OER – Fragen des Datenschutzes

 6 Digitale Lernpfade sinnvoll erstellen

 7 Unterricht mit digitalen Medien reflektieren und gestalten

Nach ½ 8 Erfahrungen und Zielsetzungen für den Unterricht mit digitalen Medien
 Jahr
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

YouTube-Kanal des DZLM
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Mathematik lernen und lehren - mit Abstand

1. ... ist aktueller denn je
2. ... wird immer vielfältiger
3. ... sollte das Lernen gut unterstützen
4. ... braucht gute Unterstützung für Lehrkräfte
5. Ausblick
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Ausblick neue Angebote des DZLM für die Sekundarstufe
Formatives Assessment

 Formatives (Selbst-) Assessment

 Ruchniewicz, erscheint 2021

 Für Fortbildende: freier Download von Fortbildungsmaterialien
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Rückblick
Mathematik lernen und lehren Kognitive
- mit Abstand Aktivierung
 1. ... ein immer noch aktuelles Thema

 2. ... wird immer vielfältiger

 3. ... sollte das Lernen gut unterstützen

 4. ... braucht gute Unterstützung für
 Lehrkräfte

 5. Ausblick
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Literatur
• Barzel, B. & Schreiber, C. (2016): Digitale Medien im Mathematikunterricht. In: Barzel, B., Kramer, J., Riecke-
 Baulecke, T., Rösken-Winter, B. & Selter, C. (Hrsg.), Basiswissen Lehrerbildung - Mathematik unterrichten.
 Seelze: Friedrich-Verlag. S. 200-215
• Barzel, B. (2011). Computeralgebra im Mathematikunterricht - Ein Mehrwert - aber wann? Münster: Waxmann
• Hattie, J. (2008) “Visible Learning: A Synthesis of over 800 meta-analyses relating to achievement. London &
 New York: Routledge, 2011
• Hoyles, C. & Lagrange, J. B. (Hrsg.). (2010). Mathematics education and technology: Rethinking the terrain.
 Berlin: Sprin
• Kay, R. & LeSage, A. (2009). Examining the benefits and challenges of using audience response systems: A
 review of the literature. In: Computers & Education. Vol. 53 (3), p. 819-827
• Klinger, M. (2018). Klinger, M. (2018). Funktionales Denken beim Übergang von Wiesbaden: Springer.
• KMK (Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder der Bundesrepublik Deutschland)
 (Hrsg.). (2004). Bildungsstandards im Fach Mathematik für den Mittleren Schulabschluss: Beschluss vom
 4.12.2003. Kluwer.
• KMK (Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder der Bundesrepublik Deutschland)
 (Hrsg.). (2015). Bildungsstandards im Fach Mathematik für die Allgemeine Hochschulreife: Beschluss der
 Kultusministerkonferenz vom 18.10.2012. Kluwer.
• Lasry, N., Mazur, E. & Watkins. J. (2008). Peer instruction: From Harvard to the two-year college. In: Americain
 Asspciations of Physics Teachers 76 (11). P- 1066-1068
• Ruchniewicz, Hana (erscheint in 2021). Sich selbst diagnostizieren und fördern mit digitalen Medien.
 Forschungsbasierte Entwicklung eines digitalen Tools zum formativen Selbst-Assessment am Beispiel
 funktionalen Denkens. Berlin: Springer
• Ruiz-Primo, M. A. & Li, M. (2013). Examing Formative Feedback in the Classroom Context: New Research
 Perspectives. In J. H. McMillan (Hrsg.), SAGE Handbook of Research on Classroom Assessment (S. 215–232).
 SAGE Publications.
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Zum Schluss
Mathematik lernen und lehren
- mit Abstand
 Alles ist anders – doch Vieles bleibt gleich.

 Leben Sie Kooperation!

 Wagen Sie Mut und Kreativität!

 Es muss nicht perfekt sein!

 Passen Sie auf sich auf!
DASU: Mathematik lernen und lehren - mit Abstand Bärbel Barzel

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

 www.dzlm.de
 dzlmathe - YouTube
Sie können auch lesen