Institut für Mathematik und InformatikMathematik

Analyse und Förderung von Transformationsprozessen beim Lernen mit multiplen Repräsentationen in der Mathematik

In der Mathematik werden Informationen zumeist mit Hilfe verschiedener Repräsentationen, wie Texten, Graphen, Tabellen, Formeln usw. dargestellt. Eine zentrale Kompetenz des Lernenden – wie in den Bildungsstandards formuliert – ist demnach der flexible Umgang mit diesen Repräsentationsformen. Dazu gehören Fähigkeiten zur Entschlüsselung verschiedener Zeichensysteme, der Integration sowie der Produktion bzw. Transformation von Repräsentationen (z.B. bei der Entwicklung einer Formel / eines Graphen als Lösung einer Textaufgabe). Zudem werden in der Mathematik oftmals auch Transformationen zwischen realen und mathematischen Modellen, d.h. Prozesse des Abstrahierens und Kontextualisierens gefordert. In Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass diese Transformationsprozesse den Lernenden nur selten gelingen und insbesondere die Verbalisierungsfähigkeiten (Wechsel von graphischem zu symbolischem Zeichencode) sowie Formalisierungsprozesse (Wechsel von realer zu mathematischer Ebene) defizitär sind. Das geplante Vorhaben umfasst drei Studien. In der ersten Studie sollen die genannten Defizite weiter differenziert und analysiert werden. Aufbauend darauf wird in der zweiten Studie eine Intervention durch Experten im Laborsetting entwickelt und geprüft, die den Lernenden sowohl Fähigkeiten der Rezeption, der Integration sowie der Produktion bzw. Transformation vermitteln soll. In der dritten Studie wird die Intervention lehrervermittelt im Unterricht implementiert. Ziel ist es, die Fähigkeiten der Schüler zum einen theoriegeleitet - sowohl aus mathematikdidkatischer als auch aus kognitionspsychologischer Sicht - zu differenzieren und empirische Hinweise zu deren wirksamer Förderung zu erlangen.

Das Forschungsvorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Es ist am Institut für Psychologie und Pädagogik (Abteilung Lehr-Lernforschung) der Universität Ulm angesiedelt und wird durch Prof. Dr. Tina Seufert (Universität Ulm) und Prof. Dr. Markus Vogel geleitet.

Doktorandin: Marion Geiger, Institut für Psychologie und Pädagogik (Abteilung Lehr-Lernforschung) der Universität Ulm