Laufende Projekte
ViMo2 (seit 2024)
Die empirischen Befunde zur Wirksamkeit von Zeichenaufforderungen zur Förderung der Modellierungskompetenzen von Schüler:innen im Bereich der Geometrie sind gemischt und es deutet sich an, dass das skizzenspezifische Strategiewissen (kurz: Skizzenwissen) eine wichtige Rolle spielt. Im Rahmen der ersten Förderphase („ViMo 1“) bestätigte sich, dass das deklarative Skizzenwissen (d.h. das Wissen über die Merkmale einer guten Skizze) eine notwendige, jedoch nicht hinreichende Voraussetzung für das Zeichnen qualitativ guter Skizzen und das Lösen einer Modellierungsaufgabe ist. Das übergeordnete Ziel des Fortsetzungsprojekts „ViMo 2“ ist es daher zu untersuchen, welche Rolle das prozedurale Skizzenwissen (d. h. das Wissen über das Vorgehen bei der Konstruktion und Nutzung einer Skizze im Modellierungsprozess) für die effektive Anwendung von Skizzen und für Modellierungsleistungen von Schüler:innen im Bereich der Geometrie spielt. Neben prozeduralen Skizzenwissensanteilen werden deklaratives Skizzenwissen sowie kognitive, metakognitive und motivationale Bedingungsfaktoren berücksichtigt. Im Rahmen des Fortsetzungsprojekts sind theoretische, empirische und praxisrelevante Erkenntnisse in den folgenden Bereichen zu erwarten: Erstens liefert das Projekt Erkenntnisse über die Förderung mathematischer Modellierungskompetenzen im Bereich der Geometrie. Zweitens liefert das Projekt einen Beitrag zur Forschung zu selbsterstellten Skizzen. Im Vergleich zur ersten Förderphase verspricht die Erfassung und Analyse von Blickbewegungen zusätzliche Erkenntnisse über die Wirkmechanismen von Zeichenaufforderungen beim Modellieren auf der Ebene der Strategieanwendung. Der Einsatz von EMME (Eye Movement Modeling Examples) verspricht außerdem Hinweise auf das Potenzial dieser innovativen Instruktionsform in Mathematik und Naturwissenschaften. Drittens liefert das Projekt einen Beitrag zur Lernstrategieforschung. Wir erwarten, dass im theoretischen Modell von Borkowski et al. (2000) postulierte Zusammenhänge durch die Unterscheidung von deklarativen und prozeduralen Skizzenwissensanteilen am Beispiel der Strategie der selbst erstellten Skizze bestätigt und erweitert werden können. Auf praktischer Ebene entsteht viertens eine im Unterricht einsetzbare Lernumgebung zum Modellieren.
Projektbeteiligte: Prof. Dr. Stanislaw Schukajlow-Wasjutinski, Jun.-Prof. Dr. Johanna Schönherr (Uni Paderborn), Dr. Jascha Quarder, Pia Köhler, Oliver Baumann (Uni Paderborn)
Die Bedeutung der Skizzenqualität bei der Lösung nichtlinearer Geometrieprobleme (seit 2021)
Das Projekt knüpft an drei Studien an, die sich mit dem Thema der Visualisierungen zu nichtlinearen Geometrieproblemen beschäftigen. In diesen Studien wurde ein überraschend negativer Effekt selbsterstellter Skizzen auf die mathematische Leistung von Schülerinnen und Schülern bei der Lösung nichtlinearer Geometrieprobleme festgestellt, wobei sich das Phänomen der sogenannten linearen Übergeneralisierungen als besonders bedeutsame Fehlerquelle erwiesen hat.
In diesem Projekt sollen zunächst Faktoren identifiziert werden, die zu dem beschriebenen negativen Effekt beitragen. Unter anderem soll die Untersuchung der Blickbewegung bei der Lösung nichtlinearer Geometrieaufgaben Erkenntnisse darüber liefern, wie selbsterstellte Skizzen bei der Aufgabenbearbeitung verwendet werden. Anschließend sollen Interventionsmaßnahmen, die einen positiven Effekt der Skizzenerstellung auf die Lösungsqualität bewirken, abgeleitet und überprüft werden.Projektbeteiligte: Prof. Dr. Stanislaw Schukajlow-Wasjutinski, Prof. Dr. Gilbert Greefrath, Jun.-Prof. Dr. Janina Krawitz (Uni Köln), Gudula Volbers