Digital gestützte Förderung durch Strukturfokussierung

Im Mathematikunterricht bleibt eine aktuelle Herausforderung, die normative Zielsetzung beim Verständnisaufbau von Verfahren praktikabel und wirksam umzusetzen, konzeptuelle und prozedurale Lernziele gleichermaßen zu priorisieren und miteinander zu verknüpfen. Die vorliegende Arbeit stellt daher den Verständnisaufbau von Verfahren in den Fokus, am Beispiel des Verfahrens „Umwandeln von Größen". Hierbei wird das Prinzip der Strukturfokussierung in den Mittelpunkt gestellt und ausgearbeitet zur Förderung von Verständnisaufbau von Verfahren. Auf der einen Seite wird ein Design einer verstehensorientierten digitalen Lehr-Lern-Umgebung zum Umwandeln von Einheiten entwickelt und in zwei Design-Research-Zyklen sowie einer anschließenden Interventionsstudie erforscht. Auf der anderen Seite wird zur Theoriebildung zur Strukturfokussierung für den Verständnisaufbau von Verfahren gegenstandsspezifisch und gegenstandsübergreifend beigetragen. Erkenntnisse zur Relevanz von Strukturfokussierung und Strukturexplikation sowie der Ausgestaltung dieser in einer Lehr-Lern-Umgebung ergeben sich aus der Rekonstruktion von individuellen Lernständen und Lernwegen im Rahmen von tiefgehenden Analysen der Designexperimente sowie daraus abgeleiteten Gelingensbedingungen und Überprüfung dieser in der Interventionsstudie.

Sofia Peters ist seit November 2021 als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Entwicklung und Erforschung des Mathematikunterrichts an der Technischen Universität Dortmund tätig. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich der Entwicklung und Erforschung verstehensorientierter digitaler Lehr-Lernumgebungen sowie des Verständnisaufbau von Verfahren durch Strukturfokussierung, insbesondere beim Umwandeln von Größeneinheiten, in der Sekundarstufe.

Einleitung.- Theoretischer Teil der Arbeit.- Zusammenspiel didaktischer Prinzipien für den Verständnisaufbau von Verfahren.- Gegenstandsspezifische Ausdifferenzierung für das Verfahren „Umwandeln von Gewichtseinheiten".- Verständnisaufbau von Verfahren in einer digitalen Lehr-Lern-Umgebung durch Strukturfokussierung.- Entwicklungs- und Forschungsinteressen und methodischer Rahmen der Verknüpfung von Design-Research- und Interventionsstudie.- Design-Research in Designexperimentzyklus 1.- Design-Research in Designexperimentzyklus 2.- Methoden und Ergebnisse der Interventionsstudie.- Zusammenfassung und Diskussion zentraler Ergebnisse.