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Aktuelle Forschungsprojekte

Projekt 1: Förderung inhaltlicher mathematischer Vorstellungen durch bedeutungsbezogene Sprachmittel 

In diesem Projekt wird untersucht, inwiefern eine sprachbewusste und auf Verstehensorientierung ausgelegte Erarbeitung zentraler Inhalten des Grundschulmathematikunterrichts dazu beitragen kann, mathematisches inhaltliches Verständnis bei Grundschulkindern zu fördern. Die Aushandlungsprozesse fokussieren vor allem auf bedeutungsbezogene Sprachmittel (Prediger & Wessel, 2013), die dazu beitragen, dass die Kinder die hinter den formalen Termen und fachsprachlichen Bezeichnungen steckende inhaltliche Bedeutung durchdringen. Im Projekt werden sowohl heterogene Lehr-Lern-Entwicklungen betrachtet, als auch Schülerinnen und Schüler mit Schwierigkeiten beim Mathematiklernen fokussiert. Es werden sowohl quantitative Daten erhoben (Pre-Post-Test-Design) als auch qualitative Daten kategoriengeleitet ausgewertet (deduktives-induktives Vorgehen).

Bisherige zentrale Veröffentlichungen in diesem Projekt:

Götze, D., & Baiker, A. (2021). Language-responsive support for multiplicative thinking as unitizing – results of an intervention study in the second grade. ZDM - Mathematics Education, 53(2). 263–275.

Baiker A, & Götze, D. (2021, accepted paper for long oral communication). Language responsive support of meaning-making processes for understanding multiplicative decomposition strategies. Accepted Paper for long oral communication at ICME 14 in Shanghai, 2021.

Götze, D. (2019). Language-Sensitive Support of Multiplication Concepts Among at-Risk Children: A Qualitative Didactical Design Research Case Study. Learning disabilities: a contemporary journal, 17 (2), 165–182.

Götze, D. (2019). Meaning making schoolbook material for promoting subtraction with regrouping skills. In S. Rezat, M. Hattermann, J. Schumacher, & H. Wuschke (Hrsg.), Proceedings of the Third International Conference on Mathematics Textbook Research and Development (S. 179–184). Paderborn, Germany.

Götze, D. (2019). The importance of a meaning-related language for understanding multiplication. In U.T. Jankvist, M. Van den Heuvel-Panhuizen & M. Veldhuis (Hrsg.), Proceedings of the Eleventh Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME11, February 6 – 10, 2019). Utrecht, the Netherlands: Freudenthal Group & Freudenthal Institute, Utrecht University and ERME.

Götze, D. (2019). The Cognitive Function of Language and Its Influence on the Learning of Mathematics in Inclusive Settings: A Primary School Study on the Example of Multiplication and Division. M. Knigge, D. Kollosche, O. Skovsmose, R. Marcone, M. Penteado (Hrsg.). Inclusive mathematics education: Research results from Brazil and Germany (S. 357–376). Cham: Springer Nature Switzerland.

Götze, D. (2019). Schriftliches Erklären operativer Muster fördern. Journal für Mathematikdidaktik, 40(1), 95–121.

Götze, D. (2018). Fostering a Conceptual Understanding of Division: Results of a Language and Mathematics Integrated Project in Primary School. In N. Planas & Schütte, M. (Eds.), Proceedings of the Fourth ERME Topic Conference ‘Classroombased research on mathematics and language’ (S. 73-80). Dresden, Germany: Technical University of Dresden/ ERME.

Beteiligte Personen:

Annica Baiker (Multiplikation) und Kathrin Spies (zählendes Rechnen)

Gestellte Förderanträge:

- „Mathe sicher können“ – Sicherung mathematischer Basiskompetenzen (bewilligt, 10.2017 – 09.2022; gemeinsam mit Christoph Selter und Susanne Prediger, 600.000 Euro)

- Bildungssprache und Mathematik - Integrierte Förderung bildungssprachlicher und mathematischer Basiskompetenzen in den Klassen 3 und 4 (bewilligt, 11.2015 – 04.2017; 15.000 Euro)

 

Projekt 2: Grundvorstellungen fördern: handlungsorientiert, verstehensorientiert, digital 

In der aktuellen pandemiebedingten Situation wird der Ruf nach Apps und Tools, die mathematisches Verständnis fördern, immer lauter. Wie aber das zentrale didaktische Prinzip der Handlungsorientierung auch beim digitalen Lernen erfolgreich umgesetzt werden kann, ist unklar. Die Firma OSMO hatte diesbezüglich für den Spielemarkt eine innovative Idee: Die Handlungsorientierung wird vor dem Tablet ermöglicht, indem die vor dem Tablet gemachten Handlungen über einen Spiegel auf der Kameralinse des Tablets erfasst und digital verarbeitet werden. Diese Idee wird im Projekt genutzt, um mathematische Lernprozesse zu ermöglichen: Mathematisch enaktive Handlungen werden vor dem Tablet ausgeführt und den Kindern wird stets ein verstehensorientiertes, bedeutungsbezogenes Feedback zu ihren Handlungen gegeben. Im Projekt werden aktuell zwei Apps entwickelt: Eine zur Anteilvorstellung von Brüchen (Julia Stark) und eine zur Multiplikationsvorstellung (Anne Rahn). Die App zur Anteilsvorstellung befindet sich in einem weit fortgeschrittenen Prototypen. Im 2. Schulhalbjahr 2021 wird sie in einigen 4. und 5. Klassen erprobt. Die App zur Multiplikation wird zum Schuljahresbeginn 2021/22 erstmalig mit Kinder erprobt.

Veröffentlichungen in diesem Projekt:

Götze, D., & Stark, J. (2021, akzeptiert). Kommunikationspotenziale einer haptisch-enaktiven und digitalen Förderung der Anteilvorstellung bei Grundschulkindern. Ch. Schreiber & R. Klose (Hrsg), Lernen, Lehren und Forschen mit digitalen Medien (Band 7). 

Beteiligte Personen:

Anne Rahn (Multiplikation) und Julia Stark (Anteilsvorstellung)

 

Projekt 3: Erfassung von Divisionsvorstellungen von Grundschulkindern mit Hilfe von Eye Tracking

Die Division ist die Grundrechenart, die vor allem mathematisch schwachen Kindern die größten Probleme bereitet. Laut einer Studie von Moser Opitz (2007) zeigen Schülerinnen und Schüler in den 5. Klassen der Hauptschule nur marginale Divisionsvorstellungen. Zeitgleich gilt ein Divisionsverständnis allerdings als Prädikatorvariable für die Mathematikleistungen in der 8. Klasse. Es gilt daher zu ergründen, welche Strukturen sowohl mathematisch starke als auch mathematisch schwache Kinder in typischen Darstellungen zur Division wahrnehmen und wie sie diese interpretieren. Das Projekt verfolgt das Ziel, zentrale Erkenntnisse darüber zu liefern, wie sich Fehlvorstellungen zur Division aufgrund von Fehldeutungen von Divisionsdarstellungen erklären lassen.

Veröffentlichungen in diesem Projekt:

Götze, D., & Seidel, N. (2021, accepted paper for long oral communication). Children's ambiguous interpretation of visualizations: Eye tracking a a diagnostic tool for division concepts. Accepted paper for long oral communication at ICME 14 in Shanghai 2021.

Beteiligte Personen:

Nicole Seidel 

 

Projekt 4: Begleitforschung des Fachberatendenqualifizierung im Rahmen des Masterplans Grundschule (Mathe FiRM)

Am 11.08.2020 wurde der auf zunächst fünf Jahre angelegte Masterplan Grundschule durch die Ministerin für Schule und Bildung NRW veröffentlicht. Er trägt den Titel ‚Qualität stärken – Lehrkräfte unterstützen‘. Mit dem Masterplan Grundschule verfolgt die Landesregierung die Absichten, ihre Ziel-perspektiven darzustellen sowie zu verdeutlichen, wie sie die Grundschulen so unterstützen will, dass das gemeinsame Ziel ‚beste Bildung‘ erreicht wird. Es werden sieben Handlungsfelder benannt, deren Erstes die Zielsetzung einer Stärkung der Fachlichkeit im Unterricht verfolgt (S. 8 ff.). Für die Fächer Deutsch und Mathematik soll ab dem 01.01.21 jeweils eine Fachoffensive gestartet werden. Diesbezüglich sollen die Projekte PIKAS, Mathe inklusiv mit PIKAS und PIKAS digi fortgeführt und stärker mit der Lehrerfortbildung im Rahmen des Projekts "Schule macht stark" (SchuMaS) vernetzt werden. Außerdem sollen die Materialien für eine schulbegleitende Moderation eingesetzt, für die Implementation der dann überarbeiteten und im Schuljahr 21/22 in Kraft tretenden Mathematik-Lehrpläne genutzt und für den Aufbau fachlicher Netzwerke und schulischer Qualitätszirkel verwendet werden. Hierzu sollen alle 53 Schulämter zusätzliche personelle Unterstützung in Form einer Fachberaterin bzw. eines Fachberaters pro Schulamt erhalten. Geplant ist, diese neu zu berufenen 53 Fachberatenden durch das DZLM-Netzwerk (PIKAS & Co.) kontinuierlich (weiter) zu qualifizieren und ihnen Konzeptionelles bzw. Materialien zur Fortbildung sowie zur fachbezogenen Unterrichtsentwicklung zur Verfügung zu stellen. Fokus des Projekts ist eine Begleitforschung der Fortbildungen, die von den Fachberatenden vor dem Hintergrund der PIKAS Materialien gehalten werden. Es ist fraglich, inwiefern die Fachberatenden die zur Verfügung gestellten Fortbildungsmaterialien adaptieren und welche Gründe sie hierfür angeben sowie welche Adaptionsstrategien und ggf. -typen operationalisierbar sind. Die Qualifizierung der Fachberatenden findet im Rahmen des BMBF Projekts "Schule macht stark" (SchuMaS) statt. 

Beteiligte Personen:

Sarah Jaworek

Gestellte Förderanträge:

- Themenunabhängige und themenabhängige Adaptionsstrategien von Multiplikatorinnen und Multiplikatoren - Qualitativ inhaltsanalytische Begleitforschung der „Mathematikbezogenen Fachberatendenqualifizierung im Rahmen des Masterplans Grundschule NRW“ (Mathe FiRM) – bewilligter Antrag gemeinsam mit Christoph Selter (TU Dortmund) gestellt beim Deutschen Zentrum für Lehrerbildung Mathematik und dem Leibniz-Institut in Kiel (01.04.2021, Laufzeit 4 Jahre, Fördervolumen 218.000 €)

 

Projekt 5: Digitalisierung in der Hochschullehre – Konzeption und Evaluation von Unterstützungsmaßnahmen

In NRW muss seit der Reform der Lehrerausbildung im Jahre 2009 das Unterrichtsfach Mathematik im Grundschullehramt verpflichtend studiert werden. Gleichermaßen würden viele Studierende dieses Fach nachweislich nicht freiwillig wählen. Möglicherweise hängt dies mit ihren negativen Erfahrungen mit diesem Unterrichtsfach während der eigenen Schulzeit zusammen. Im Projekt „Arithmetik digital“ wurden Unterstützungsmaßnahmen in Form von Erklärfilmen erstellt, die dabei helfen sollen, fachliche Defizite aufzuholen, aber gleichermaßen ein Vorbild für einen verstehensorientierten Mathematikunterricht darstellen. Die Videos werden aktuell in den Veranstaltungen implementiert. Zudem werden sie über Webseite adi.dzlm.de anderen Universitäten zur Verfügung gestellt.

Weitere OER Materialien werden in dem im Oktober 2020 gestarteten Verbundprojekt DigiMal.nrw gestaltet und über Content.nrw verbreitet.

Bisherige zentrale Veröffentlichungen in diesem Projekt:

Götze, D. (2019). Arithmetisches Verständnis bei Grundschulstudierenden fördern – Konzeptionelles und Beispiele aus dem Projekt „Arithmetik digital“. In D. Walter & R. Rink (Hrsg.), Digitale Medien im Mathematikunterricht der universitären Lehrerbildung (S. 115–132). Münster: WTM.

Götze, D. (2020). Elementare arithmetische Kompetenzen bei Grundschulstudierende fördern – digital, dynamisiert, anschaulich. In F. Dilling, F. Pielsticker (Hrsg.), Mathematische Lehr- und Lernprozesse im Kontext digitaler Medien – Empirische Zugänge und theoretische Perspektiven (S. 181–203). Wiesbaden: Springer.

Götze, D. (2020). Elemente der Arithmetik dynamisieren und digitalisieren. Beitrag im Minisymposium „Lernen, Lehren und Forschen mit digitalen Medien im Mathematikunterricht der Primarstufe“. In H.-S. Siller, W. Weigel & J.F. Wörler (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2020 (S. 1089–1092). Münster: WTM-Verlag.

Beteiligte Personen:

Nicole Seidel und Julia Stark

Gestellte Förderanträge:

- Fellowship für Innovationen in der digitalen Hochschullehre (bewilligt, 01.2018-09.2019; 46.082 €), Stifterverband und MKW

- DigiMal.nrw (Digitale Mathematiklehrerbildung) – Verbundprojekt bewilligt von DH.NRW gemeinsam mit Universität Duisburg-Essen (Konsortialführung), TU Dortmund, WWU Münster, Universität Paderborn, Universität Siegen, Bergische Universität Wuppertal (10.2020 – 09.2022, Gesamtvolumen 749.827,76 €)