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Mintus-Digital

„Schule 4.0“, „Digitalisierung“, „Technisierung“, „Schule digital“ und „Bildung digital“ sind nur einige der Schlagwörter, die derzeit in aller Munde sind. „Schulen müssen digitaler werden“ heißt es in der SPIEGEL Ausgabe, Mai 2017. Nicht zuletzt seit die Bundesbildungsministerin Johanna Wanka ankündigte „Ich möchte die Schulen in Deutschland fit für die digitale Welt machen“ sehen sich Schulen mit Initiativen zum Einsatz digitaler Medien konfrontiert. Es bleibt die Frage: Wie können neue Medien über die bloße Anwendung hinaus einen tatsächlichen Mehrwert für den Mathematikunterricht generieren? „Konkrete Ideen für den Unterrichtseinsatz mit Bezug zu den Richtlinien. Mehrwert deutlich machen…“ (Erwartung eines Lehrers während unserer letzten Fortbildung beim MINT-Tag NRW). Hier kann beispielsweise die 3D-Druck- Technologie (Hardware + Software) oder auch das Geocaching-Konzept ein tatsächliches und konkretes Anwendungsfeld bieten.

Projekte

DigiMath4Edu

Das Projekt „DigiMath4Edu" der Fachgruppe für Mathematikdidaktik der Uni-versität Siegen will Kompetenzen im Umgang mit digitalen Medien beispielhaft an Schulen in Siegen-Wittgenstein und dem Kreis Olpe aufbauen und weiterentwickeln. Systematisch und nachhaltig soll im Mathematikunterricht der Umgang mit digitalen Werkzeugen (z.B. 3D-Druck, VR, Tablets etc.) erlebbar gemacht und durch jeweils zwei „Unterrichtsassistenten für digitale Medien“ je Schule unterstützt werden. Diese Assistenten werden von der Fachgruppe Mathematikdidaktik ausgewählt, geschult und betreut – es handelt sich dabei um besonders qualifizierte Lehramtsstudierende höheren Semesters. Die in den Schulen vermittelten Kompetenzen sind anschlussfähig für die weitere (berufliche) Entwicklung aller Beteiligten und wecken bei Schülerinnen und Schülern auf natürliche Weise Interesse für Berufe in den MINT-Fächern – und zwar bevor eine Entscheidung für eine berufsbildende Schule, eine Ausbildung oder ein Studium getroffen wurde. Zugleich liegt ein Ziel in der systematischen Erforschung von Gelingensbedingungen für einen nachhaltigen Einsatz digitaler Medien im Bildungsbereich. Das Projekt „DigiMath4Edu“ mit 15 Schulen in drei Jahren Implementationszeit und parallelem Vergleich der Daten und Veröffentlichung von Gesamtergebnissen ermöglicht ein ideales empirisches Forschungssetting im Bereich digitaler Transformationsprozesse an Schnittstellen von Hochschule und Schule im Bildungssektor. Dabei sind u.a. neue Erkenntnisse in den Bereichen Kooperationen zwischen Schule, Universität und Unternehmen zu erwarten.Weiter lesen

MINTPro2Digi

Das Projekt „MINT-Pro²Digi“ ist ein außerschulisches Lernangebot zur Interessenförderung von Lernenden verschiedener Schulformen. Die Grundidee des Projektes liegt darin, gehaltvolle und authentische mathematische Problemstellungen aus Unternehmen (Modellbildung, Optimierungen, Big Data, Produktdesign etc.), Schüler*innen in Projektteams zur Aufgabe zu stellen, um gemeinsam an einer Problemlösung zu arbeiten. Die Unternehmen bzw. die für das Projekt verantwortlichen Mitarbeiter*innen bringen in enger Abstimmung mit erfahrenen Lehramtsstudierenden, Lehrkräften und wissenschaftlichem Personal die Problemstellungen zielgruppengerecht ein und ermöglichen so interessierten Schüler*innen direkt zu erleben, wie sie ihr schulisches Wissen in der Arbeitswelt einbringen können.Weiter lesen

3D-Druck im Mathematikunterricht

Ein konsequenter Einsatz des 3D-Drucks in der 8. Klasse der Sekundarschule Olpe verfolgt vor allem zwei Ziele: Die Erprobung von Arbeitsmitteln in der Unterrichtspraxis und die Untersuchung von gegebenenfalls veränderten mathematischen Schülervorstellungen. Dazu werden in Kooperation mit Lehrerinnen und Lehrern, konkrete 3D-Druck Lernumgebungen, zu unterschiedlichen Themenfeldern (Terme, Lineare Gleichungen und Funktionen; Zufall und Wahrscheinlichkeit sowie Dreiecke/Vierecke) der 8. Klassenstufe erstellt und mit den Schülerinnen und Schülern umgesetzt. Das Projekt entwickelt sich aus den empirischen Entwicklungsstudien, die Frau Pielsticker in Kooperation mit unserer Partnerschule -der Sekundarschule Olpe- im Rahmen ihrer Dissertation durchführt. Hier wird der 3D-Druck konsequent im gesamten Schuljahr eingesetzt und erforscht.Weiter lesen

Analysis

Mit den Handlungs- oder Denkanweisungen „trace with our finger“ oder „imagine sliding the hand along the curve” betont David Tall das Umgehen mit Graphen von Funktionen in einem „embodied sense“ (Tall 2013). Das Arbeiten mit 3D-ausgedruckten Kurven ermöglicht z.B. zu begreifen‘, was es bedeutet, wenn eine Funktion an einer Stelle stetig, aber nicht differenzierbar ist. Ein weiteres mögliches Anwendungsfeld stellt das graphische Ableiten einer Funktion f dar. Dieses stellt überraschenderweise einen anschaulichen Zugang dar, der an den Calculus des 17. Jahrhunderts von Leibniz und Newton erinntert. Weiter lesen 

Geocaching

Im Rahmen eines mathematikdidaktischen Seminars der Universität Siegen entwickeln derzeit Grundschullehramtsstudierende der Universität Siegen in Kooperation mit der Jung-Stilling-Grundschule Siegen ein Geocaching, d.h. eine moderne Schnitzeljagd, die unter Einsatz digitaler Medien durchgeführt wird. Auf dem Weg zum Ziel lernen die Kinder der dritten Klassen der Jung-Stilling-Grundschule verschiedene historisch bedeutsame Orte der Stadt Siegen kennen und müssen knifflige Matheaufgaben lösen.Weiter lesen

Wissenschaftliche Publikationen

Dilling, F., Marx, B., Pielsticker, F., Vogler, A., Witzke, I. (2021). Praxishandbuch 3D-Druck im Mathematikunterricht. Einführung und Unterrichtsentwürfe für die Sekundarstufen I und II. Münster: Waxmann. Abrufbar unter: Link
Fahlgren, M., Brunström, M., Dilling, F., Kristinsdóttir, B., Pinkernell, G. & Weigand, H.-G. (2021, im Druck). Technology-rich assessment in mathematics. In: Clark-Wilson, A., Donevska-Todorova, A., Faggiano, E., Trgalova, J., Weigand, H.-G. (Hrsg.), Mathematics Education in the Digital Age. London: Routledge.
Dilling, F. & Vogler, A. (2021, angenommen). Fostering Spatial Ability through Computer-Aided Design – A Case Study. Digital Experiences in Mathematics Education.
Dilling, F., Pielsticker, F., Stoffels, G., & Witzke, I. (2021, angenommen). Eine „neue“ Präsenz? Lehren und Lernen an der Hochschule in Zeiten von Kontaktbeschränkungen – und danach – wirksam gestalten. GDM-Mitteilungen, 110, 43-47.
Dilling, F. & Pielsticker, F. (2020, Hrsg.). Mathematische Lehr-Lernprozesse im Kontext digitaler Medien. Empirische Zugänge und theoretische Perspektiven. Wiesbaden: Springer Spektrum. Abrufbar unter: Link
Pielsticker, F. (2020). Mathematische Wissensentwicklungsprozesse von Schülerinnen und Schülern. Fallstudien zu empirisch-orientiertem Mathematikunterricht am Beispiel der 3D-Druck-Technologie. Wiesbaden: Springer Spektrum. Unter:  Link
Dilling, F. & Witzke, I. (2020). Die 3D-Druck-Technologie als Lerngegenstand im Mathematikunterricht der Sekundarstufe II. MNU-Journal, 4/2020, 317-320. Abrufbar unter: Link
*Pielsticker, F., & Witzke, I. (2020). Jede Menge Mathematik. Mathematiklehren und -lernen mit (CAD-)Programmen am Beispiel von Tinkercad™. In G. Pinkernell, & F. Schacht (Hrsg.), Digitale Kompetenzen und Curriculare Konsequenzen, Herbsttagung vom 27. bis 28. September 2019 an der Pädagogischen Hochschule Heidelberg des Arbeitskreis' Mathematikunterricht und digitale Werkzeuge in der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Hildesheim: Franzbecker.
Dilling, F. (2020, online first). Zur Rolle empirischer Settings in mathematischen Wissensentwicklungsprozessen – eine exemplarische Untersuchung der digitalen Funktionenlupe. Mathematica Didactica. Abrufbar unter: Link
Dilling, F. & Witzke, I. (2020). The Use of 3D-printing Technology in Calculus Education – Concept formation processes of the concept of derivative with printed graphs of functions. Digital Experiences in Mathematics Education, 6(3), 320-339. Abrufbar unter: Link
Dilling, F., Pielsticker, F. & Witzke, I. (2020). Der Einsatz der 3D-Druck-Technologie im Mathematikunterricht der Grundschule. In: S. Ladel, C. Schreiber, R. Rink & D. Walter (Hrsg.), Forschung zu und mit digitalen Medien. Befunde für den Mathematikunterricht der Primarstufe (S. 151-164). Münster: WTM. Abrufbar unter: Link
Dilling, F., Pielsticker, F. & Witzke, I. (2020). Empirisch-gegenständlicher Mathematikunterricht im Kontext digitaler Medien und Werkzeuge. In F. Dilling & F. Pielsticker (Hrsg.), Mathematische Lehr-Lernprozesse im Kontext digitaler Medien (S. 1-27). Wiesbaden: Springer Spektrum. Abrufbar unter: Link
Dilling, F. (2020). Authentische Problemlöseprozesse durch digitale Werkzeuge initiieren – eine Fallstudie zur 3D-Druck-Technologie. In F. Dilling & F. Pielsticker (Hrsg.), Mathematische Lehr-Lernprozesse im Kontext digitaler Medien (S. 161-180). Wiesbaden: Springer Spektrum. Abrufbar unter: Link
Dilling, F. & Vogler, A. (2020). Ein mathematisches Zeichengerät (nach)entwickeln – eine Fallstudie zum Pantographen. In F. Dilling & F. Pielsticker (Hrsg.), Mathematische Lehr-Lernprozesse im Kontext digitaler Medien (S. 103-126). Wiesbaden: Springer Spektrum. Abrufbar unter: Link
Rahn, A. & Dilling, F. (2020). „Die Würfel auf dem Tablet waren aber anders“ – Zur Kontextgebundenheit des Wissens bei Stationenarbeiten mit Digitalen Medien. In F. Dilling & F. Pielsticker (Hrsg.), Mathematische Lehr-Lernprozesse im Kontext digitaler Medien (S. 247-270). Wiesbaden: Springer Spektrum. Abrufbar unter: Link
Dilling, F. (2020). Das Thema Parkettierung digital gestalten – Möglichkeiten des Einsatzes der 3D-Druck-Technologie im Geometrieunterricht der Grundschule. In B. Brandt, L. Bröll & H. Dausend (Hrsg.), Digitales Lernen in der Grundschule II. Aktuelle Trends in Forschung und Praxis (S. 112-123). Münster: Waxmann.
Dilling, F. (2020). Qualitative Zugänge zur Integralrechnung durch Einsatz der 3D-Druck-Technologie. In G. Pinkernell & F. Schacht (Hrsg.), Digitale Kompetenzen und Curriculare Konsequenzen (S. 57-68). Hildesheim: Franzbecker. Abrufbar unter: Link
Dilling, F. & Witzke, I. (2020). Comparing digital and classical approaches - The case of tessellation in primary school. In B. Barzel, R. Bebernik, L. Göbel, M. Pohl, H. Ruchniewicz, F. Schacht & D. Thurm (Hrsg.), Proceedings of the 14th International Conference on Technology in Mathematics Teaching – ICTMT 14 (S. 83-90). Essen University of Duisburg-Essen. Abrufbar unter: Link
Dilling, F. (2019). Der Einsatz der 3D-Druck-Technologie im Mathematikunterricht. Theoretische Grundlagen und exemplarische Anwendungen für die Analysis. Wiesbaden: Springer. unter: Link
Dilling, F. (2019). Ebenen und Geraden zum Anfassen – Lineare Algebra mit dem 3D-Drucker. Beiträge zum Mathematikunterricht 2019, 177-180. Abrufbar unter: Link
Dilling, F., Pielsticker, P., Witzke, I. (2019, online first). Grundvorstellungen Funktionalen Denkens handlungsorientiert ausschärfen - Eine Interviewstudie zum Umgang von Schülerinnen und Schülern mit haptischen Modellen von Funktionsgraphen. In: Mathematica Didactica. Abrufbar unter: Link
Dilling, F., Rahn, A. (2019). Optimiertes Plätzchenbacken. In: Mathematik Lehren, 217 (S. 50).
Dilling, F., Witzke, I. (2019). Zur Funktionsweise der 3D-Druck-Technologie. In: Mathematik Lehren, 217 (S. 10-12).
Dilling, F., Witzke, I. (2019). Ellipsograph, Integraph & Co. In: Mathematik Lehren, 217 (S. 23-27).
Dilling, F., Struve, H. (2019). Funktionen zum Anfassen. In: Mathematik Lehren, 217 (S. 34).
Dilling, F., Witzke, I. (2018). 3D-Printing-Technology in Mathematics Education – Examples from the Calculus. In: Vietnam Journal of Education, (S. 54-58). Abrufbar unter: Link
Hoffart, E. (2019). Kantenmodelle mal anders. In: Mathematik Lehren, 217 (S. 13-17).
Hoffart, E., Pielsticker, F. (2018). Kantenmodelle mal anders - Eine Lernumgebung zur Förderung der geometrischen Begriffsentwicklung. In: Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (S. 807-810). Abrufbar unter: Link
Pielsticker, F. (Hrsg.)(2019). Spiel mit selbstgedruckten Würfeln. MatheWelt, 217. unter: Link
Pielsticker, F. (2018). „3D-Druck konsequent“ – Ein erweiterter Zugang zur Algebra im Mathematikunterricht einer 8. Klasse. In: Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (S. 1395-1398). Abrufbar unter: Link
Pielsticker, F. & Witzke, I. (2017). Design, Reflexion, Entwicklung und Innovation – Digitalisierung (DREI-D): 3D-Printing Technology in Mathematics Education. In: Proceedings of the 8th International Conference on Communities & Technologies. Abrufbar unter: Link
Pielsticker, F., Witzke, I., Euteneuer, N., Schmidt, M. (2017). 3D-Printing in Mathematics Education. A closer look at two case studies. In: Proceedings of the 8th International Conference on Communities & Technologies. Abrufbar unter: Link
Witzke, I. & Heitzer, J. (Hrsg.)(2019). 3D-Druck. In: Mathematik Lehren. unter: Link
Witzke, I., Heitzer, J. (2019). 3D-Druck: Chance für den Mathematikunterricht? In: Mathematik Lehren, 217 (S. 2-9).
Witzke, I., Hoffart, E. (2018). 3D-Drucker: Eine Idee für den Mathematikunterricht? Mathematikdidaktische Perspektiven auf ein neues Medium für den Unterricht. In: Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (S. 2015-2018). Abrufbar unter: Link
Witzke, I., Hoffart, E. (2018). Der Einsatz digitaler Fabrikationstechnologie am Beispiel des 3D-Drucks für den Mathematikunterricht - Grundlegungen und Einsatzmöglichkeiten. In: Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (S.129-130). Abrufbar unter: Link
Witzke, I., Dilling, F. (2018). Vorschläge zum Einsatz der 3D-Druck-Technologie für den Analysisunterricht - Funktionen zum "Anfassen". In: Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (S.2011-2014). Abrufbar unter: Link

Medienbeiträge

Wie können Lehrer effektiv und mit Freude Mathe vermitteln? Und was brauchen Schüler eigentlich?

Ein WDR5 Interview dazu mit Prof. Dr. Ingo Witzke:

Link

(ab min 12:09)

 

Presseartikel

Westfalenpost (25.08.2020): MINT-Projekt der Uni Siegen: Was Mathe und Olpe verbindet. Abrufbar unter: Link
Siegener Zeitung (25.08.2020): Ohne Umweg zurück zum Spaß an Mathe. Abrufbar unter: Link
Sauerlandkurier (08/2020): Raus aus dem Elfenbeinturm. Abrufbar unter: Link
Lokalplus (24.08.2020): MINT-Projekt um "bc: Olpe" soll wieder für mehr Mathe-Begeisterung sorgen. Abrufbar unter: Link
Siegener Zeitung (10.2.2019): Vereinbarung "ein Gewinn". Digitale Transformation: Stadt Olpe und Kreis kooperieren mit Universität Siegen. Abrufbar unter: Link
Westfalenpost (10.07.2019): Uni Siegen macht Mathe-Stunden in 15 Schulen digital. Abrufbar unter: Link
Lokal-Plus-NRW (23.07.2019): Wie aus Plastik-Bruchstücken Mathematik wird. Olper Sekundarschüler testen 3D-Drucker für Mathe-Unterricht. Abrufbar unter: Link
Sauerlandkurier (16.06.2019): Mit besonderen Schwerpunkten. Sekundarschule Olpe als „MINT-Schule NRW“ ausgezeichnet. Abrufbar unter: Link
Westfalenpost (14.06.2019): Mathe mit Tablets und 3D-Druckern interessanter machen. Abrufbar unter: Link
Siegen-Wittgenstein in Südwestfalen (13.06.2019): Mit digitalen Medien für den Matheunterricht begeistern: Landrat übergibt ersten REGIONALE-Stern an "DigiMath4Edu". Abrufbar unter: Link
Kölner Stadt-Anzeiger (5.9.2018): Aus Zahlen wird ein echter Würfel. Abrufbar unter: Link
Lokal-Plus-NRW (26.1.2018): Mathematik zum Anfassen – Unterricht mit 3-D-Drucker. Abrufbar unter: Link
Lokal-Plus-NRW (13.7.2018): Mathe zum Anfassen an der Sekundarschule Olpe. Abrufbar unter: Link
Neue Deutsche Schule (4.2018): Sekundarschule Olpe kooperiert mit Uni Siegen. Mathematik zum Anfassen. Abrufbar unter: Link
ZFH (30.01.2019): Der Einsatz des 3D-Drucks im Mathematikunterricht. Abrufbar unter: Link

Links

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Kontakt

https://www.uni-siegen.de/fb6/didaktik/personen/frederik-dilling/?lang=de

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