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
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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
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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
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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.
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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
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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. A
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*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. A
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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. A
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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. A
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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. A
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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.
A
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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.
A
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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.
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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. A
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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. A
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Dilling, F. (2019). Der Einsatz der
3D-Druck-Technologie im Mathematikunterricht. Theoretische
Grundlagen und exemplarische Anwendungen für die Analysis.
Wiesbaden: Springer.
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Dilling, F. (2019). Ebenen und Geraden zum Anfassen –
Lineare Algebra mit dem 3D-Drucker. Beiträge zum
Mathematikunterricht 2019, 177-180. A
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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.
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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). A
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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). A
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Pielsticker, F.
(Hrsg.)(2019). Spiel mit selbstgedruckten Würfeln.
MatheWelt, 217.
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Pielsticker, F. (2018). „3D-Druck konsequent“ – Ein
erweiterter Zugang zur Algebra im Mathematikunterricht
einer 8. Klasse. In: Beiträge zum Mathematikunterricht 2018
(S. 1395-1398). A
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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. A
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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.
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Witzke, I. & Heitzer, J. (Hrsg.)(2019).
3D-Druck. In: Mathematik Lehren.
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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).
A
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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). A
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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). A
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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. A
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Siegener Zeitung (25.08.2020): Ohne Umweg zurück zum Spaß
an Mathe. A
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Sauerlandkurier (08/2020): Raus aus dem Elfenbeinturm.
A
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Lokalplus (24.08.2020): MINT-Projekt um "bc: Olpe" soll
wieder für mehr Mathe-Begeisterung sorgen. A
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unter: Link
Siegener Zeitung (10.2.2019): Vereinbarung "ein Gewinn".
Digitale Transformation: Stadt Olpe und Kreis kooperieren
mit Universität Siegen. A
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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. A
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unter: Link
Lokal-Plus-NRW (26.1.2018): Mathematik zum Anfassen –
Unterricht mit 3-D-Drucker. A
brufbar
unter: Link
Lokal-Plus-NRW (13.7.2018): Mathe zum Anfassen an der
Sekundarschule Olpe. A
brufbar
unter: Link
Neue Deutsche Schule (4.2018): Sekundarschule Olpe
kooperiert mit Uni Siegen. Mathematik zum Anfassen.
A
brufbar
unter: Link
ZFH (30.01.2019): Der Einsatz des 3D-Drucks im
Mathematikunterricht. A
brufbar unter:
Link
Links
Kontakt
https://www.uni-siegen.de/fb6/didaktik/personen/frederik-dilling/?lang=de
https://www.uni-siegen.de/fb6/didaktik/personen/felicitas-pielsticker/?lang=de
https://www.uni-siegen.de/fb6/didaktik/personen/melanie-platz/?lang=de
https://www.uni-siegen.de/fb6/didaktik/personen/ingo-witzke/?lang=de