Digitale Lehrkräftebildung Mathematik (eBook)

Forschungsbasierte Entwicklung und Evaluation von Lehrkonzepten im Kontext des Projekts DigiMal.nrw

Florian Schacht, Petra Scherer (Herausgeber)

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2025 | 1. Auflage
226 Seiten
Springer Spektrum (Verlag)
978-3-662-69804-4 (ISBN)

Infos

Dieser Sammelband lotet die Möglichkeiten und Grenzen digital gestützter Maßnahmen für das Lehramtsstudium Mathematik – insbesondere im Primarbereich und in den Studiengängen des Lehramts Sonderpädagogik – aus. Ziel der entwicklungs- und forschungsbezogenen Beiträge ist es, die Gestaltung und Weiterentwicklung des Lehramtsstudiums mit digitalen Formaten voranzutreiben, deren vielfältige Potentiale aufzuzeigen und somit für Studierende die Zugänge zum Fach und zur Didaktik der Mathematik wirksam zu erweitern.

Behandelt werden insbesondere folgende Fragen:

• Welche Potentiale und Grenzen bieten digital gestützte Lehr-Lern-Materialien im Lehramtsstudium Mathematik?


• Welche Konsequenzen ergeben sich aus dem Einsatz für die (Um-)Gestaltung entsprechender Lehrveranstaltungen?


• Welche empirischen Erkenntnisse lassen sich aus dem praktischen Einsatz ableiten?

Die Beiträge beziehen sich sowohl auf fachbezogene Inhalte des Studiums (z. B. Geometrie, Arithmetik, Kombinatorik) als auch unterrichtspraktische Ausbildungsanteile zu fachdidaktischen Querschnittsthemen (z. B. Sprachbildung, Heterogenität), die mit digital gestützten Lehr-Lernmaterialien im Lehramtsstudium adressiert werden. Die Darstellungen orientieren sich an entwickelten Materialien, die in unterschiedlichen Lehrveranstaltungen der ersten Phase der Lehramtsausbildung (universitätsübergreifend) eingesetzt, evaluiert und ggf. überarbeitet wurden. Auf diese Weise entstehen sowohl fundierte Konzepte als auch theoriegeleitete und empirisch gestützte Beispiele für die Lehramtsausbildung. Chancen der Nutzung digitaler Formate – sowohl in der Distanz- als auch in der Präsenzlehre – können damit besser verstanden und praktisch weiterentwickelt werden.

Inhalt

Inhaltsverzeichnis 6
1 Einführung 8
1.1Digitale Lehrkräftebildung Mathematik – eine Einordnung 9
1.2Überblick über den Band 13
Literatur 14
2 Welche Materialien und Ressourcen nutzen Lehramtsstudierende der Mathematik? 15
2.1Einleitung 15
2.2Theoretischer Hintergrund 17
2.2.1Materialien und Ressourcen in einem mathematikhaltigen Studium 17
2.2.2Erkenntnisse bzgl. der Material- und Ressourcennutzung von Studierenden 17
2.2.3Erkenntnisse bzgl. verschiedener Nutzungsgruppen 18
2.3Forschungsfragen 20
2.4Die hier beforschte Lehrveranstaltung 21
2.5Empirische Beforschung 22
2.5.1Forschungsinstrumente 22
2.5.2Datenauswertung 23
2.6Ergebnisse 24
2.6.1Die bewertete Nützlichkeit der Materialien und Ressourcen 24
2.6.2Die Identifikation von Gruppen auf Basis der Nützlichkeitsbewertungen 25
2.6.3Charakterisierung der Gruppen 26
2.7Zusammenfassung und Fazit 28
Literatur 31
3 Das Beweisen arithmetischer Zusammenhänge digital unterstützen 33
3.1Einleitung 33
3.2Theoretischer Hintergrund 34
3.2.1Beweise und Beweisen 34
3.2.2Schwierigkeiten, Herausforderungen und Förderansätze 37
3.2.3Potenziale digitaler Medien 38
3.3Digitale Unterstützungsmöglichkeiten 40
3.3.1Digitale Unterstützungsmöglichkeit „Erklärvideos entwickeln“ 40
3.3.1.1 Ziele und Inhalte 40
3.3.1.2 Entwicklungsprozess 41
3.3.1.3 Die Struktur der Unterstützungsmaßnahme 42
3.3.2Digitale Unterstützungsmöglichkeit „Digitale Selbstchecks“ 48
3.3.2.1 Ziele und Inhalte 48
3.3.2.2 Entwicklungsprozess 48
3.3.2.3 Die Struktur der Unterstützungsmaßnahme 49
3.4Evaluation und Ausblick 56
3.4.1Ergebnisse der Evaluation zu dem selbst eingeschätzten Lernzuwachs 58
3.4.2Ergebnisse der Evaluation der Gestaltungselemente 60
3.5Zusammenfassung und Ausblick 64
Literatur 64
4 Vorlesungen digital gestalten 69
4.1Digitale Medien an der Hochschule 69
4.2Darstellungsvernetzung und kognitive Aktivierung beim Einsatz digitaler Medien 71
4.3Die Veranstaltung Elementare Geometrie 73
4.4Die Vorlesung als interaktives Buch 76
4.4.1Interaktive Bücher im Rahmen der Vorlesung Elementare Geometrie 76
4.4.2Beschreibung einer Buchseite zum Scheitelwinkelsatz 79
4.5Evaluationen im Rahmen der Veranstaltung 86
4.6Fazit 92
Literatur 93
5 Schnupperkurs zur elementaren Kombinatorik 95
5.1Die Veranstaltung ‚Elementare Kombinatorik‘ als Einstieg in das Grundschullehramtsstudium Mathematik 96
5.2Digitale Medien in der Veranstaltung ‚Elementare Kombinatorik‘ 98
5.3Der digitale Schnupperkurs 99
5.3.1Zum fachlichen Hintergrund 101
5.3.2Aufbau des interaktiven Buches ‚Kreuzprodukt kennenlernen‘ 102
5.3.3Erste empirische Erkenntnisse zum Einsatz verschiedener Content-Types – der Fall Mia 105
5.4Evaluation des Schnupperkurses 115
5.5Fazit 119
Literatur 120
6 Digital gestützte Lehr-Lernmaterialien zum Themenfeld Mathematische Potenziale im inklusiven Mathematikunterricht und ihr Einsatz in der Lehrkräfteausbildung 123
6.1Einleitung 123
6.2Inklusion und digitale Medien in der Lehrkräfteausbildung 125
6.2.1Kompetenzerwerb zum Thema Inklusion in der Lehrkräfteausbildung 126
6.2.2Die Rolle digitaler Medien beim Kompetenzerwerb in der Lehrkräfteausbildung 128
6.3Konzeption digital gestützter Lehr-Lernmaterialien zum Themenfeld Mathematische Potenziale im inklusiven Mathematikunterricht 130
6.3.1Das Themenfeld Mathematische Potenziale im inklusiven Mathematikunterricht 130
6.3.1.1 Erkennen mathematischer Potenziale 131
6.3.1.2 Förderung mathematischer Potenziale 135
6.3.2Struktur und Konzeption der modularisierten, digital gestützten Lehr-Lernmaterialien 139
6.4Erfahrungen mit dem Einsatz der Materialien 144
6.4.1Inhalte und Gestaltung der Videos 145
6.4.2Inhalte und Gestaltung der Aktivitäten 145
6.4.3Nutzungs- und Erkenntnismöglichkeiten 146
6.5Fazit & Ausblick
Literatur 150
7 Qualitätskriterien für mathematikbezogene Erklärvideos – beispielhaft aufgezeigt am Thema Schwierigkeiten beim Rechnenlernen 154
7.1Schwierigkeiten beim Rechnenlernen 155
7.1.1Tragfähiges Zahlverständnis 155
7.1.2Tragfähiges Operationsverständnis 156
7.1.3Tragfähiges Stellenwertverständnis 157
7.1.4Nicht zählendes Rechnen 157
7.1.5Risikofaktoren 158
7.2Erklärvideos 159
7.2.1Begriffliches 159
7.2.2Einsatzszenarien im Hochschulkontext 160
7.2.3Chancen und Grenzen des Einsatzes im Hochschulkontext 160
7.3Qualitätskriterien von Erklärvideos 161
7.3.1Inhaltsbezogene Kriterien 162
7.3.2Strukturbezogene Kriterien 162
7.3.3Gestaltungsbezogene Kriterien 163
7.3.4Technikbezogene Kriterien 163
7.3.5Kriterienkatalog 164
7.4Digitales Lernangebot zum Thema Schwierigkeiten beim Rechnenlernen 164
7.4.1Erklärvideos zum Themenschwerpunkt 165
7.4.2Erklärvideo zum tragfähigen Zahlverständnis 166
7.5Design der Untersuchung 168
7.5.1Rahmenbedingungen 169
7.5.2Datenerhebung 169
7.5.3Datenauswertung und Ergebnisse 169
7.6Zusammenfassung 172
Literatur 174
8 Inklusiver Mathematikunterricht 177
8.1Einführung 177
8.2Konzeptionelle Grundlagen des Moduls „Inklusiver Mathematikunterricht“ 178
8.2.1(Inklusions)didaktische Konzepte am fachlichen Gegenstand 178
8.2.2Charakter der Produkte 180
8.3Einblick in die Produkte – am Beispiel der natürlichen Differenzierung 180
8.4Implementierung in Lehrveranstaltungen 183
8.4.1Schwerpunkt Differenzierung im Kontext der Veranstaltung „Didaktik der Arithmetik in Frühförderung und Anfangsunterricht“ (Universität Paderborn) 184
8.4.2Seminar „Vielfalt im Mathematikunterricht“ (Universität Paderborn) 186
8.5Qualitätssicherung 187
8.6Transfer 189
8.7Perspektiven 191
Literatur 192
9 Digitale Lernumgebungen in Kombination von Input und Aktivitäten: Bausteine zum sprachbildenden Mathematikunterricht für verschiedene Didaktik-Veranstaltungen 194
9.1Spezifizierung des Lerngegenstands: Was sollten Lehramtsstudierende zum sprachbildenden Mathematikunterricht lernen? 195
9.2Designprinzipien zur Gestaltung digitaler Lernumgebungen für Lehramtsstudierende 197
9.2.1Fachdidaktische Fokussierung auf Verstehensorientierung 197
9.2.2Thematisieren typischer Anforderungssituationen durch Fallbezug 197
9.2.3Fokussierte kognitive Aktivierung digital anregen und unterstützen 199
9.3Einblick in Bausteine zur Sprachbildung für Didaktik-Veranstaltungen im Mathematik-Sekundarstufen-Lehramt 200
9.3.1Überblick über Bausteine der Sekundarstufe 200
9.3.2Aufbau und Inhalt der drei parallelen Lernumgebungen für die synchrone oder asynchrone Tandemarbeit 201
9.3.3Exemplarische Einblicke in Lernprozesse von Studierenden 205
9.3.4Mediale Realisierung, Erhältlichkeit und Einbindungsmöglichkeiten in verschiedenen Didaktik-Lehrveranstaltungen 207
9.4Einblick in Bausteine zur Sprachbildung für Didaktik-Veranstaltungen im Mathematik-Primarstufen-Lehramt 208
9.4.1Überblick über Bausteine der Primarstufe 208
9.4.2Aufbau und Inhalt des exemplarischen Bausteins 209
9.4.3Exemplarische Einblicke in Lernprozesse von Studierenden 212
9.5Diskussion 215
Literatur 215
10 OER nutzen – nicht nur produzieren. Potenziale und Grenzen einer communityinternen und hochschulübergreifenden Zusammenarbeit 218
10.1Vom Suchen und Produzieren von OER 218
10.2Synopse 220
10.3Einordnung – lessons learnt 223
Literatur 225

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 27.1.2025
• Reihe/Serie: Konzepte und Studien zur Hochschuldidaktik und Lehrerbildung Mathematik
• Zusatzinfo: VI, 223 S. 96 Abb., 72 Abb. in Farbe.
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Mathematik ► Allgemeines / Lexika
• Themenwelt: Sozialwissenschaften ► Pädagogik
• Schlagworte: Digitale Formate in der Lehramtsausbildung Mathematik • Digitale Lehr-Lern-Materialien in der Hochschullehre • Digitalisierung im Lehramtsstudium Mathematik • Entwicklung und Forschung zu digitalen Chancen und Grenzen • Materialien für digitale Lehramtsausbildung Mathematik
• ISBN-10: 3-662-69804-8 / 3662698048
• ISBN-13: 978-3-662-69804-4 / 9783662698044