Offene Modellierungsaufgaben in einem selbständigkeitsorientierten Mathematikunterricht (OModA)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Katrin Rakoczy; Professor Dr. Stanislaw Schukajlow-Wasjutinski
• Fachliche Zuordnung: Allgemeines und fachbezogenes Lehren und Lernen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 438901366

Offene Problemstellungen, die mehrere Lösungen zulassen, sind schon lange wichtige Bestandteile des Fachunterrichts in Mathematik und Naturwissenschaften. Diesen Problemstellungen werden lernförderliche Eigenschaften zugeschrieben. Eine wichtige Art von offenen Aufgaben bezieht sich auf die realitätsbezogenen Problemstellungen, die mithilfe mathematischer Modellierungen bearbeitet werden (Modellierungsaufgaben) und nicht alle für die Lösung notwendigen numerischen Angaben enthalten. In diesen Aufgaben ist der Anfangszustand des Problems offen. Die Bearbeitung von offenen Modellierungsaufgaben im Schulunterricht soll Lernende darauf vorbereiten, ihr mathematisches Wissen im Alltag und im Beruf zu verwenden. Im Anschluss an Forschungen zum mathematischen Modellieren, zu offenen Aufgaben und selbständigkeitsorientierten Lehr-Lern-Formen wird im OModA-Projekt untersucht, welche Effekte (1) eine auf die Anforderungen der offenen Aufgaben zugeschnittene Instruktion und (2) der Unterricht mit offenen Modellierungsaufgaben auf kognitive und motivationale Faktoren hat. In der experimentellen Instruktionsstudie werden die Effekte der Instruktion zur Identifikation von fehlenden Informationen und die Wirkungen der Festlegung dieser Informationen untersucht. Anschließend werden in einer quasi-experimentellen Unterrichtsstudie der Unterricht mit offenen Modellierungsaufgaben und der Unterricht mit geschlossenen realitätsbezogenen Aufgaben im Feld kontrastiert. Das Projekt ist in kognitiven und motivationalen Theorien und Konzeptionen verankert und soll neue Erkenntnisse über die Bedeutsamkeit der Offenheit von Modellierungsaufgaben im selbständigkeitsorientierten Unterricht für die kognitive und motivationale Entwicklung von Schülerinnen und Schüler bringen. Ein weiteres Ziel des Projekts ist, Wirkmechanismen der Behandlung von offenen Aufgaben im selbständigkeitsorientierten Unterricht zu untersuchen und Faktoren zu identifizieren, die die Effektivität des Unterrichts mit offenen Modellierungsaufgaben beeinflussen. Während der vorliegende Antrag auf die Offenheit des Anfangszustandes beim Modellieren fokussiert, ist im Fortsetzungsantrag geplant, die Offenheit des Endzustandes beim Modellieren zu erforschen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Werner Blum