Wirkungen und Wirkbedingungen von Zeichenunterstützung beim mathematischen Modellieren

• Antragstellerin: Dr. Johanna Schönherr
• Fachliche Zuordnung: Allgemeines und fachbezogenes Lehren und Lernen
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 516325676

Das Zeichnen einer situativen oder mathematischen Skizze kann helfen, kognitiv herausfordernde realitätsbezogene Textaufgaben (Modellierungsaufgaben) zu lösen. Jedoch zeigten sich empirisch keine positiven Effekte der Aufforderung zum Zeichnen einer Skizze auf die Modellierungsleistungen. Eine Erklärung basierend auf dem Generative Drawing Principle ist, dass die externe kognitive Belastung durch den Zeichenprozess minimiert werden muss (z. B. durch Zeichenunterstützung), damit ausreichende kognitive Kapazitäten für die effektive Informationsverarbeitung zur Verfügung stehen. Eine Maßnahme der Zeichenunterstützung ist, dass die Lernenden die Skizze nicht frei, sondern durch das Arrangieren vorgegebener Objekte auf einer Hintergrundvorlage konstruieren. Das Ziel der geplanten Studie ist, die Wirkungen, Wirkmechanismen und Wirkbedingungen von situativen und mathematischer Zeichenunterstützung beim Modellieren zu untersuchen. Die experimentelle Studie folgt einem Drei-Gruppen-Design. Zunächst bearbeiten die 180 Lernenden einen Test zu inhaltsspezifischen mathematischen Fähigkeiten und zum strategischen Wissen zu Skizzen sowie einen Fragebogen zur strategiebezogenen Motivation. Im Anschluss bearbeiten sie nach randomisierter Zuteilung mathematische Modellierungsaufgaben mit Unterstützung beim Zeichnen einer situativen bzw. mathematischen Skizze oder ohne Zeichenunterstützung (Kontrollgruppe). Die Auswertung erfolgt durch die Analyse eines Mehrebenen-Mediationsmodells. Es werden ein wissenschaftlicher Erkenntnisgewinn für die mathematikdidaktische und pädagogisch-psychologische Forschung sowie ein unterrichtspraktischer Nutzen erwartet.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Richard E. Mayer