Forschungsschwerpunkt: Arithmetik

Projektdetails

Hochschule
Private Pädagogische Hochschule Augustinum
Sprache
Projektleitung gesamt
Hubner, David; BEd MEd Prof.
Projektleitung intern
Interne Projektmitarbeiter/innen
Grasser, Ursula; BEd MEd Prof.
Externe Projektmitarbeiter/innen
Kooperationspartner
Laufzeit
2025 – 2029
Beschreibung
Ziel des Projekts ist die Unterstützung des Übergangs vom enaktiven zum rein mentalen Bündeln im erweiterten Zahlenraum. Während das Stellenwertmaterial im Zahlenraum bis 1000 eine zentrale Rolle für das handelnde Erfahren von Bündelungsprozessen spielt, benötigen viele Lernende für größere Zahlen keine reale Materialrepräsentation mehr, sondern vielmehr eine ikonisch gestützte Brücke zwischen Handlung und mentalem Denken.
Das Projekt entwickelt daher kein Material zur Darstellung oder enaktiven Erarbeitung des Zahlenraums bis zur Million, sondern ein ikonisch unterstütztes Vermittlungsformat, das Lernenden ermöglicht, die über den Tausender hinausgehenden Bündelungsschritte (z. B. von Tausendern zu Zehntausendern, zu Hunderttausendern usw.) zunächst bildhaft nachvollziehen zu können, bevor sie diese vollständig mental durchführen.
Ausgangspunkt ist die in der Fachdidaktik diskutierte Problematik „überdimensionierten Stellenwertmaterials“: Reale Darstellungen großer Zahlenräume können zu Fehlvorstellungen führen, da die physischen Mengen weder proportional, noch schulpraktisch sinnvoll abbildbar sind. Das vorliegende Projekt greift diese Argumentation explizit auf, grenzt sich davon ab und verfolgt einen alternativen Ansatz: Das ikonische Material dient nicht der Darstellung großer Zahlen, sondern allein der Strukturierung und Internalisierung des Bündelns als zentralem Teil des Stellenwertverständnisses.
Im Rahmen des Projekts werden ikonische Darstellungen für höhere Bündelungsebenen entwickelt, im Unterricht erprobt und hinsichtlich ihrer wahrgenommenen Unterstützungsfunktionen auf das Verständnis von Bündelungs- und Stellenwertstrukturen aus Sicht von Lehrpersonen empirisch untersucht. Ziel ist es, Lernenden den kognitiven Übergang vom handelnden zum abstrakten Zahlendenken zu erleichtern und ein tragfähiges, flexibel einsetzbares Stellenwertverständnis zu fördern.
Die Evaluation kombiniert offene Fragebögen (je einer in Paper-Pencil und einer im Online-Format) mit Gruppendiskussionen im Rahmen von Fortbildungen. Auf Grundlage der ersten Evaluierungsergebnisse wird das didaktische Material weiterentwickelt und weitere Begleitmaterialien werden neu erstellt.
Nach einer Erprobungsphase werden auch diese Materialien mithilfe eines Fragebogens und Gruppendiskussionen aus Lehrer*innensicht evaluiert.
Beschreibung (engl.)
The aim of the project is to support the transition from enactive to fully mental bundling in the extended number range. While place-value materials up to 1,000 play a central role in enabling learners to experience bundling processes through concrete action, many learners no longer require real material representations for larger numbers. Instead, they benefit from an iconically supported bridge between action and mental reasoning.
The project therefore does not develop material for representing or enactively exploring the number range up to one million. Rather, it develops an iconically supported instructional format that allows learners to visualize the bundling steps beyond the thousands level (e.g., from thousands to ten thousands, to hundred thousands, etc.) before performing these steps fully mentally.
The point of departure is the didactic critique of “oversized place-value materials”: Real representations of large number ranges can lead to misconceptions, as such quantities are neither proportionally representable nor practically usable in classroom settings. This project explicitly acknowledges this argument, clearly distances itself from such practices, and pursues an alternative approach: The iconic material is not used to depict large numbers but to support the structuring and internalization of bundling as a key component of place-value understanding.
Within the project, iconic representations for higher-level bundling steps will be developed, implemented in classroom practice, and empirically examined with regard to their effectiveness in supporting learners’ understanding of bundling and place-value structures. The goal is to facilitate the cognitive shift from concrete action to abstract numerical thinking and to foster a robust and flexible understanding of place value.
The evaluation combines open questionnaires (one paper–pencil version and one online version) with group discussions conducted within professional development settings. Based on the initial evaluation results, the didactic material will be further refined, and additional accompanying materials will be created. After a trial phase, these materials will also be evaluated from teachers’ perspectives using questionnaires and group discussions.
URL
Bericht

Projektdetails

Hochschule
Pädagogische Hochschule Steiermark
Sprache
Projektleitung gesamt
Graß, Karl-Heinz; HS-Prof. Mag. Dr. / 6100 Institut für Elementar- und Primarpädagogik
Projektleitung intern
Graß, Karl-Heinz; HS-Prof. Mag. Dr.
Interne Projektmitarbeiter/innen
Kelz, Jakob; Mag. PhD. / 6100 Institut für Elementar- und Primarpädagogik
Longhino, Daniela; MEd Prof. / 6100 Institut für Elementar- und Primarpädagogik
Externe Projektmitarbeiter/innen
Schütky, Robert; Prof. Mag. Dr. / Private Pädagogische Hochschule Augustinum
Kooperationspartner
Praxisvolksschule der PH Steiermark
Private Pädagogische Hochschule Augustinum
Laufzeit
2020 – 2026
Beschreibung
Das Professionswissen von Lehrkräften der Mathematik ist seit einigen Jahren im Fokus mehrerer nationaler und internationaler Studien. Allen gemein ist, dass sie fachbezogenes Wissen als einen zentralen Aspekt professioneller Lehrerkompetenz beschreiben. Die hohe Relevanz des fachbezogenen Wissens der Lehrperson für die Mathematikleistungen der unterrichteten Schülerinnen und Schüler wurde in COACTIV auch empirisch belegt. Prediger betont, dass es an der Hochschule nicht nur um das Erlernen der später zu vermittelnden Stoffe gehen soll, sondern das Ziel der mathematischen Fachausbildung die „Mathematische Fundierung didaktischen Handelns“ einschließt. Dieser in einer Diskussion um die Gymnasiallehrerausbildung formulierte Anspruch lässt sich unserer Meinung nach direkt auf angehende Grundschullehrpersonen übertragen. Sie setzen sich zwar mit vermeintlich einfacherem Stoff auseinander, vermitteln aber in den ersten Schuljahren essenzielle mathematische Grundlagen, auf denen die gesamte weitere Schullaufbahn der Lernenden fußt. Dass angehende Grundschullehrpersonen, in Leistungstests signifikant schlechter abschneiden als angehende Lehrpersonen anderer Schulformen – auch in „grundschulrelevanten“ Inhaltsbereichen, zeigt auch empirisch, dass diese Art von Mathematik eben nicht „jeder kann“ und dass im Bereich der Grundschullehrerbildung noch einiges verbessert werden kann und sollte.
Neben fachspezifischem Wissen werden in der fachdidaktischen Forschung zunehmend auch nicht-kognitive Merkmale der Lernenden als bedeutungshaltige Voraussetzungen für Lernerfolg in Mathematik fokussiert. Unter nicht-kognitiven Merkmalen versteht man beispielsweise Interesse, Selbstkonzept, motivationale Orientierungen, Erwartungen und Werte sowie Einstellungen und Vorstellungen zum Lerngegenstand. Insbesondere für (angehende) Lehrerinnen und Lehrer ist eine positive Einstellung zum Fach, das sie später unterrichten werden von großer Bedeutung. „Weil Einstellungen in Lernprozessen erworben werden, in die die (sozialen) Umweltbedingungen wesentlich eingehen, kann man auch die These aufstellen, dass die Einstellungen der Lehrer, die Einstellungen der Schülerinnen und Schüler maßgeblich beeinflussen – zum einen in der direkten Kommunikation im Mathema-tikunterricht, zum anderen indirekt über die konkrete Ausgestaltung (Stoff- und Methodenauswahl, Beurtei-lungssystem) des Mathematikunterrichts“. Sehr treffend beschreibt diesen Zusammenhang auch Artmann in seinem Leserbrief „Zum Bild der Mathematik in der Öffentlichkeit“. Er konstatiert, „[…], dass das Bild der Mathematik für weiteste Kreise in der Schule geprägt wird. […] Die Mathematiklehrer sind ausschlaggebend für das Bild der Mathematik in der Öffentlichkeit.“
In Anbetracht dieser Überlegungen, wollen wir mit diesem Projekt, einerseits die Einflüsse nicht-kognitiver Merkmale auf das Lernverhalten angehender Grundschullehrerinnen und Grundschullehrer und auf die fachbezogene Leistung selbiger analysieren und andererseits die Entwicklung der nicht-kognitiven Merkmale, des Lernverhaltens sowie der fachbezogenen Leistung während des Bachelorstudiums des Lehramts Primarstufe untersuchen. Um durch das Projekt die Wirksamkeit von einstellungs- und interessensfördernden Maßnahmen zu analysieren, wird ein Tutorensystem als Hilfestellung in den Lehrbetrieb implementiert und auf seine Wirksamkeit hin untersucht.
Für die konkrete Umsetzung dieser Ziele werden zu insgesamt fünf Messzeitpunkten neben den mathematischen Leistungswerten (Arithmetik) nicht-kognitive Merkmale erhoben, die die Einstellungen der Studierenden zur Mathematik (beispielsweise zum mathematischen Weltbild, zum Interesse am Fach Mathematik, zum mathematischen Selbstkonzept) sowie auf genutzte Lernstrategien liefern. Durch ein Zweikohortendesign werden zudem die Wirkungen des Tutorensystems durch einen Vergleich der beiden Kohorten analysiert.
Beschreibung (engl.)
Projektmitarbeiter*innen gesamt:

Graß Karl-Heinz,

Kelz Jakob,

Longhino Daniela,

Imp Christina (bis SoSe 24),

Krammer Georg (bis SoSe 24),

Stöckl Claudia (bis SoSe 24),

Gruber Christoph (bis SoSe 24)

Jana Sitte (PVS, Kooperationspartnerin)

URL
Bericht