Minisymposien

Gilbert Greefrath, Hans-Stefan Siller und Katrin Vorhölter

Mathematisches Modellieren wird national wie international als bedeutend für den Mathematikunterricht der Sekundarstufen gesehen, auch mit dem Fokus auf allgemeinbildenden Unterricht. Insbesondere im deutschsprachigen Raum wurden in den letzten Jahrzehnten wichtige Beiträge zum Lehren und Lernen mathematischen Modellierens geleistet.

Aktuelle Forschung zum mathematischen Modellieren in den Sekundarstufen fokussiert unterschiedliche Bereiche: neben Studien zu Modellierungsprozessen von Lernenden werden unterschiedliche Unterstützungsmaßnahmen zum Lehren und Lernen mathematischen Modellierens sowie interdisziplinäre und fächerverknüpfende Lehr- und Lernsettings entwickelt und mit Hilfe unterschiedlicher Methoden beforscht. Hierbei wird neben kognitiven auch zunehmend affektiven Merkmalen Aufmerksamkeit gewidmet.

Das Minisymposium zur aktuellen Forschung zum mathematischen Modellieren in den Sekundarstufen gibt einen Überblick über verschiedene Forschungsaktivitäten und -projekte. Thematische Schwerpunkte sind u. a.:

• Modellierungsprozesse von Lernenden und Lehrenden
• Unterstützungsmaßnahmen für (angehende) Lehrkräfte beim Lehren mathematischen Modellierens sowie beim Modellieren lehren lernen
• mathematische Modellierung als Beitrag zur Allgemeinbildung
• mathematisches Modellieren als Anker in komplexen und interdisziplinären Settings

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Solveig Jensen, Hedwig Gasteiger und Charlotte Rechtsteiner

Die Forderung, dass Kinder in der Grundschule zum flexiblen und erfolgreichen Rechnen befähigt werden sollen, ist schon lange Teil der mathematikdidaktischen Debatte, aber wie dieses Ziel erreicht werden kann, ist noch nicht ausreichend geklärt. Das Symposium möchte einen Rahmen bieten, aktuelle Studien zum Zahl- und Operationsverständnis, zur Anwendung von Strategien/ strategischen Werkzeugen und zur Unterstützung erfolgreichen und flexiblen Rechnens im Unterricht zu diskutieren. Relevant für die unterrichtliche Unterstützung beim arithmetischen Lernen ist zum einen das Wissen über Voraussetzungen, die die Kinder mitbringen müssen, um z. B. Strategien/ strategische Werkzeuge adäquat einsetzen zu können oder Rechenoperationen und -methoden zu verstehen. Um im Unterricht am Denken der Kinder ansetzen zu können, ist außerdem von Bedeutung, welches Vorwissen die Kinder zu verschiedenen Zeitpunkten besitzen, an denen z. B. die unterrichtliche Thematisierung der entsprechenden arithmetischen Inhalte vorgesehen ist. Auch die Abwägung verschiedener Inhalte und Zugänge zu arithmetischen Inhalten, das Wissen über mögliche Hürden von Kindern im Lernprozess sowie Diagnose- und Fördermaßnahmen für Kinder mit Lernschwierigkeiten ist notwendig für eine adäquate Unterstützung. Dadurch ergeben sich für das Symposium mit individuellen Voraussetzungen, Lernpro-zessen beim Erwerb von Zahlverständnis oder beim Erlernen der Grundrechen-arten und Unterstützungsmöglichkeiten für erfolgreiches Rechnen verschiedene Schwerpunkte und Perspektiven auf das arithmetische Lernen in der Grundschule.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Sebastian Bauer, Stephan Berendonk und Marc Sauerwein

Die klassische Stoffdidaktik hat Rekonstruktionen von Mathematik hervor-gebracht, in denen die Beziehungen verschiedener mathematischer Inhalte entfaltet werden und die unter anderem folgende drei interdependente Aspekte von Mathematik zum Gegenstand haben: mathematische Tätigkeiten, mathematische Begriffsentwicklungen und mathematische Repräsentationen. So gibt es stoffdidaktische Arbeiten, in denen Vorgehensweisen und Strategien beim mathematischen Entdecken und Problemlösen thematisiert werden, Arbeiten, in denen unterschiedliche Begriffsbildungen eines mathematischen Gegenstands verglichen werden und Arbeiten, in denen die Verwendung geeigneter Darstellungen im Umgang mit mathematischen Objekten diskutiert wird. Die drei genannten Aspekte bzw. Themen sind in der gegenwärtigen Stoffdidaktik noch stets aktuell. Die Belange und Motivationen, die hinter der Beschäftigung mit diesen Themen stehen, haben sich durch Veränderungen der Unterrichtsrealität und damit einhergehender Herausforderungen jedoch inzwischen verändert bzw. sind vielfältiger geworden. In diesem Minisymposium sollen aktuelle stoffdidaktische Beiträge zu den genannten Themen vorgestellt und ihre jeweilige Bedeutung mit Blick auf aktuelle Herausforderungen diskutiert werden.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Johanna Heitzer, Wilfried Herget und Birte Specht

.. und vice versa: Das ist die Überzeugung hinter diesem Minisymposium. Ziel 4 der UNESCO-Agenda 2030 stellt den Bildungssektor als Schlüssel heraus und beinhaltet die Achtung der ökologischen Nachhaltigkeit. Angesichts der unübersehbaren Herausforderungen in Gegenwart und Zukunft, die insbesondere Schülerinnen und Schüler bewegen, ist Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) eine wichtige Aufgabe nicht zuletzt der Schule. Auch die Mathematikdidaktik muss und kann dazu einen Beitrag leisten, und der Mathematikunterricht sollte zu den Räumen der Umsetzung gehören.

Ziel ist es, Lernende dazu zu befähigen, sich verantwortungsvoll, kritisch und konstruktiv diesen besonderen Herausforderungen und fürs Leben so bedeutsamen Unwägbarkeiten zu stellen. Mathematik kann wesentlich dazu beitragen, zukunftsfähiges Denken und Handeln zu ermöglichen – als Wissenschaft und als Unterrichtsfach im Sinne einer wohlverstandenen Allgemeinbildung: Zusammenhänge und Dilemmata erkennen, diskutieren und verstehend einordnen; eigene Hypothesen bilden und Argumentationen prüfen; Prognosen entwickeln, bewerten und interpretieren; Lösungsszenarien entwerfen, simulieren und Konsequenzen ableiten; analytisch und allgemein kritisch denken – auch gegenüber den Grenzen und dem möglichen Missbrauch von Mathematik.

Im Minisymposium sollen Möglichkeiten der Verknüpfung von BNE und mathematischer Bildung diskutiert werden – sowohl im Großen als auch im konkreten Kleinen, sowohl empirisch als auch stoffdidaktisch analysierend, mit Blick auf ökologische, ökonomische und soziale Aspekte. Welche Ansätze für BNE im Mathematikunterricht und in der Lehramtsausbildung sind möglich und bewähren sich? Was wäre wünschenswert und warum? Welche Synergien können zwischen zukunftsorientierter BNE und aktuellem Mathematikunterricht genutzt werden? Welche Erfahrungen und Ergebnisse liegen vor? Welche Forschungsfragen sind wesentlich und welche Weiterentwicklungen am drängendsten?

Wir hoffen, mit einem solchen Minisymposium einen Beitrag zu leisten im Sinne mathematischer (und mathematikdidaktischer) Mündigkeit und erstrebenswerter Transformationen im Bildungsbereich.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Andreas Obersteiner und Martin Abt

Konzeptuelles Lernen verläuft nicht immer kontinuierlich, sondern erfordert mitunter Umbrüche. Die Conceptual Change-Theorie beschäftigt sich mit solchen Umbrüchen. Obwohl die Theorie ihren Ursprung im naturwissenschaftlichen Lernen hat, wird sie seit etwa 20 Jahren auch in der Mathematikdidaktik herangezogen, um mathematische Lernprozesse zu beschreiben (vgl. Vosniadou, S., & Verschaffel, L. (2004). The Conceptual Change Approach to Mathematics Learning and Teaching, Learning and Instruction, 14.). Ein bekanntes Beispiel ist der Übergang zu den rationalen Zahlen, der auch mit „Konzeptwechsel“ oder „Vorstellungsumbruch“ beschrieben wird. Die Conceptual Change-Literatur beschäftigt sich aber auch mit Umbrüchen von Beliefs oder epistemologischen Überzeugungen, wie sie etwa beim Übergang von der Schulmathematik zur Hochschulmathematik notwendig sind. Spezifische Fragen sind derzeit Gegenstand der Diskussion, insbesondere die nach gezielten Unterstützungsmöglichkeiten entsprechender Lernprozesse oder den genauen Ursachen für nicht erfolgreichen Conceptual Change.

Das Minisymposium stellt mathematikdidaktische Studien mit Bezug zur Conceptual Change-Theorie vor und reflektiert dabei über die Eignung dieser kognitiven Theorie für die Fachdidaktik. Es ist offen für Beiträge mit unterschiedlichen Inhaltsbereichen und methodischen Zugängen.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Susanne Podworny, Saskia Schreiter und Daniel Frischemeier

Data Science liegt an der Schnittstelle von Mathematik, Informatik und entsprechenden Anwendungsbereichen. Diese aufstrebende Disziplin erfordert von Lernenden und Lehrenden neue Fähigkeiten, da Daten allgegenwärtig sind und unser tägliches Leben in vielfältiger Weise beeinflussen: in Datenbanken, auf Websites, durch Bilder, Texte, Sensordaten oder GPS-Daten. Ihre Rolle ist in verschiedenen Bereichen unseres Alltags von fundamentaler Bedeutung und so spielen die Modellierung, der Einsatz digitaler Werkzeuge sowie das Argumentieren mit Daten eine noch größere Rolle als bisher. Datengetriebene Anwendungen nutzen immer häufiger Methoden des maschinellen Lernens. Neben einigen curricularen Ansätzen gibt es mehrere aktuelle Themenhefte zum Thema “Data Science Education”, sowohl innerhalb der Stochastikdidaktik (Teaching Statistics, MacGilivray et al., 2022; Statistics Education Research Journal, Biehler et al., 2022) als auch in verwandten Disziplinen (u.a., Journal of the Learning Sciences, Wilkerson & Polman, 2020), die das Interesse an dieser Thematik verdeutlichen.

Eine zentrale Komponente für die effiziente und zielgerichtete Auswertung großer Datenmengen sind Algorithmen. Daher ist es wichtig, Grundideen der Programmierung, Konzepte wie “Algorithm Literacy” und Methoden des maschinellen Lernens in die Curricula aufzunehmen. Obwohl diese bisher im Unterricht nur bedingt Beachtung finden, müssen sie unter den neuen Anforderungen als wesentlicher Lehr- und Lerngegenstand betrachtet werden. Das impliziert sowohl in fachlicher als auch in fachdidaktischer Hinsicht neue Anforderungen an die Aus- und Weiterbildung von Mathematiklehrkräften.

Die Vorträge in diesem Minisymposium bieten konkrete Ideen zur Integration von Data Science in den Schulunterricht, die universitäre Lehre und für die Lehrkräftebildung. Es werden neue Ansätze zur Implementierung von Data Science vorgestellt, und damit verbundene Chancen und Herausforderungen diskutiert.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Corinna Hankeln, Katrin Klingbeil und Daniel Thurm

Formatives Assessment (lernbegleitende Beurteilung von Leistung mit dem Ziel, diagnostische Informationen zu nutzen) gilt als eines der wirksamsten Rahmenkonzepte zur Förderung schulischen Lernens.  Passgenaue, fachdidaktisch fundierte Diagnosen und eine entsprechende Förderung erfordern in der Regel jedoch einen erheblichen Aufwand. Hier bieten digitale Technologien das Potenzial, Lehrende bei der anspruchsvollen und zeitaufwändigen Durchführung formativer Assessments zu unterstützen, indem sie beispielsweise (zeit-)ökonomische Diagnosen, unmittelbare Feedbacks und adaptive Förderungen ermöglichen.  Allerdings ist es eine große Herausforderung, digitale formative Assessments so zu gestalten, dass sie nicht nur oberflächliche Diagnosen, wie z. B. Lösungsquoten, liefern, sondern tatsächlich dabei unterstützen, das Verständnis der Lernenden nachhaltig aufzubauen. Neben Fragen nach geeigneten Diagnoseaufgaben und deren Auswertung gilt es bei der Gestaltung darüber hinaus Überlegungen bezüglich Design und Nutzbarkeit, Implementationsmöglichkeiten sowie Wahrnehmung und Akzeptanz durch Lernende und Lehrende miteinzubeziehen. In diesem Mini-Symposium sollen verschiedene Facetten der Gestaltung und des Einsatzes digitalen formativen Assessments sowohl im Bereich Schule als auch Hochschule genauer beleuchtet werden.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Barbara Ott und Priska Sprenger

Die Begleitung mathematischer Lernprozesse spielt sowohl im Elementar-, Primar- als auch im Sekundarbereich eine zentrale Rolle. Dementsprechend findet sich der Gedanke einer Lernbegleitung in verschiedenen didaktischen Konzeptionen mit unterschiedlichen Begrifflichkeiten, Inhalten und Methoden wieder. Das Minisymposium nimmt dies zum Anlass, um den Begriff einer mathematischen Lernbegleitung zu schärfen und in einen Dialog über verschiedene Verständnisse und Facetten zu kommen. Solche Facetten umfassen beispielsweise das Beobachten mathematischer Kompetenzen von Kindern und Jugendlichen, die Lernbegleitung im inklusiven Unterricht oder auch das Beleuchten unterschiedlicher prozessbezogener Kompetenzen.

Im Minisymposium soll u. a. folgenden Fragen nachgegangen werden:

Welche Aspekte und Facetten stehen bei der Unterstützung des Kompetenzerwerbs bei Kinder und Jugendlichen im Vordergrund? Wie gestaltet sich Lernbegleitung in verschiedenen Lern- und Unterrichtssettings? Bei welchen Elementen der Lernbegleitung gibt es stufenübergreifende Gemeinsamkeiten oder Unterschiede?

Das Minisymposium ist sowohl inhalts- als auch stufenübergreifend angelegt, um die Gemeinsamkeiten und Unterschiede einer Begleitung mathematischer Lernprozesse von Kindern und Jugendlichen zu beleuchten. Es soll ein Forum geboten werden, um ein breites Spektrum an Perspektiven aufzuzeigen und in eine Diskussion über verschiedene Einsichten zu kommen.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Julia Bruns, Miriam Lüken und Stephanie Schuler

Das Minisymposium Frühe mathematische Bildung befasst sich mit den Grundlagen des Mathematiklernens im Elementarbereich. Ziel ist der Austausch und die Diskussion aktueller Forschung zur mathematischen Entwicklung der 0- bis 7-Jährigen und zur Gestaltung des mathematischen Lernens inklusive des theoretischen und methodologischen Rahmens. Wir begrüßen Beiträge, die über Studien aus den Perspektiven der verschiedenen Akteure berichten. Aus Kindperspektive nehmen wir fachdidaktisch-entwicklungspsychologisch orientierte Forschung zur Entwicklung des Wissens und Denkens bezogen auf die mathematischen Inhaltsbereiche sowie die prozessbezogenen Kompetenzen in den Blick. Aus der Perspektive der frühpädagogischen Fachkraft sollen Aus- und Fortbildungskonzepte sowie die Bedeutung professioneller Kompetenzen der frühpädagogischen Fachkräfte im Hinblick auf das Mathematiklernen der Kinder diskutiert werden. Der dritte thematische Schwerpunkt beleuchtet das Zusammenspiel zwischen den unterschiedlichen Akteuren und Sozialisationsinstanzen im Kontext der frühen mathematischen Bildung.

Thematische Schwerpunkte:

• Mathematiklernen in den verschiedenen Bereichen: (Entwicklungs-)Forschung zur Zahlbegriffsentwicklung, zu frühem geometrischen Denken, Musterkompetenzen, Verständnis von Größen und Wahrscheinlichkeit, Kommunikations- und Argumentationskompetenzen beim mathematischen Lernen etc.
• Professionalisierung von frühpädagogischen Fachkräften: Forschung zu Ausbildungs- und Professionalisierungskonzepten, professionelle Kompetenzen von frühpädagogischen Fachpersonen, Effekten von professioneller Kompetenz/ Fortbildungen im Bereich Mathematik etc.
• Interaktionen und Unterstützung des frühen mathematischen Lernens: Forschung zu Lernumgebungen, zu spielbasiertem Lernen und seinen verschiedenen Erscheinungsformen im Elementarbereich, zur Lernbegleitung, zu Interaktionen innerhalb der Familie, zur Rolle von Eltern und Familie, zur Diagnostik im Elementarbereich, zur Rolle von Zeichen und Hilfsmitteln wie Sprache, Gesten, Repräsentationen und digitale Medien im Elementarbereich, zum Übergang zwischen Elementarbereich und Grundschule, etc.

Wir freuen uns über Beiträge aus dem gesamten oben genannten Spektrum, die unser Verständnis von Fragen des frühen mathematischen Lernens vertiefen.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Regina Bruder, Rudolf Sträßer und Andreas Büchter

Die Mathematikdidaktik hat sich in den vergangenen Jahrzehnten international und insbesondere in Deutschland als eigenständige wissenschaftliche Disziplin mit vielfältigen Bezügen zu anderen Disziplinen, unterschiedlichen Forschungs-ansätzen und einer schnell wachsenden Scientific Community etabliert. Die fortgeschrittene Institutionalisierung der Mathematikdidaktik lässt sich dabei erkennen an entsprechenden Fachgesellschaften, etablierten wissenschaftlichen Zeitschriften sowie regelmäßig stattfindenden Tagungen, die allgemein zur Mathematikdidaktik ausgerichtet oder auf spezifische Themen fokussiert sind.

Auch wenn die Mathematikdidaktik eine vergleichsweise junge Wissenschaft ist, lohnt es sich, einen Blick zurück auf die Entstehung, Etablierung und Entwick-lungslinien zu richten, um daraus für die künftige Entwicklung lernen zu können. Da diese Entwicklungen nicht isoliert, sondern systematisch eingebettet erfolgen, ist es erforderlich, insbesondere die jeweiligen gesellschaftlichen Rahmenbedin-gungen sowie die Beziehungen zur Praxis des Lehrens und Lernens von Mathematik und zur Lehrkräftebildung zu berücksichtigen. Da es bisher nur wenige Arbeiten zur Geschichte der Mathematikdidaktik – und dabei auch zur Methodik des Mathematikunterrichts in der DDR – gibt, soll das Minisymposium dazu beitragen, entsprechende Lücken zu schließen. Erwünscht sind insbesondere Beiträge zu den Vorläufern der Mathematikdidaktik in Deutschland bis 1933, zur Mathematikdidaktik in der Zeit des Nationalsozialismus sowie zur getrennten Entwicklung der Mathematikmethodik in der DDR und der Mathematikdidaktik in der BRD. In der übergreifenden Diskussion soll hieraus ein besserer Überblick über die Geschichte der Mathematikdidaktik in Deutschland entstehen und es sollen auch Perspektiven für die künftige Entwicklung diskutiert werden.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Constanze Schadl, Jessica Hoth, Silke Ruwisch

Der Erwerb und Aufbau von tragfähigen Vorstellungen zu Größen ist eine bedeutende Voraussetzung für die Bewältigung vielfältiger Situationen im Alltag. Der Erwerbsprozess startet bei vielen Kindern bereits vor Eintritt in die Schule und dauert über das Ende der Grundschulzeit hinaus an. Wie sich diese Vorstellungen entwickeln und was ihre Entwicklung beeinflusst, ist wenig beforscht. Darüber hinaus gibt es bislang keinen Konsens in Bezug auf begriffliche Bezeichnungen und Konzeptualisierungen dieses Konstrukts.

In dem Minisymposium soll unter anderem der Frage nachgegangen werden, wie sich die Struktur der Größenvorstellungen gestaltet und was ihre Entwicklung beeinflusst. Dies soll aus unterschiedlichen Perspektiven erfolgen: Mit Blick auf individuelle Voraussetzungen der Lernenden (z.B. Heterogenität der Lernenden, mathematikspezifische und kognitive Voraussetzungen), institutionelle Einflüsse (z.B. jahrgangs- und phasenübergreifendes Lernen), Lehrkräfte und ihre Voraussetzungen (z.B. professionelle Kompetenz) sowie Merkmale auf Ebene des Unterrichts (z.B. Unterrichtsqualität).

Ziel des Minisymposiums ist es neben der inhaltlichen Diskussion, auch aufbauend auf den Minisymposien 2020 & 2021, den Fortschritt in der Forschung zu diesem Themenbereich zu diskutieren und systematisieren und Forscher*innen in diesem Bereich stärker zu vernetzen, um neue Ideen, Projekte und Ergebnisse zu generieren, die die Entwicklung dieser relevanten Vorstellungen möglichst optimieren.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Eva Müller-Hill und Silke Neuhaus-Eckhardt

Argumentieren und Beweisen sind zentrale mathematische Tätigkeiten und bilden das Fundament für Mathematik als beweisende Wissenschaft. Sie spannen ein Forschungsfeld auf, welches sich in seiner Breite in den letzten Jahren verstärkt in der hochschuldidaktischen Forschungslandschaft abbildet, und dessen innere Vernetzung wir – als Gegengewicht zu einer möglichen weiteren Verästelung – durch dieses Mini-Symposium fördern möchten.

Mögliche Vernetzungsdimensionen können einerseits forschungsmethodischer Natur sein. Andererseits können sie die verschiedenen Funktionen und Motive mathematischen Argumentierens und Beweisens, stoffdidaktische, kognitionstheoretische, philosophische, semiotische und (wissens)soziologische Aspekte betreffen. Sie spannen mathematisches Argumentieren und Beweisen auf Hochschulebene als komplexe Handlungs- und Forschungsfelder auf und ermöglichen eine aufeinander beziehbare Betrachtung verschiedener Prozesse im Rahmen dieser Handlungsfelder (z.B. Beweise/Argumentationen verstehend lesen, validieren, illustrieren, Vermutungen aufstellen). Dabei kann auch die Schnittstelle zwischen Schule und Hochschule mit einbezogen werden.

Wir laden für dieses Mini-Symposium daher nicht nur Beiträge ein, die sich direkt dem Beweisen und Argumentieren zuordnen, sondern explizit auch solche, die diese Themengebiete etwa im Sinne der oben genannten möglichen Vernetzungsstränge nur streifen oder weitere Forschungsfelder aufwerfen.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Claudia Ademmer, Jennifer Bertram und Alexander Goldschmidt

Die Diskussion um Inklusion nimmt weiterhin eine zentrale Bedeutung in der fachdidaktischen Forschung ein. Dabei adressiert sie insbesondere Heterogenität in Lerngruppen und beschränkt sich nicht nur auf Lernende mit sonderpädagogischen Unterstützungsbedarf. Vor diesem Hintergrund ist das Minisymposium offen für Beiträge, die sich auf den fachdidaktischen Umgang mit Heterogenität im Klassenunterricht beziehen. Die fokussierte Förderung der Lernenden durch adaptives Lehrkrafthandeln soll sowohl aus der Perspektive der Unterrichts- als auch aus der Professionalisierungsforschung beleuchtet werden.

Insbesondere durch die aktuell sichtbaren schulischen Veränderungen stellt ein adäquater Umgang mit individuellen Lernvoraussetzungen eine zentrale unterrichtliche Herausforderung für die Mathematiklehrkräfte aller Schulformen dar. Fragen wie beispielsweise „Wie kann sich das unterrichtliche Handeln an der großen Verschiedenheit der Lernstände in einem Klassenunterricht fachdidaktisch konkret ausrichten? Welche Lehr-Lern Designs ermöglichen einen verstehensorientierten und differenzierten Mathematikunterricht?“ oder „Was müssen Lehrkräfte dafür gegenstandsspezifisch in Aus- und Fortbildung lernen und wie können sie hierfür unterstützt werden?“ spiegeln das große Spektrum an möglichen und notwendigen Forschungsinitiativen wider. Potenzielle Beiträge können innovative Lehr-Lern-Designs sowie empirische oder theoretische Analysen vorstellen, die mit qualitativen oder quantitativen Methoden arbeiten.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Tim Kosiol und Frank Reinhold

Die zentrale Rolle von Lehrkraftkompetenzen für gelungenen Mathematikunterricht ist theoretisch gut begründet und empirisch gesichert. Auch für digital-angereicherten Mathematikunterricht zeigt sich, dass Lehrkräfte und Implementation entscheidend dafür sind, ob digitale Medien zum Lernen beitragen. Wir verstehen daher Lehrkraftkompetenzen als Gelingensfaktoren für Mathematikunterricht mit digitalen Medien. Dabei stehen mathematikspezifische Arbeiten zur theoretischen Beschreibung, Messung und Förderung dieser Kompetenzen erst am Anfang (Ostermann et al., 2022).

Eine offene Frage ist, wie sich Professionalität von Lehrkräften für den Mathematikunterricht mit digitalen Medien theoretisch beschreiben und messen lässt. Weiter ist zu klären, welche Kompetenzen einen empirischen Zusammenhang zu gelungenem digitalen Mathematikunterricht zeigen – und wie Lehrkräfte darin unterstützt werden können, diese zu entwickeln. Im Minisymposiums werden diese Fragen aus unterschiedlichen Perspektiven diskutiert, um ein gemeinsames Verständnis von Kompetenzen von Lehrkräften für den Mathematikunterricht mit digitalen Medien voranzubringen.

Vortragsformat: Zeitslots à 40 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Aileen Steffen und Melanie Platz

Insbesondere seit den 2016 angestoßenen bildungspolitischen Entwicklungen, wie die ‚Strategie: Bildung in der digitalen Welt’ (KMK 2016) oder die ‚Bildungsoffensive für die digitale Wissensgesellschaft’ (BMBF 2016), die sowohl Kompetenzerwartungen als auch umfangreiche finanzielle Förderungen für den Einsatz digitaler Medien im Fachunterricht festschreiben, erfährt die Digitalisierung des Bildungsbereiches auch in der Mathematikdidaktik eine stärkere Aufmerksamkeit. Diese wurde durch die Coronapandemie, in der digitale Medien vermehrt eingesetzt wurden, weiter verstärkt. 2021 ergänzte die KMK die Strategie mit der Empfehlung ‚Lehren und Lernen in der digitalen Welt‘, wonach die Berücksichtigung veränderter Bedingungen des Lehrens und Lernens im Kontext digitalen Wandels Aufgabe aller Fächer sei. Auf dieser Basis nehmen die Bildungsstandards für das Fach Mathematik – Primarbereich (KMK, 2022) diese Anforderung auf, indem die Strukturmodelle und die Standardformulierungen mit Blick auf die domänenspezifischen Erwartungen an den Kompetenzerwerb in der digitalen Welt weiterentwickelt wurden.

Um diesen Entwicklungen Rechnung zu tragen, ist es das Ziel des Minisymposiums, aktuelle Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zum Einsatz digitaler Medien im Mathematikunterricht der Primarstufe sowie Möglichkeiten für die Aus- und Fortbildung von Mathematiklehrkräften zu präsentieren und zu diskutieren. Gemäß des ‚Primats der Fachdidaktik’ erfolgt eine Auseinandersetzung mit Forschungsprojekten und Lehr- und Lernangeboten, die sich an den technischen Gegebenheiten und daraus resultierenden fachdidaktischen Potentialen orientieren. Neben dem Einsatz digitaler Medien im Mathematikunterricht werden auch Kombinationen der Verwendung digitaler und physischer Medien aufgegriffen.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Lisa-Marie Wienecke, Kerstin Hein und Anselm Strohmaier

Die große Bedeutung von Sprache für das Lehren und Lernen von Mathematik für alle Lernenden ist unbestritten (z.B. Ufer et al., 2020; Prediger, 2022). Dennoch gibt es in der deutschsprachigen und internationalen Forschung nach wie vor zahlreiche Forschungsdesiderate, laufende Projekte und neue Erkenntnisse. Dieses Minisymposium soll als Ort dienen, um daraus entstandene Fragen und Ergebnisse vorzustellen, einzuordnen und zu diskutieren. In jüngerer Forschung zum Zusammenhang aus Sprache und Mathematik steht oftmals eine feinere Ausdifferenzierung von Lernvoraussetzungen, Lerngegenständen und -prozessen. Auch werden für das Lehren mögliche Unterrichtsansätzen bzw. Unterstützungsmöglichkeiten erforscht. In diesem Sinne begrüßen wir Einreichungen, die sich mit der Bedeutung von Sprache für das Lehren und Lernen von Mathematik beschäftigen. Die Beiträge sind dabei weder auf bestimmte Altersstufen noch auf bestimmte Aspekte von Sprache beschränkt.

Wie bereits in den vergangenen Jahren richtet sich das Minisymposium „Mathematik und Sprache“ explizit auch an den wissenschaftlichen Nachwuchs.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Rebecca Klose, Elke Söbbeke und Marei Fetzer

Die Bedeutung der Sprache wird für das Lernen von Mathematik sowohl aus kognitiver als auch aus kommunikativer Perspektive als zentral eingeschätzt und erfährt in der Mathematikdidaktik eine starke Beachtung. Im Kontext von Globalisierung und Migration ist Mehrsprachigkeit von Lernenden im alltäglichen Mathematikunterricht die Regel. Entsprechend nehmen in jüngerer Zeit Forschungsprojekte und Studien in der Mathematikdidaktik das fachliche und sprachliche Lernen unter den Bedingungen von Mehrsprachigkeit in den Blick.

Im Minisymposium soll Mehrsprachigkeit unter einer ressourcenorientierten Perspektive von verschiedenen Sichtweisen fokussiert werden. Hierbei wird der Frage nachgegangen, inwiefern die Vielfalt der Herkunftssprachen und bilinguale Settings fachlich eine Ressource darstellen können. Es gilt zu diskutieren, welche spezifischen Kompetenzen mehrsprachige Kinder mitbringen und inwiefern diese für das mathematische Lernen aufgegriffen und gefördert werden können.

Wir freuen uns über ein breites Spektrum an Beiträgen, die Mehrsprachigkeit und bilinguales Lernen als Ressource in den Blick nehmen. Dabei sind qualitative und quantitative Studien gleichermaßen willkommen sowie Projektskizzen, die zum wissenschaftlichen Diskurs anregen.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Christoph Ableitinger und Christian Dorner

In den letzten Jahren häufen sich die Klagen darüber, dass Schüler*innen nach ihrem Abschluss der Sekundarstufe nicht über ausreichende mathematische Kenntnisse – prozedurales und konzeptionelles Wissen – verfügen. Dies ist aber kein Spezifikum des deutschsprachigen Raumes, denn Hochschullehrer*innen aus aller Welt beklagen oft einen Mangel an prozeduralen bzw. operativen Fähigkeiten bei Studienanfänger*innen, z.B. beim Lösen von Gleichungen. Dies zeigt eine Kluft zwischen dem Mathematikunterricht in der Schule und den Anforderungen an den Universitäten, welche häufig zu Studienabbrüchen führt. Natürlich ist dies auch auf einen Mangel an konzeptionellem Wissen zurückzuführen. Allerdings werden Defizite im prozeduralen Wissen leichter sichtbar, wenn z.B. einfache Lösungsalgorithmen nicht beherrscht werden.

Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung gibt es ständig neue Aushandlungs-prozesse zur Balance, Wertigkeit und Gewichtung (technologiefreier) prozeduraler und konzeptueller Anteile im Mathematikunterricht. In diesem Zusammenhang gehört auch die Frage geklärt, inwiefern prozedurales Wissen für konzeptuelle Einsichten bedeutsam ist.

Das Minisymposium möchte diesen Fragen und Aspekten begegnen und lädt dazu ein, den Dialog zu unterschiedlichen Facetten dieses Forschungsbereichs fortzuführen. Dabei sollen zum einen forschungsmethodische Schwierigkeiten wie die Trennbarkeit der Wissensarten und ihre empirische Erhebung zur Diskussion stehen. Zum anderen soll die Rolle individueller Lernhistorien von Schüler*innen bei der Verwendung unterschiedlicher Wissensarten in Aufgabenlösungsprozessen beleuchtet und untersucht werden. Aus theoretischer Perspektive ist die Frage zu diskutieren, in welcher Weise prozedurales und konzeptuelles Wissen untereinander und mit anderen Wissensarten verwoben sind bzw. welche Begriffe es braucht, um zu einer einheitlichen Theorie beizutragen. In diesem Zusammenhang ist etwa die Rolle prozeduraler Flexibilität und anderer verwandter Konstrukte zu klären.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Leander Kempen und Michael Meyer

Als zentrale mathematische Tätigkeiten stellen das Argumentieren, das Begründen und das Beweisen wichtige Aspekte der Schulmathematik dar. Die unterrichtlich zu thematisieren Elemente sind entsprechend breit gefächert: Neben dem Erkennen des Nutzens von Argumenten bzw. Beweisen für das Fach stehen u. a. auch deren Produktion und Reproduktion im Fokus der Betrachtungen.

Die Diskussion um das Argumentieren und Beweisen wird und wurde unter diversen Perspektiven geführt. So lassen sich beispielsweise soziologische, philosophische und stoffdidaktische Analysen sowie Studien zur Entwicklungsforschung im wissenschaftlichen Diskurs wiederfinden.

Dieses Minisymposium soll ein Forum dafür bieten, die aktuelle Forschung zum Argumentieren, Begründen und Beweisen zu den verschiedenen Komponenten dieser Prozesse in der Schulmathematik weiterzuführen. Hierbei soll die inhaltliche Breite dieser Tätigkeiten in der Schulmathematik ebenso wie die verschiedenen Aspekte der wissenschaftlichen Herangehensweisen zu diesem Forschungsfeld aufgezeigt werden und zugleich genügend Raum für Vernetzungsaktivitäten bleiben. Zur Teilnahme an diesem Mini-Symposium laden wir explizit alle Beiträge ein, die sich dem Themenfeld im Kontext der Schulmathematik annehmen. Wir hoffen, die breit geführte Diskussion auch in dem Minisymposium widerspiegeln zu können.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause

Christina Bierbrauer, Lena Florian, Katja Lenz und Xenia-Rosemarie Reit

Digitale Technologien, wie Augmented und Virtual Reality (AR und VR) bieten einzigartige Möglichkeiten zur Veranschaulichung abstrakter Konzepte im Mathematikunterricht. Augmented Reality kombiniert die reale Umgebung mit computer-generierten Darstellungen in Echtzeit, während Virtual Reality eine immersive virtuelle Umgebung schafft. Bisherige Untersuchungen zeigen, dass der Einsatz dieser Technologien, das Lehren und Lernen von mathematischen Konzepten auf vielfältige Weise beeinflussen kann.  Insgesamt unterstreichen der aktuelle Forschungsstand und die immer größer werdende Zahl an AR/VR-Anwendungen die Potenziale für das Lehren und Lernen im Mathematikunterricht. Empirische Untersuchungen, welche den Einfluss dieser Technologien auf das Mathematiklernen und -lehren in den Blick nehmen, lassen sich gleichzeitig nur vereinzelt finden. Diese Diskrepanz macht deutlich, wie wichtig eine gezielte wissenschaftliche Vernetzung unter Mathematikdidaktiker:innen zum Einsatz von AR und VR im Mathematikunterricht ist.

Mit dem Minisymposium möchten wir die Diskussionen rund um AR und VR im Mathematikunterricht zusammen- und weiterführen. Hierbei laden wir alle (Nachwuchs-)Wissenschaftler:innen ein, sich mit einem Beitrag zum Einsatz von AR/VR-Technologien in der Primarstufe oder Sekundarstufe bzw. der Hochschullehre an der Diskussion zu beteiligen.

Vortragsformat: Zeitslots à 45 Minuten inkl. Diskussion und 10 Minuten Wechselpause