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Fakultät Humanwissenschaften

Didaktik der Mathematik & Informatik

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Projekt LeViZ

Lernen mit Videos zu Zufallsgeneratoren

David Schwarzkopf, Prof. Dr. Anna S. Steinweg

Projektbeginn 2021

Inhalt und Ziele

Die Wahrscheinlichkeitsrechnung weist gegenüber anderen Gebieten der Mathematik interessante fachliche Besonderheiten auf (Batanero & Sanchez, 2005; Biehler et al., 2023; Biehler & Engel, 2015; Krüger et al., 2015; Steinbring, 1985). Dazu gehört unter anderem, dass der Inhaltsbereich einen besonderen Kommunikations- und Argumentationsbedarf aufweist (Schnell, 2019) und vielfältige Darstellungen bereithält (Freudenthal, 1973; Winter, 1976). Insbesondere existieren auch materielle Darstellungen in Form von Zufallsgeneratoren, die für die handelnde Auseinandersetzung genutzt werden können. 

Dies könnten günstige Voraussetzungen sein, um sich dem Inhaltsbereich im Unterricht mit Hilfe von Erklärvideos zu nähern. Die Relevanz von Erklärvideos im Unterricht nimmt mit der zunehmenden Digitalisierung von Lehr-Lernsettings stetig zu (z.B. MPFS, 2024; Rat für Kulturelle Bildung, 2019). Dabei kann das Lernen mit Erklärvideos im Unterricht grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten erfolgen: Die (passive) Rezeption oder die (aktive) Produktion. Beide Arten des Lernens mit Videos haben jeweils spezifische Vor- und Nachteile (z.B. Bersch et al., 2020; Rummler, 2017). So schreiben beispielsweise Findeisen et al. (2019, S.31): „Von Interesse wäre schließlich, den Lernerfolg von Lernenden, die über einen längeren Zeitraum mit Videos gelernt haben, mit jenem von Lernenden zu vergleichen, die zum gleichen Thema herkömmlich unterrichtet wurden.“

Das Forschungsprojekt LeViZ untersucht, inwiefern Erklärvideos im Mathematikunterricht der Sekundarstufe I zur Förderung mathematischer Kompetenzen beitragen können. Ziel ist es, wissenschaftlich evaluierte Lernumgebungen und Erkenntnisse zum Lernen mit Videos bereitzustellen, um die Weiterentwicklung des schulischen Mathematikunterrichts in der Schule zu unterstützen. 

zitierte Literatur

  • Batanero, C., & Sanchez, E. (2005). What is the nature of high school students’ conceptions and misconceptions about probability. In G. A. Jones (Hrsg.), Exploring probability in school: Challenges for teaching and learning (S. 241–266). Springer.
  • Bersch, S., Merkel, A., Oldenburg, R., & Weckerle, M. (2020). Erklärvideos: Chancen und Risiken. Zwischen fachlicher Korrektheit und didaktischen Zielen. GDM - Mitteilungen der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik, 109, 58–63.
  • Biehler, R., & Engel, J. (2015). Stochastik: Leitidee Daten und Zufall. In R. Bruder, L. Hefendehl-Hebeker, B. Schmidt-Thieme, & H.-G. Weigand (Hrsg.), Handbuch der Mathematikdidaktik (S. 221–251). Springer.
  • Biehler, R., Engel, J., & Frischemeier, D. (2023). Stochastik: Leitidee Daten und Zufall. In R. Bruder, A. Büchter, H. Gasteiger, B. Schmidt-Thieme, & H.-G. Weigand (Hrsg.), Handbuch der Mathematikdidaktik (2. Aufl., S. 243–280). Springer.
  • Freudenthal, H. (1973). Mathematik als pädagogische Aufgabe. 2. Klett.
  • Krüger, K., Sill, H.-D., & Sikora, C. (2015). Didaktik der Stochastik in der Sekundarstufe I. Springer.
  • MPFS. (2024). JIM-Studie 2024: Jugend, Informationen, Medien. Basisuntersuchung zum Medienumgang 12- bis 19-Jähriger.mpfs.de/studie/jim-studie-2024/
  • Rat für Kulturelle Bildung. (2019). Jugend/Youtube/Kulturelle Bildung—Horizont 2019 Studie: Eine repräsentative Umfrage unter 12- bis 19-jährigen zur Nutzung kultureller Bildungsangebote an digitalen Kulturorten. Rat für Kulturelle Bildung e. V.
  • Rummler, K. (2017). Lernen mit Online-Videos – Eine Einführung. medienimpulse - Beiträge zur Medienpädagogik, 55(2). doi.org/10.21243/MI-02-17-09
  • Schnell, S. (2019). ... Weil es halt nicht sicher ist. Argumentieren mit Wahrscheinlichkeiten. Mathematik lehren, 213, 26–31.
  • Steinbring, H. (1985). Mathematische Begriffe in didaktischen Situationen: Das Beispiel der Wahrscheinlichkeit. Journal für Mathematikdidaktik, 6(2), 85–118.
  • Winter, H. (1976). Erfahrungen zur Stochastik in der Grundschule (Klasse 1-6). Didaktik der Mathematik, 4(1), 22–37.

Methode

Im Rahmen des Projekts werden eigens entwickelte Lernumgebungen zur Rezeption und Produktion von Erklärvideos zum Thema Wahrscheinlichkeitsrechnung in verschiedenen Settings systematisch erprobt. Die Interventionsstudie folgt einem Prä-Post-Follow-up-Design, um sowohl kurz- als auch langfristige Effekte auf den Erwerb mathematischer Kompetenzen zu untersuchen. Ein besonderer Fokus liegt zudem auf der Qualität der von Lernenden erstellten Erklärvideos, um tiefere Einblicke in deren Lernprozesse zu gewinnen.

Die Datenauswertung erfolgt mittels eines Mixed-Methods-Ansatzes, der quantitative Methoden (z.B. Kompetenztests) mit qualitativen Verfahren (z.B. Qualitätsanalysen von Videos) kombiniert. 

Publikationen

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