Sprachbildung in der Lehramtsausbildung Mathematik

Wie lassen sich Fachdidaktik und Sprachbildung im Lehramtsstudium so verknüpfen, dass zukünftige Mathematiklehrkräfte optimal auf sprachbewussten Fachunterricht vorbereitet werden? Dieser Frage geht dieses Open Access Buch aus interdisziplinärer Perspektive nach – fachlich fundiert, forschungsorientiert und anschaulich: Die vorgestellten Leitideen und Design-Prinzipien für eine sprachbewusste Hochschullehre bilden den konzeptionellen Rahmen, der auch für die Weiterentwicklung eigener Lehrveranstaltungen genutzt werden kann. An zahlreichen empirischen Beispielen aus Schule und Hochschule werden Synergien zwischen Mathematikdidaktik und Sprachbildung aufgezeigt und Vorschläge für die konkrete Ausgestaltung der Hochschullehre gemacht. Einen besonderen Schwerpunkt bildet das Forschende Lernen in Praxisphasen an der Schnittstelle von Fach und Sprache. Impulse aus anderen Fachdidaktiken (Informatik, Chemie) eröffnen Transfermöglichkeiten. Mit seinen vielfältigen Einblicken in das hochaktuelle Thema Sprachbildung im Fachunterricht als Gegenstand einer sprachbewussten Hochschullehre ist das Buch für Hochschuldozierende und Studierende in der Lehramtsausbildung Mathematik gleichermaßen von Interesse. Das Buch bietet Konzepte für die Verknüpfung von Mathematikdidaktik und Sprachbildung in der Lehrkräfteausbildung Mathematik, ist interdisziplinär und forschungsorientiert, ist geeignet für Hochschuldozierende und Studierende. Das Buch ist unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 International License über SpringerLink (link.springer.com) frei zugänglich

Zur Motivierung im Informatikunterricht: eine Charakterisierung unterrichtspraktischer Einstiege aus der Perspektive von Lehrenden und Lernenden

Motivierungen ermöglichen es, Lernende für Unterrichtsinhalte zu interessieren und zu begeistern. Diese Arbeit untersucht Motivierung im Informatikunterricht anhand von unterrichtspraktischen Einstiegen. In einer explorativ angelegten Studie werden 12 Typen motivierender Unterrichtseinstiege herausgearbeitet, die eine Bandbreite von Themenbereichen des Informatikunterrichts abdecken. Die Typen motivierender Unterrichtseinstiege werden beschrieben, durch Beispiele illustriert und klassifiziert. Die Hauptuntersuchung erfolgt sowohl aus Lehrer- als auch aus Schülerperspektive. Als theoretische Grundlage dient das um eine didaktische Komponente erweiterte ARCS-Modell der Motivierung nach Keller. Mit Hilfe von Vignetten in Text- und Videoform wird eine Charakterisierung der ermittelten Typen anhand ihrer motivierenden Eigenschaften vorgenommen. Dabei können Top-Gruppen nachgewiesen werden, die einzelne Motivierungsfaktoren in besonderer Weise verkörpern. Hervorzuheben ist, dass die Motivierungstypen Aktuelle Sachverhalte erörtern, Entwicklung von Informatiksystemen als Ziel vorgeben und der Kopplungstyp Entwicklung von Informatiksystemen aus dem Alltag als Ziel vorgeben alle untersuchten Motivierungsfaktoren in hoher Ausprägung in sich vereinen (können). Lehrende und Lernende schätzen das Motivierungspotenzial derjenigen Typen als besonders hoch ein, die allgemeinbildende Informatikaspekte verkörpern. Dem Entwickeln von Informatiksystemen aus dem Alltag als vorgegebenes Ziel der Unterrichtseinheit wird von beiden Teilnehmergruppen insgesamt das höchste Motivierungspotenzial beigemessen. Insgesamt kann geschlussfolgert werden, dass Motivierungen im Informatikunterricht erfolgreich auf Schülerinnen und Schüler wirken, wenn sie flexibel mit den Interessen der Jugendlichen arbeiten, sie den Sinn und Zweck der Lernhandlung verkörpern und Möglichkeiten für die Arbeit mit und an Informatiksystemen (er)schaffen

Selbstwirksamkeitserwartungen und inklusiver Schreibunterricht : Entwurf eines schreibunterrichtsspezifischen Messinstruments

Die Bedeutung von Selbstwirksamkeit für professionelles Handeln im Unterricht ist gut dokumentiert (z. B. Klassen & Tze, 2014). Gerade im Kontext der Einführung inklusiver Lernumgebungen ist Selbstwirksamkeit als professionelle Ressource hoch relevant. Aus der Bildungsforschung liegen bereits diverse Skalen und Studien zum Einfluss und zur Entwicklung der Selbstwirksamkeit von Lehrpersonen vor. Dabei bleibt der Fokus auf Selbstwirksamkeit bisher generisch, obwohl Forschungen für andere Unterrichtsfächer zeigen können, dass durch einen fachdidaktischen Ansatz wertvolle Erkenntnisse erwartet werden können. Wir schlagen daher ein lernbereichsspezifisches Modell der Selbstwirksamkeitserwartungen für den Schreibunterricht in inklusiven Lernumgebungen vor, auf dessen Basis ein Online-Fragebogen entwickelt wurde. Der Fragebogen wurde im November 2020 in einer Pilotierungsstudie an der Bergischen Universität Wuppertal eingesetzt (N = 201, Analysestichprobe: N = 164). Die Ergebnisse weisen auf ein geeignetes Instrument zur Messung von Selbstwirksamkeit im inklusiven Schreibunterricht hin und bestätigen eine achtdimensionale Struktur mit spezifisch lernbereichsbezogenen latenten Konstrukten.The importance of self-efficacy for professional action in teaching is well documented (e.g. Klassen & Tze, 2014). Especially in the context of introducing inclusive learning environments, self-efficacy as a professional trait is highly relevant. Various scales and studies on the influence and development of teachers' self-efficacy are available to assess teachers' self-efficacy in education and training. Yet the focus on self-efficacy has so far remained generic, although subject-matter related research shows that valuable insights can be expected from a context-specific approach. We therefore propose a subject-matter related model and scale of self-efficacy expectations for writing instruction in diverse classrooms. The questionnaire was used in a pilot study in November 2020 (N = 201, analysis sample: N = 164) at the University of Wuppertal. The results indicate a suitable instrument for measuring self-efficacy expectations for writing instruction in diverse classrooms and confirm an expected eight-dimensional structure with specific subject-matter related latent constructs

Stellungnahme zur Weiterentwicklung der KMK-Strategie "Bildung in der digitalen Welt"

Die Kultusministerkonferenz hat die Ständige Wissenschaftliche Kommission um eine Stellungnahme gebeten, welche Voraussetzungen geschaffen werden müssen, um das Bildungssystem auf gelingende Lehr-Lern-Prozesse unter Einbeziehung digitaler Hilfsmittel besser vorzubereiten

SINUS.NRW: Motivation durch kognitive Aktivierung; Impulse zur Weiterentwicklung des Unterrichts in den MINT-Fächern

Die Beiträge stellen innovative Konzepte für einen kognitiv aktivierenden Unterricht in den MINT-Fächern vor. Die Autorinnen und Autoren präsentieren fächerübergreifende Unterrichtskonzepte, die die Lernenden motivieren und Impulse für nachhaltiges Lernen und bewusstes Handeln geben. Themen sind unter anderem ein differenzierter Mathematikunterricht, das mathematische Prüfungsgespräch im mündlichen Abitur, Chemie in heterogenen Lerngruppen, Neuroenhancement, kompetenzorientierter Informatikunterricht oder das Niedrigenergiehaus als Beispiel für projektorientierten Technikunterricht. Alle vorgestellten Konzepte und Materialien wurden von Lehrkräften im Projekt SINUS.NRW entwickelt und wissenschaftlich begleitet. Das SINUS-Projekt zur Steigerung der Effizienz des Unterrichts in den MINT-Fächern wurde von der Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung initiiert und wird seit 2007 vom Land Nordrhein-Westfalen (NRW) fortgeführt

Debugging im Informatikunterricht

Debugging ist ein Schlüsselproblem des Informatikunterrichts: Programmierfehler zu finden und zu beheben stellt für Schülerinnen und Schüler ein erhebliches Hindernis beim Programmierenlernen dar und ist eine große Quelle für Frustration. Gleichzeitig stehen aber auch die Lehrkräfte vor der enormen Herausforderung, allen Lernenden gleichzeitig gerecht zu werden. Nichtsdestotrotz fehlt es bisher an informatikdidaktischer Forschung, die sich diesem gravierenden schulpraktischen Problem annimmt. In dieser Arbeit wird gemäß dem Forschungsformat der didaktischen Rekonstruktion der Prozess Debugging aus informatikdidaktischer Sicht aufgearbeitet. Dazu werden zunächst im Zuge der fachlichen Klärung vier Fähigkeiten identifiziert, die Schülerinnen und Schüler für selbstständiges Debugging benötigen: Die Anwendung eines systematischen Debuggingvorgehens, die Anwendung von Debuggingstrategien, die Verwendung von Heuristiken und Mustern für typische Fehler sowie von Werkzeugen. Das daraus resultierende Modell der Debuggingfähigkeiten für Novizen stellt damit die inhaltliche Basis für die Vermittlung von Debugging dar. Weiterhin wird die Perspektive der Lehrkräfte untersucht und analysiert, mit welchen Herausforderungen diese beim Debuggen im Unterricht konfrontiert sind und wie sie mit diesen umgehen. Die Lehrkräfte berichten dabei von großen Schwierigkeiten aufgrund mangelnder Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler bei der Fehlerbehebung. Außerdem unterrichten sie Debugging kaum explizit, da es ihnen an Zeit, Konzepten und Materialien fehlt. Aus ihren Erfahrungen können weiterhin Gestaltungshinweise abgeleitet werden, wie etwa, dass Debugging nicht "auf Vorrat", sondern bei Bedarf unterrichtet und dabei die Selbstständigkeit der Lernenden auch aktiv eingefordert werden sollte. Darüber hinaus werden gesellschaftliche Ansprüche des Debugging untersucht und drei mögliche Beiträge zur Allgemeinbildung identifiziert: Zur Erklärung des Phänomens "fehlerhafte Software" aus der Lebenswelt, bezüglich des Lernens aus Fehlern sowie als Herangehensweise des Computational Thinking für Troubleshooting im Alltag. Daneben werden hinsichtlich der Perspektive der Lernenden Debugging-Lernvoraussetzungen von Schülerinnen und Schülern anhand ihres Vorgehens beim Troubleshooten erhoben, die deren Debuggingvorgehen beeinflussen. So wenden die Lernenden zwar ein systematisches Vorgehen für das Troubleshooten an und beziehen bisherige Erfahrungen und Muster für typische Fehler mit in diesen Prozess ein, haben aber insbesondere Probleme mit dem Aufstellen von (Alternativ-)Hypothesen oder dem Rückgängigmachen von erfolglosen Änderungen. Weiterhin haben sie Schwierigkeiten mit der Anwendung von Strategien wie dem Testen oder einer topographischen Suche, die entsprechend im Informatikunterricht adressiert werden müssen. Auf dieser Basis werden zehn Gestaltungskriterien für Konzepte und Materialien für das Debugging im Unterricht entwickelt sowie ein konkretes integratives Unterrichtskonzept für den Informatikunterricht entworfen. Die Wirksamkeit der expliziten Vermittlung von Debugging wird anhand des Unterrichtskonzepts empirisch validiert: Die Ergebnisse zeigen dabei die Bedeutung eines systematischen Vorgehens als Grundlage für erfolgreiches Debugging für Novizen auf und verdichten empirisch die These, dass Debugging explizit vermittelt werden sollte. Abschließend wird die Praxiswirksamkeit der Ergebnisse die Gestaltung einer Fortbildung untersucht und bezüglich des Transfers in die Unterrichtspraxis evaluiert. Dabei zeigt sich, dass die professionelle Kompetenz der Lehrkräfte sowie der Stellenwert des Themas Debugging für ihren Unterricht gestiegen ist. Außerdem versuchen sie, eine positive Fehlerkultur im Unterricht zu etablieren, und adaptieren und erweitern dazu die Fortbildungsinhalte. Zusammenfassend legt diese Arbeit damit die theoretische Grundlage für die Vermittlung von Debugging im Unterricht, indem relevante Debuggingfähigkeiten, unterrichtspraktische Anforderungen und Lernvoraussetzungen identifiziert werden. Darüber hinaus geben die Gestaltungskriterien sowie das evaluierte Unterrichtskonzept eine praxiswirksame Antwort auf die Frage, wie Debugging im Unterricht vermittelt werden kann. Neben diesen inhaltlichen Beiträgen werden im Rahmen dieser Arbeit zudem zwei methodische Beiträge geleistet. So wird einerseits ein Instrument zur Messung von Debuggingleistung und andererseits ein innovativer methodischer Ansatz zur Untersuchung von Troubleshooting-Vorgehensweisen entwickelt

Die Kompetenzen der Lehrenden an Schulen im Umgang mit digitalen Medien und die Wechselwirkungen zwischen Lehrtheorien und mediendidaktischem Handeln

Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Frage der Kompetenzen der Lehrenden in Zusammenhang mit dem Lehren und Lernen mit digitalen Medien und über digitale Medien an Schulen auseinander. Notwendige Voraussetzungen für die Erstellung eines Kompetenzmodells für Lehrende werden theoretisch abgeleitet und empirisch untersucht. Die Frage der schulorganisatorischen Umsetzung, die der Legitimation von digitalen Medien im Unterricht und die Auseinandersetzung mit Lehrtheorien sind Prämissen für das Design des Kompetenzmodells. Das Rahmenmodell TPCK wird zum Ausgangspunkt für die Ausformulierung der Kompetenzen. Im Rahmen der empirischen Untersuchung wird der vermutete Zusammenhang zwischen konstruktivistischer Sichtweise und dem verstärkten Einsatz digitaler Medien untersucht. Aber auch die Korrelationen zwischen Anwendungskenntnissen und pädagogischen Kenntnissen bei Lehrenden sowie die Relation zwischen Unterrichtserfahrung und den Kenntnissen der Lehrenden sind ein wesentlicher Bestandteil der quantitativen Forschungsarbeit. Es werden folgende Forschungsfragen behandelt: Inwiefern bestehen Wechselwirkungen zwischen der lehrtheoretischen Sichtweise von Lehrenden an Schulen und dem Einsatz digitaler Medien im Unterricht? Inwiefern ist die Verwendung digitaler Medien im Unterricht abhängig von den Anwendungs-kenntnissen der Lehrenden und welchen Stellenwert haben informatische Kenntnisse sowie Kompetenzen im Umgang mit Social Media bei den Anwendungskompetenzen der Lehrenden? Inwiefern ist das Lehren und Lernen mit digitalen Medien und über digitale Medien abhängig von der Unterrichtserfahrung der Lehrenden und welche Bedeutung hat in diesem Zusammenhang die Art der Kommunikation und Kooperation am Schulstandort und über den Schulstandort hinaus? Das Ziel dieser Abhandlung ist es, mit der Erstellung eines Kompetenzmodells für Lehrende einen bislang fehlenden Grundstein sowohl für die Ausbildung künftiger Lehrerinnen und Lehrer zu setzen, aber auch eine Zielvorgabe für die Fort- und Weiterbildung bereitzustellen.The present work discusses the question of the competences of teachers in conjunction with teaching and learning using digital media, and via digital media at schools. The necessary prerequisites for the creation of a competence model for teachers are theoretically deduced and empirically analyzed. Premises for the design of the competence model are the question of the organizational implementation, the legitimation of digital media for teaching and the discussion of teaching theories. The framework model TPCK is the starting point for the formulation of the competences. The assumed correlation between a constructivist approach and the increasing use of digital media is analyzed within the framework of the empirical examination. However, the correlations between the application knowledge and pedagogic knowledge among the teaching staff, and the relation between teaching experience and knowledge of the teachers are also a main part of the quantitative research. The following research questions are covered: To what extent are there interactions between the theoretical view of teaching at schools and the use of digital teaching media in teaching? To what extent does the use of digital media in teaching depend on the application knowledge of teachers, and how important are computer knowledge and competence in the use of social media for the application competence of the teachers? To what extent are teaching and learning with digital media and using digital media dependent on the teaching experience of the teachers, and what is the significance in these in relation to the means of communication and cooperation within and beyond the school premises? This works aims to create a missing corner stone through the creation of a competence model for teachers for the training of future teachers and also for the further and advanced training of teachers

Spezielle Unterrichtsmaßnahmen zur Förderung von Schülern, bei denen das Risiko besteht, Leseschwierigkeiten zu entwickeln

Ziel der vorliegenden Studie war es, verschiedene Unterrichtstypen in Klassen aufzufinden und festzustellen, ob diese einen Effekt auf die Leseleistungen von Kindern zu Beginn der ersten Klasse Volksschule ausüben. Es wurden dazu 29 Klassen mit insgesamt 482 Kindern getestet. Bei der Erfassung der Lesefähigkeit wurde zwischen Lesesicherheit und Lesegeschwindigkeit differenziert. Die Erfassung des Unterrichts erfolgte mittels selbst konstruierter Tagebücher, sowohl aus der Sicht der Lehrer als auch der Schüler, wobei sich zwischen den beiden Gruppen teilweise Unterschiede zeigten. Anhand beider Sichtweisen wurden jeweils drei Unterrichtstypen aufgefunden: ein „traditioneller Unterricht mit wenigen Gestaltungsaspekten“, ein „traditioneller Unterricht mit vielen Gestaltungsaspekten“ und ein „individuell-innovativer Unterricht“. Allerdings ergaben sich keine signifikanten Auswirkungen der Unterrichtstypen auf die Leseleistungen, es war lediglich ein schwacher Trend ersichtlich, dass ein traditioneller Unterricht mit wenigen Gestaltungsaspekten die geringsten Leseleistungen bewirkt, während der traditionelle Unterricht mit vielen Gestaltungsaspekten die besten Leseleistungen hervorbringt. Die unterschiedlichen Sichtweisen des Unterrichts hatten ebenfalls keinen Effekt auf die Leseleistung. Eine zusätzliche Analyse weiterer Unterrichtsaspekte konnte einen positiven Effekt von Alter und Routine der Lehrperson und einer guten Zusammenarbeit von Schule und Eltern belegen. Weiters wurden verschiedene Formen der Fehlerkorrektur von Lehrern und Aspekte von Hausaufgaben analysiert, die teilweise ebenfalls Effekte auf die Lesefähigkeit der Kinder hatten