Vorstellung des Promotionsvorhabens
Ausbildung von Grundvorstellungen in der analytischen Geometrie mithilfe digitaler Lernumgebungen
Als Teil des DiBS-Projekts (Digitale Kompetenzen für die Lehrkräftebildung an der TU Braunschweig) ist die Mathematik im teaching lab lokalisiert, in dem Studierende in ihrem eigenen fachlichen und fachdidaktischen Lernprozess modellhaft Nutzungsmöglichkeiten und Grenzen digitaler Medien aus der Perspektive künftiger Lehrender erfahren.
(siehe https://www.tu-braunschweig.de/research-institute-of-teacher-education/qualitaetsoffensive-lehrerinnenbildung/dibs )
Ziel des Teilprojekts Mathematik ist die Untersuchung der Entwicklung individueller Vorstellungen und Präkonzepte von Studierenden zur Projektionsvorstellung des Skalarproduktes in der Ebene und im Raum. Hierzu werden digitale Lernumgebungen konzipiert, eingesetzt und evaluiert.
Ausgangspunkt des Forschungsvorhabens ist eine Erhebung zu Grundvorstellungen des Skalarprodukts, die im Rahmen der Mathematik-Vorkurse an der TU Braunschweig mit Studienanfängerinnen und -anfängern durchgeführt wird. Auf Grundlage der Ergebnisse wird eine Lerneinheit zur Verwendung und zum Einsatz von 3D-DGS in der Anwendung GeoGebra entwickelt, die sich an Studierende mit dem Ziel des gymnasialen Lehramts richtet und in ein bereits bestehendes Seminar zur Didaktik der Analysis und linearen Algebra implementiert wird. Die Nutzung der Anwendung soll das fachspezifische Verständnis vertiefen, indem die Projektionsvorstellung des Skalarprodukts visualisiert und somit greifbarer und nachvollziehbarer wird. Diese Erfahrung machen die Studierenden selbst im Seminar und bilden so eine kritische Sicht auf ihre eigenen Vorstellungen. Dazu setzen sie sich nach einer Einführung in die Funktionen und die Benutzung von GeoGebra selbstständig mithilfe von Tablets mit den eigens für diese Lerneinheit entwickelten Lernumgebungen und Materialien auseinander. Die Lerneinheit sowie die digitalen Lernumgebungen werden evaluiert. Mit dem Zweck der Weiterentwicklung und Verbesserung der Lernumgebung sowie der Untersuchung individueller Vorstellungen und Präkonzepte zur Projektionsvorstellung des Skalarproduktes in 3D sind zusätzlich Interviews mit den Studierenden geplant.
Durch die Auseinandersetzung mit den digitalen Lernumgebungen können die Studierenden ihre eigenen Vorstellungen erweitern, aber auch kritisch reflektieren. Die in der Lerneinheit gewonnenen Erkenntnisse sollen ihnen später ermöglichen, digitale Anwendungen lernzielorientiert in den Unterricht einzubinden und so die Vorstellungen und das Verständnis der Schülerinnen und Schüler bezüglich dieses komplexen Themenbereiches zu unterstützen.
Teilprojektleitung: Prof. Dr. Mathias Hattermann m.hattermann(at)tu-braunschweig.de
Projektleitung: Prof. Dr. Barbara Thies barbara.thies(at)tu-braunschweig.de