Mathematisches Modellieren mit digitalen Werkzeugen im Lehr-Lern-Labor
Seit der Veröffentlichung der Bildungsstandards im Jahr 2004 ist mathematisches Modellieren eine von sechs allgemeinen Kompetenzen, die Schülerinnen und Schüler im Mathematikunterricht erwerben sollen (KMK, 2004). Beim mathematischen Modellieren wird die Mathematik zum Lösen realer Probleme eingesetzt. Für die Formulierung und Bearbeitung reichhaltiger Modellierungsprobleme eignen sich digitale Medien – und insbesondere digitale Werkzeuge. Sie ermöglichen etwa die Verarbeitung größerer Datenmengen und damit die Integration bisher nicht zugänglicher Inhalte in die tägliche Unterrichtspraxis (Greefrath & Siller, 2018).
Um diese Chancen tatsächlich im Mathematikunterricht nutzen zu können, benötigen zukünftige Lehrpersonen – neben Aspekten professioneller Kompetenz zum Lehren mathematischen Modellierens (Klock & Wess, 2018) – Wissens- und Fähigkeitsfacetten zum Lehren mathematischen Modellierens mit digitalen Werkzeugen. Zukünftige Lehrpersonen sollen spezifische digitale Kompetenzen erwerben, die sich ausgehend von den vier Kompetenzdimensionen zum Lehren mathematischen Modellierens (Borromeo Ferri & Blum, 2010) formulieren und in das übergeordnete Modell professioneller Kompetenz integrieren lassen.
Hiervon ausgehend wird die Lehrveranstaltung und das Lehr-Lern-Labor der ersten Förderphase konzeptuell weiterentwickelt. Der Fokus liegt dabei auf dem digitalen Multirepräsentationswerkzeug GeoGebra. Darüber hinaus soll einerseits empirisch geprüft werden, inwiefern sich die oben genannten Facetten zum Lehren mathematischen Modellierens mit digitalen Werkzeugen operationalisieren und in das Modell integrieren lassen. Andererseits soll in einem quasi-experimentellen Prä-Post-Design der Frage nachgegangen werden, inwieweit sich im Rahmen der Lehrveranstaltung die professionelle Kompetenz zum Lehren mathematischen Modellierens mit digitalen Werkzeugen fördern lässt.
Literatur
Borromeo Ferri, R., & Blum, W. (2010). Mathematical modelling in teacher education – experiences from a modelling seminar. In V. Durand-Guerrier, S. Soury-Lavergne, & F. Arzarello (Hrsg.), Proceedings of the sixth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME 6) (S. 2046–2055). Institut National de Recherche Pédagogique and ERME.
Greefrath, G., & Siller, H.-S. (2018). Digitale Werkzeuge, Simulationen und mathematisches Modellieren. In G. Greefrath & H.-S. Siller (Hrsg.), Digitale Werkzeuge, Simulationen und mathematisches Modellieren. Didaktische Hintergründe und Erfahrungen aus der Praxis (S. 3–22). Springer Fachmedien.
Klock, H., & Wess, R. (2018). Lehrerkompetenzen zum mathematischen Modellieren Test zur Erfassung von Aspekten professioneller Kompetenz zum Lehren mathematischen Modellierens. MIAMI.
KMK. (2004). Bildungsstandards im Fach Mathematik für den Mittleren Schulabschluss (Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 4.12.2003). Wolters Kluwer Deutschland GmbH.