ExMNU - Experimentieren im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht

Forschungsprojekt: Experimentieren im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht

Laufzeit: 2008 - 2011

Förderung durch: Wissenschaftsministerium Baden-Württemberg

Leitung des Projekts: Timo Leuders, Bärbel Barzel, Jens Friedrich

Kontakt: mailto:nicolas.robin@ph-freiburg.de, mailto:Andreas.Schulz@ph-freiburg.de

Internet: http://www.exmnu.de

Beteiligte Institutionen

• [[ Pädagogische Hochschule Freiburg ]]
• [[ Pädagogische Hochschule Heidelberg ]]
• [[ Pädagogische Hochschule Ludwigsburg ]]
• [[ Pädagogische Hochschule Weingarten ]]

Beteiligte Personen

• [[ Bärbel Barzel ]]
• [[ Dominik Matt ]]
• [[ Kathleen Philipp ]]
• [[ Sandra Ganter ]]
• [[ Timo Leuders ]]

Kurzbeschreibung

In diesem hochschulübergreifend organisierten Promotionskolleg werden in den verschiedenen naturwissenschaftlichen Disziplinen (Biologie, Chemie, Physik), dem Sachunterricht und der Mathematik in verschiedenen Klassenstufen und Schularten 11 empirische Forschungsprojekte im Bereich der Lehr- und Lernforschung durchgeführt.

Teilprojekt: Experimentelles Denken von Schülerinnen und Schülern im Fach Mathematik – Theoretische und empirische Konkretisierung einer fundamentalen Kompetenz

Wesentliche Bestandteile experimentellen Denkens sind das induktive Explorieren sowie das Generieren und Überprüfen von Hypothesen. Diese sind in weiten Teilen ein gemeinsames Fundament sowohl naturwissenschaftlichen als auch mathematischen Arbeitens. Insbesondere die Phase des Explorierens, des Überprüfens an Beispielen und des Aufstellens von Hypothesen lässt sich sowohl kognitionspsychologisch als auch epistemologisch auf gemeinsamer theoretischer Basis betrachten. Im Projekt sollen diese fundamentalen kognitiven Prozesse experimentellen Denkens im Bereich des mathematischen Problemlösens vertiefend untersucht werden. Damit wird einerseits ein Forschungsbeitrag zu einem bislang kaum bearbeiteten Aspekt des Problemlösens unter kompetenztheoretischen Gesichtspunkten geleistet und andererseits die Basis für eine fruchtbarere konzeptuelle Zusammenarbeit der Fächergruppe Mathematik und Naturwissenschaften gelegt.

Teilprojekt: Demonstrations- und vorgegebene Schüler-Experimente als Ausgangspunkt mathematischer Begriffsbildung - Empirische Untersuchung der Wirksamkeit

Im Zentrum des Projektes steht die Frage, inwieweit durch ein Wechselspiel von reflektierter Aktion und Reaktion im Rahmen von Realexperimenten verschiedene Grundvorstellungen des Funktionsbegriffs angeregt und entwickelt werden können. Dies geschieht zunächst qualitativ mit dem Ziel der Gewinnung von Items zur Beschreibung der verschiedenen relevanten Aspekte. Es schließt sich ein Prä-Post-Kontrollgruppen-Design an, um die potentielle Ausbildung der Grundvorstellungen in einer größeren Stichprobe zu untersuchen.