Problemlösen mit Strategieschlüsseln (Promotionsprojekt)

Raja Herold-Blasius (2019): Problemlösen mit Strategieschlüsseln. Eine explorative Studie zur Unterstützung von Problembearbeitungsprozessen mit Dritt- und Viertklässlern. Dissertation, Universität Duisburg-Essen.
Betreut durch Benjamin Rott.
Begutachtet durch Benjamin Rott und Timo Leuders.

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Zusammenfassung

Lernhilfen in Form von Hilfe- oder auch Tippkarten werden als Methode und Material zur Differenzierung im Unterricht eingesetzt. Ob Hilfekarten Lernende tatsächlich dabei unterstützen, Hürden zu überwinden, ist bisher unzureichend geklärt. Für die vorliegende Untersuchung dienen sogenannte Strategieschlüssel als Interventionsinstrument. Strategieschlüssel sind schülerbezogene Impulskarten, die Problemlösestrategien und selbstregulatorische Aktivitäten anregen sollen. Mit diesem Material werden Lernenden insgesamt acht heuristische Impulse auf sprachlicher und visueller Ebene angeboten, z. B. "Male ein Bild" oder "Finde ein Beispiel". Dabei dürfen die Lernenden selbst entscheiden, ob, wann und auf welche Schlüssel sie ggf. zurückgreifen möchten.

Die theoretische Einbettung der Strategieschlüssel mit Hilfe von vier theoretischen Konzepten (Hilfekarten, Prompts, Nudges und Scaffolding) lässt vermuten, dass die Strategieschlüssel den Einsatz von Strategien triggern und die Selbstregulation im Bearbeitungsprozess anregen.

Zur Untersuchung der Strategieschlüssel im Rahmen einer explorativen Studie bietet sich inhaltlich das mathematische Problemlösen an. Hier treffen Schülerinnen und Schüler naturgemäß Hürden an, die es zu überwinden gilt und ggf. mit Hilfe der Strategieschlüssel überwunden werden können.

Das Erkenntnisinteresse der vorliegenden Arbeit besteht darin, zu untersuchen, auf welche Art und Weise die Strategieschlüssel den Problembearbeitungsprozess von Dritt- bis Viertklässlern beeinflussen. Dazu wird betrachtet, (a) wie die Nutzung der Strategieschlüssel mit dem Problembearbeitungsprozess (konkretisiert durch Phasen (Episodentypen), den Heurismeneinsatz und den Lösungserfolg) zusammenhängt; (b) welche Weisen der Strategieschlüsselnutzung sich unterscheiden lassen; (c) welche selbstregulatorischen Tätigkeiten mit der Strategieschlüsselnutzung zusammen hängen und (d) welche Muster bei der Strategieschlüsselnutzung unter Verwendung der Erkenntnisse der Forschungsfragen (a) bis (c) beschrieben werden können.

Zur Beantwortung der Fragen wurden Dritt- und Viertklässler beim Bearbeiten von mathematischen Problemlöseaufgaben in Form von aufgabenbasierten Interviews videografiert. Insgesamt wurden 41 Problembearbeitungsprozesse aufgezeichnet. Diese wurden dann in Teilen transkribiert und auf vier verschiedene Weisen kodiert: (1) Phasen im Problembearbeitungsprozess, (2) Heurismen, (3) externe Impulse, z. B. durch Strategieschlüssel und (4) Lösungserfolg. Die Datenauswertung erfolgte mit Hilfe quantitativer (z. B. Chi²-Unabhängigkeitstest) und qualitativer Methoden (z. B. Qualitative Inhaltsanalyse).

Die quantitativen Analysen ergaben einen statistisch hoch signifikanten Zusammenhang zwischen der Interaktion mit den Strategieschlüsseln, dem Heurismeneinsatz und dem Wechsel zwischen Episodentypen. Durch die qualitativen Analysen wurde gezeigt, dass die Strategieschlüssel auf neun verschiedene Weise genutzt werden, den Einsatz von Heurismen triggern und selbstregulatorische Tätigkeiten bei den Schülerinnen und Schülern anregen. Darüber hinaus konnten neun Muster bzgl. der Interaktion mit den Strategieschlüsseln identifiziert werden.

Literatur

• Herold-Blasius, Raja (im Druck). Problemlösen mit Strategieschlüsseln. Eine explorative Studie zur Unterstützung von Problembearbeitungsprozessen bei Dritt- und Viertklässlern. Dissertation. Universität Duisburg-Essen. Wiesbaden: Springer.
• Herold-Blasius, Raja (2020). Mathematisches Problemlösen mit Strategieschlüsseln. Identifikation von Mustern bei der Verwendung von Strategieschlüsseln. In L. Baumanns, J. Dick, A.-C. Söhling, N. Sturm & B. Rott (Hrsg.), Wat jitt dat, wenn et fädich es? Tagungsband der Herbsttagung des GDM-Arbeitskreises Problemlösen in Köln 2019 (S. 149–160). Münster: WTM.
• Herold-Blasius, Raja (2020). Problemlösen mit Strategieschlüsseln. Mustern bei der Schlüsselverwendung. In H.-S. Siller, W. Weigel & J. F. Wörler (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2020 (S. 417–420). Münster: WTM.
• Herold-Blasius, Raja & Rott, Benjamin (2018). Der Einfluss von heuristischen Hilfekarten auf das Problemlösen. Ergebnisse einer Studie. In Fachgruppe Didaktik der Mathematik der Universität Paderborn (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (S. 775–778). Münster: WTM.
• Herold-Blasius, Raja & Rott, Benjamin (2018): Strategieschlüssel als Werkzeug beim mathematischen Problemlösen. In: MNU Journal 71(1), S. 57–62.    
• Herold-Blasius, Raja (2017): Strategy keys as tool for problem solving. In: Mathematics Teaching in Middle School (MTMS) 23(3), S. 147–153.
• Herold-Blasius, Raja; Rott, Benjamin; Leuders, Timo (2017): Problemlösen lernen mit Strategieschlüsseln - Ergebnisse einer qualitativen Studie mit Dritt- und Viertklässlern. In: Mathematica Didactica 40(2017), Themenheft Problemlösen, online first.    
• Herold-Blasius, Raja & Rott, Benjamin (2017): Welchen Einfluss haben Strategieschlüssel auf Problemlöseprozesse? – Methodische Überlegungen zur Analyse. In: In M. Beyerl, J. Fritz, M. Ohlendorf, A. Kuzle & B. Rott (Hrsg.), Mathematische Problemlösekompetenzen fördern. Tagungsband der Herbsttagung des GDM-Arbeitskreises Problemlösen in Braunschweig 2016. Münster: WTM, S. 101–118.
• Herold-Blasius, Raja & Rott, Benjamin (2016): Using Strategy Keys as a Tool to influence strategy behaviour – A qualitative Study. In T. Fritzlar, D. Assmus, K. Bräuning, A. Kuzle & B. Rott (Hrsg.), Problem solving in mathematics education. Proceedings of the 2015 joint conference of ProMath and the GDM working group on problem solving (S. 137–148). Münster: WTM.
• Herold-Blasius, Raja & Philipp, Kathleen (2016): Schlüssel zum Erfolg. Mit Strategieschlüsseln Problemlösestrategien fördern. In: Praxis der Mathematik in der Schule 68, S. 9–14.
• Herold-Blasius, Raja (2016): Das Potential von Strategieschlüsseln beim Problemlösen. In Institut für Mathematik und Informatik der Pädagogischen Hochschule Heidelberg (Hrsg). Beiträge zum Mathematikunterricht 2016. Vorträge auf der 50. Tagung für Didaktik der Mathematik vom 07.03.2016 bis 11.03.2016 in Heidelberg. Bd. 1. (S. 421–424). Münster, WTM.
• Herold, Raja & Rott, Benjamin (2015): Problem solving with strategy keys: A study to identify user types. In: Beswick, K., Muir, T., & Wells, J. (Eds.) (2015). Proceedings of the 39th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Vol. 3). Hobart, Australia: PME, S. 65–73.