Individualisierung im Fach Mathematik: Effekte auf Leistung und Emotionen

Maria Tulis (2010): Individualisierung im Fach Mathematik: Effekte auf Leistung und Emotionen. Dissertation, Universität Bayreuth.
Begutachtet durch Wiebke Putz-Osterloh und Markus Dresel.
Erhältlich unter http://opus.ub.uni-bayreuth.de/volltexte/2010/741/
Tag der mündlichen Prüfung: 21.06.2010.

Zusammenfassung

Computerbasierte Lernprogramme stellen eine sinnvolle und zunehmend praktikable Möglichkeit dar, Individualisierung im Mathematikunterricht umzusetzen. Welche Rolle Emotionen in diesen neuen Lernumgebungen – vor allem im Zusammenhang mit Fehlern und Misserfolg spielen, ist kaum geklärt. Die vorliegende Arbeit verfolgte mehrere Ziele: Zum einen ging es darum, Einsatzmöglichkeiten und Effekte computerbasierter Individualisierung auf Leistung und Emotionen von SchülerInnen zu untersuchen. Es wurde erwartet, dass durch das Programm Merlins Rechenmühle (MRM 2.0) deutlichere Leistungsverbesserungen erreicht werden als durch herkömmliche Übungsstunden (experimentelles Design innerhalb von 12 Versuchsklassen durch randomisierte Zuweisung zu Treatment- und Kontrollgruppe in jeder Klasse) und positive Veränderungen in den Mathematikemotionen, dem mathematischen Selbstkonzept, der Fachvalenz sowie der Einstellung zu Fehlern erzielt werden (Quasi-experimentelles Design durch Vergleich von 12 Versuchs- und 13 Kontrollklassen). Bei den Analysen wurden insbesondere Unterschiede zwischen leistungsschwachen und -starken SchülerInnen berücksichtigt. Zum anderen wurde die Bedeutung unterschiedlicher Fehlerkulturvariablen für Emotionen im Fach Mathematik analysiert. Neben Leistungstests am Beginn und am Ende der ersten Schuljahreshälfte, wurde das emotionale Erleben der SchülerInnen auf zwei Arten erhoben: (1) ein Fragebogen zur Erhebung habitualisierter (d.h. durch wiederholte Lernerfahrungen stabilisierter) Mathematikemotionen zu zwei Messzeitpunkten (prä-post) und (2) online-Erfassung der State-Emotionen in der computerbasierten Lernumgebung und im traditionellen Unterricht. Dabei wurde ein Augenmerk auf das prozessbezogene emotionale Erleben während der Arbeit mit dem Programm und insbesondere nach Erfolg und Misserfolg gelegt. Vorab wurden anhand einer Online-Befragung der Stellenwert und der Ablauf von Übungsstunden im Unterrichtsalltag aus Sicht von Mathematiklehrkräften erhoben, um Einsatzmöglichkeiten des Programms im Unterricht zu bestimmen. In einer Pilotstudie vor der eigentlichen Hauptstudie wurde zudem das Programm erstmals in der 5. Jahrgangsstufe einer Realschule eingesetzt und evaluiert. In der Hauptuntersuchung (N = 685 SchülerInnen) wurde MRM 2.0 in 12 Versuchsklassen (Hauptschule und Gymnasium) in den regulären Mathematikunterricht integriert. Die Ergebnisse zeigten signifikante Gewinne in der Mathematikleistung nach der Intervention – sowohl beim Vergleich zwischen Versuchs- und Kontrollklassen, als auch beim Vergleich zwischen Versuchs- und Warte-Kontrollgruppen innerhalb der Versuchsklassen. Für die Nachtestleistung konnte ein Transfereffekt und ein Effekt der vermehrten Bearbeitung von Textaufgaben (unter Kontrolle des Leistungsniveaus) gefunden werden. Zudem wurden mit MRM 2.0 in vergleichbarer Zeit wesentlich mehr Aufgaben aktiv (und individuell) bearbeitet. Beim Vergleich zwischen Versuchs- und Kontrollklassen berichteten die SchülerInnen der Versuchsklassen (und insbesondere jene, die sich in herkömmlichen Übungsstunden überfordert fühlten) nach der Intervention höhere Freude sowie weniger Langeweile und Ärger. Tendenziell zeigten sich auch positive Effekte in der Fehler-Lernorientierung und der Fachvalenz zugunsten der Versuchsklassen. Zu Beginn leistungsschwache SchülerInnen wiesen zudem nach den Übungsstunden mit MRM 2.0 ein höheres mathematisches Selbstkonzept auf. Während der Arbeit mit dem Programm dominierten positive Emotionen (auch bei leistungsschwachen SchülerInnen und Mädchen!), wobei von keinem Novitätseffekt auszugehen ist. Zwischen den prozessbezogen erhobenen Emotionen im Unterricht (States) und den mit Fragebogen erfassten (habitualisierten) Emotionen (Traits) wurden mittlere, positive Zusammenhänge gefunden. In Verbindung mit den Fragebogen-Befunden zu geschlechts- und leistungsspezifischen Unterschieden, die sich in den State-Emotionen nicht widerspiegelten, gewinnt die Erfassung situationsbezogener Emotionen an Bedeutung. Vor allem für Maßnahmen zur Förderung positiver Emotionen im Unterrichtsfach Mathematik bzw. der Motivation von Leistungsschwachen und Schülerinnen sind die gefundenen Ergebnisse bemerkenswert. Darüber hinaus wurde die Bedeutsamkeit einer positiven Einstellung zu Fehlern sowohl für State- als auch Trait-Emotionen deutlich: Analysen von Erfolgs- und Misserfolgssituationen bestätigten die Hypothese, dass SchülerInnen, die Fehlern konstruktiv und lernzielorientiert begegnen, auch in Misserfolgssituationen eine positive Emotionsbilanz aufrechterhalten.