D1Ma2 – Adaptation von Scaffolds zur Förderung der Diagnosekompetenzen angehender Grundschullehrkräfte in Mathematik in einer computerbasierten simulierten Lernumgebung

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Obersteiner, seit 5/2021
• Fachliche Zuordnung: Allgemeines und fachbezogenes Lehren und Lernen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 274698440

Teilprojekt 1 der Forschungsgruppe COSIMA (FOR 2385) untersucht Wirkungen unterschiedlicher Typen von Scaffolding in individuellen und kollaborativen Lernsituationen bei Lehramtsstudierenden und Lehrkräften in einer computerbasierten simulierten Lernumgebung. Die Lernumgebung, die in der ersten Förderphase entwickelt und erprobt wurde, nutzt reale Lösungen von Schülerinnen und Schülern von Mathematikaufgaben für die dritte Klasse der Grundschule in den Inhaltsbereichen „Zahlen und Operationen“ und „Muster und Strukturen“. Die Aufgaben können anhand eines empirisch basierten Kompetenzmodells in Bezug auf ihre Schwierigkeit eingeordnet werden, bei den Lösungen werden spezifische Fehlvorstellungen deutlich. Die Lernenden werden aufgefordert, Schülerlösungen zu analysieren und darauf basierend der virtuellen Schülerin oder dem virtuellen Schüler eine Kompetenzstufe zuzuordnen und ihre bzw. seine Fehlvorstellung zu beschreiben. In der ersten Förderphase des Projekts konnten die Häufigkeiten unterschiedlicher diagnostischer Aktivitäten während des Diagnoseprozesses abgebildet werden. Ferner wurden die Wirkungen von Scaffolding beim individuellen Lernen (Prompts) sowie beim kollaborativen Lernen mit einem Lernpartner (Rollenscaffolds) untersucht. Die Typen von Scaffolding wurden dabei allerdings nicht an das Vorwissen der Lernenden angepasst. In der zweiten Förderphase wird nun in experimentellen Designs untersucht, wie sich eine Adaptation unterschiedlicher Typen von Scaffolding an unterschiedliche Lernvoraussetzungen der Lernenden auf die Prozesse und Ergebnisse der Diagnose auswirkt. In einer ersten Studie werden die Lernenden beim Arbeiten mit der Lernumgebung entweder mit heuristischen Lösungsbeispielen oder aber mit fachdidaktischen Prompts unterstützt. In einer zweiten Studie geht es darum, die Lernprozesse mit Hilfe der Aufzeichnung von Blickbewegungen zu analysieren. Es soll hier betrachtet werden, wie Lernende die Scaffolds beim Diagnostizieren tatsächlich benutzen und ob es einen Zusammenhang zwischen dem Grad der Nutzung der Scaffolds, den diagnostischen Aktivitäten und dem Ergebnis der Diagnose gibt. Eine dritte Studie richtet sich auf die Wirkung der Adaptation von Scaffolding in kollaborativen Lernsituationen. Hier steht im Fokus, ob Lernende beim gemeinsamen Arbeiten mehr von fachdidaktischen Prompts profitieren oder aber von Scaffolds, die die Übernahme einer Teilaufgaben bei der Diagnose unterstützen (Rollenscaffolds). Insgesamt ergeben sich Erkenntnisse darüber, welche Typen von Scaffolding für Lernende mit unterschiedlichen Diagnosekompetenzen im Fach Mathematik besonders effektiv sind. Ferner vertiefen die geplanten Analysen mit Eye Tracking die Erkenntnisse zur spezifischen Nutzung unterschiedlicher Typen von Scaffolding.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2385: Förderung von Diagnosekompetenzen in simulationsbasierten Lernumgebungen an der Hochschule
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Frank Fischer
• Ehemalige Antragstellerin: Professorin Dr. Kristina Reiss, bis 5/2021