Mathematikdidaktik
PHZH Quest
PHZH Quest
-
- 1 / 58
-
Lernkarten
4.2 Die Studentinnen und Studenten können Aufgaben aus dem Lehrmittel im Hinblick auf Kompetenzen analysieren und den entsprechenden Handlungsaspekten zuordnen.
Muss situativ zugeordnet werden.
- Algebra mit dem inhaltlichen Schwerpunkt auf Kompetenzbereich Zahl und Variable
- Geometrie mit dem inhaltlichen Schwerpunkt auf Kompetenzbereich Form und Raum
- Sachaufgaben mit dem inhaltlichen Schwerpunkt auf Kompetenzbereich Grössen, Funktionen, Daten und Zufall
WICHTIG: jeder Kompetenzbereich soll durch alle drei Handlungsaspekte vermittelt werden
4.1.3 Die Studentinnen und Studenten können die Kompetenzmatrix des Lehrplan 21 im Fach Mathematik angeben und korrekt bezeichnen, sowie die drei Handlungsaspekte «Operieren und Benennen», «Erforschen und Argumentieren» und «Mathematisieren und Darstellen» beschreiben.*
Handlungsaspekt Mathematisieren und Darstellen
Mathematisieren & Darstellen
Situationen und Texte werden in Operationen, Skizzen und Terme übertragen und vice versa.
Mathematisieren, Beziehungen oder Strukturen erkennen und durch Gesetze oder Formeln zu verallgemeinern.
Auch gehört das Austauschen von Erkenntnissen durch Bild, Text oder Mündlich dazu.
Der Begriff Darstellen wird weit gefasst. Er umfasst alle Tätigkeiten, die Gedanken, Muster oder Sachverhalte nachvollziehbar, erkennbar oder verständlich machen.
- Eine Situation vereinfachen und darstellen
- Muster, Strukturen und Gesetzmässigkeiten erkennen und beschreiben
- Handlungen, Bilder, Grafiken, Texte, Terme oder Tabellen in eine andere Darstellungsform übertragen
- Mathematische Modelle, Lösungswege, Gedanken und Ergebnisse darstellen und interpretieren
- Mathematische Inhalte darstellen (mündlich und schriftlich, mit Tabellen, Figuren und Körpern, Grafiken, Texten oder Situationen)
- Figurierte Zahlen (aufgrund der Legeordnung leicht bestimmbare Anzahlen) in Zahlenmuster oder Zahlenfolgen übertragen
- Zahlenmuster und Zahlenfolgen visualisieren (z.B. durch Punkte oder Zählstriche)
4.1.2 Die Studentinnen und Studenten können die Kompetenzmatrix des Lehrplan 21 im Fach Mathematik angeben und korrekt bezeichnen, sowie die drei Handlungsaspekte «Operieren und Benennen», «Erforschen und Argumentieren» und «Mathematisieren und Darstellen» beschreiben.*
Handlungsaspekt Erforschen + Argumentieren
Erforschen & Argumentieren
Das Erkunden und Ausprobieren mathematischer Strukturen steht im Vordergrund.
- Sich auf Unbekanntes einlassen, ausprobieren, Beispiele suchen
- Vermutungen und Fragen formulieren
- Sachverhalte, Darstellungen und Aussagen untersuchen
- Einer Frage durch Erheben und Analysieren von Daten nachgehen
- Zahlen, Figuren, Körper oder Situationen systematisch variieren
- Ergebnisse beschreiben, überprüfen, hinterfragen, interpretieren und begründen
- Muster entdecken, verändern, weiterführen, erfinden und begründen
- Mit Beispielen und Analogien argumentieren
- Beweise führen
4.1.1 Die Studentinnen und Studenten können die Kompetenzmatrix des Lehrplan 21 im Fach Mathematik angeben und korrekt bezeichnen, sowie die drei Handlungsaspekte «Operieren und Benennen», «Erforschen und Argumentieren» und «Mathematisieren und Darstellen» beschreiben.*
Handlungsaspekt Operieren und Benennen
Operieren & Benennen:
Operieren - Begriffe festhalten: Zahlen, Formen oder Körper in Beziehung gesetzt, verändert, Ergebnisse festgehalten
Benennen = Verwenden der mathematischen Fachsprache. Beim .
- Ziel: Kommunikation und Missverständnis vermeiden.
- Zusammenhänge zum Rechnen nutzen
- Grundlegende Formeln und Gesetze anwenden (z.B. beim Umformen und Auswerten von Termen)
- Ergebnisse berechnen (Kopfrechnen, mit Notieren eigener Rechenwege und schriftliche Verfahren)
- Automatisiertes Abrufen von Rechnungen (z.B. im Einspluseins und Einmaleins)
- Grössen bezeichnen, umrechnen und schätzen
- Instrumente, Werkzeuge und Hilfsmittel sowie Messgeräte verwenden
- Begriffe und Symbole deuten und verwenden
- Mit Formen operieren (zerlegen, zusammenführen, verschieben, drehen, spiegeln, vergrössern, verkleinern, überlagern)
- Skizzieren, zeichnen und Grundkonstruktionen ausführen
3.4 können erklären, was «Grundvorstellungen» in der Mathematik bedeuten, die drei Kernpunkte aufzählen und beschreiben, sowie die auf dem Arbeitsblatt mit Stern gekennzeichneten Grundvorstellungen zu Bruchzahlen erläutern.
3 Kernpunkte
- Ein mathematischer Begriff lässt sich in der Regel nicht mit einer Grundvorstellung, sondern eher mit mehreren Grundvorstellungen erfassen. Die Ausbildung dieser Grundvorstellungen und ihre gegenseitige Vernetzung wird auch Grundverständnis des Begriffes genannt.
- Im Laufe der Schulzeit werden primäre Grundvorstellungen - das sind solche, die ihre Wurzeln in gegenständlichen Handlungserfahrungen aus der Vorschulzeit haben - immer mehr durch sekundäre Grundvorstellungen (welche meist auf mathematischen Darstellungsmitteln wie dem Zahlenstrahl basieren) ergänzt, die aus der Zeit mathematischer Unterweisung stammen.
- Bei Grundvorstellungen ist nicht an eine Kollektion gedanklichen Werkzeugen zu denken, sondern an die Ausbildung eines dynamischen Netzwerks, das sich durch Erweiterung von alten und Zugewinn von neuen Vorstellungen zu einem immer leistungsfähigeren System mentaler mathematischer Modelle entwickelt.
3.2 können beschreiben, inwiefern sich «Mathematiklernen heute» von «Mathematiklernen früher» unterscheidet und können den Wandel begründen (Ziel von V01 ausbauen).*
Schule soll auf das praktische Leben – und damit insbesondere auch auf das Berufsleben – vorbereiten und muss sich an die dort gestellten Anforderungen anpassen. In der heutigen, stark techni- sierten Gesellschaft gehören Taschenrechner und Computer mittlerweile zur Standardausstattung und können – mit entsprechender Software ausgestattet – komplizierte Terme vereinfachen, differenzieren, integrieren, Graphen zeich- nen, Gleichungssysteme lösen und vieles mehr. Im heutigen Mathematikunter- richt kann es daher nicht mehr um das Lösen von Routineaufgaben gehen, da gerade dies an den Taschenrechner oder Computer abgegeben werden kann (und wird!). Wichtig bleibt jedoch, dass die Schüler auch in Zukunft wissen, was sich hinter den Tasten verbirgt, d. h. verstehen, wie der Taschenrechner oder Computer arbeitet (vgl. [39], S. 5).
3.1.2 können aufgrund der Literatur Argumente für die Grundprinzipien «Einsicht statt Routine», «Aktiv-konstruktiv statt passiv-rezeptiv» nennen und mit Beispielen unterlegen, dass es für Eltern einer Schülerin oder eines Schülers nachvollziehbar ist.
- Aktiv-konstruktiv statt passiv-rezeptiv
- Wissenübertragung nicht erzwungen
- Selbständigkeit und Selbstätigkeit ist entscheidend
- Handlungsorientierter Unterricht: Tun + Handeln = höchste Behaltensleistung
- (Erarbeiten und Entwickeln, Problemlösen wird auch im Alltag immer wichtiger).
- wenig Hilfestellungen - Lösen eines Problems selbständig neue Fragen nachgehen - nich viel gelenkt.
- viel eigenes Denken animieren
- S:S müssen lernen - wie man Mathematik lernt - Reflexion / Anleitung
- Lernen basiert auf der Theorie Jean Piaget: Wechselwirkung zwischen Individuum und Umwelt
- Assimilation - integrieren in bekanntes Schema
- Akkommodation - neues kognitives Schema entwickeln
- Äquilibration -Anpassung an Umweltgegebenheiten, individuelles Gleichgewicht stärken
- Wissenserwerb eines Individuums erfolgt konstruktiv, indem neues Wissen aktiv in den Wissensbestand eingepasst wird. Was gelernt wird, hängt also nicht nur vom Angebot („Lehrinhalt“) ab, sondern auch vom Lernenden und seinen Erfahrungen.
3.1.1 können aufgrund der Literatur Argumente für die Grundprinzipien «Einsicht statt Routine», «Aktiv-konstruktiv statt passiv-rezeptiv» nennen und mit Beispielen unterlegen, dass es für Eltern einer Schülerin oder eines Schülers nachvollziehbar ist.
- Einsicht statt Routine
- Anwendung auf Probleme, die nicht genau nach Schema sind, trotzdem lösen zu können. Kontextaufgaben
- Kein stupides Lösen von Aufgaben nach Schemata = Scheinleistungen
- Man kann es wieder herleiten, anstelle, wenn es auswendig gelernt ist, hat man es wahrscheinlich vergessen (Rekonstruktion) - ohne Verständnis nicht gespeichert
- tiefgründiges Verständnis für die Zusammensetzung verschiedener Themen.
- Mehr Zeit für Verständnis
- Mathematische Begriffbildung: Fundament der Mathematik.
- Begriffsbildung: Fehlvorstellungen entgegenwirken und tragfähige Grundvorstellung aufbauen.
- Sahverhalt = verstanden - Anwendungsbeispiele angeben
- Der Rechner kann auch schnell rechnen. Deshalb muss man den Prozess und das Verständnis trainieren.
- Zwei Ebenen; Verstehen, rechnen
- Reflektieren: Mathematische Prozesse und Bewertung - Erkenntnis für Nutzen
- Problemlösungsfähigkeit
2.5 können die Methode «Schreibgespräch» beschreiben und anhand von Beispielen sinnvolle Einsatzmöglichkeiten im Mathematikunterricht aufzeigen.
- offene Fragen stellen
Schreibgespräch (Unterhaltung nur durch schreiben auf Papier, vergleichbar mit chatten)
Geeignete Aufgaben für ein Schreibgespräch:
- Ein leichter Einstieg macht es jedem möglich, zu Beginn etwas auf das leere Blatt zu schreiben
- Eine Aufgabe sollte offen sein, also vielfältige Bearbeitungen ermöglichen
- Ein Text sollte individuelle Sichtweisen, Meinungen oder Bewertungen ermöglichen
konkrete Aufgabentypen:
- FERMI-Aufgaben
- «offene Erzeugungsaufgaben», bei denen eine grosse Vielfalt vorher spezifizierter Objekte erzeugt werden soll
- gemeinsames Entwickeln von Merksätzen
- Problemlöseaufgaben
2.3.2 können die Ergebnisse der COACTIV-Studie in Bezug auf folgende zwei Punkte erläutern:
ii. die Rolle des Fachwissens bei der Entwicklung von fachdidaktischem Wissen.
Lehrkräfte am Gymnasium verfügen über deutlich mehr Fachwissen. Die bemerkenswerte Tatsache, dass gymnasiale Lehrkräfte auch über mehr fachdidaktisches Wissen verfügen, kann als ein Hinweis auf die Rolle gesehen werden, die das Fachwissen bei der Entwicklung von fachdidaktischem Wissen spielt.
Die Expertenlehrkraft verfügt über viel fachdidaktisches Wissen und viel Fachwissen, sie hat eine konstruktivistische Sichtweise von Lernen und berichtet von angemessener Disziplin in der eigenen Klasse. Sie ist weder der Meinung, Mathematik sei hauptsächlich eine Sammlung von Rezepten, die man nur erinnern und anwenden muss, noch glaubt sie, dass Mathematik am besten durch Zuhören gelernt werden kann. Sie vertritt ebenfalls nicht die Auffassung, dass S:S jederzeit kleinschrittig angeleitet werden müssen.
2.3.1 können die Ergebnisse der COACTIV-Studie in Bezug auf folgende zwei Punkte erläutern:
i. den Einfluss der drei Wissensbereiche des professionellen Lehrpersonenwissens («Pädagogisches Wissen», «Fachwissen», «Fachdidaktisches Wissen») auf die Leistungsentwicklung der Schülerinnen und Schüler;
In der COACTIV-Hauptstudie wurden die Mathematiklehrkräfte der PISA-Klassen 2003/04 befragt und getestet. Zentraler Bestandteil von COACTIV sind die Tests zum fachdidaktischen Wissen und zum Fachwissen von Mathematiklehrkräften der Sekundarstufe.
COACTIV ist eine Abkürzung und steht für das Projekt „Cognitive Activation in the Classroom: The Orchestration of Learning Opportunities for the Enhancement of Insightful Learning in Mathematics“. Der deutsche Titel ist „Professionswissen von Lehrkräften, kognitiv aktivierender Mathematikunterricht und die Entwicklung mathematischer Kompetenz“.
2.2 können den Bereich «Fachdidaktisches Wissen» basierend auf der COACTIV-Studie in folgende drei Bereiche unterteilen und jeweils Beispiele dazu nennen:
• Wissen über Erklären und Repräsentieren (Instruktionsaspekt)
• Wissen über Schülerfehler und Schülerschwierigkeiten (Schüleraspekt)
• Wissen über das multiple Lösungspotential von Aufgaben (Inhaltsaspekt)
1.5 können die Methode «Stellung beziehen» beschreiben und anhand von Beispielen sinnvolle Einsatzmöglichkeiten im Mathematikunterricht aufzeigen.
Die Klasse sammelt sich an einem Ort, an dem die SuS frei auf eine Seite gehen können. Die Lehrperson hat verschiedene Fragen / Aussagen welche mit „ja / stimme ich zu“ oder „nein / stimme ich nicht zu“ beantwortet werden können.
Es wird einen „Ja-Seite“ und eine „Nein-Seite“ bestimmt.
Die Fragen / Aussagen werden präsentiert, worauf die SuS sich auf eine Seite begeben.
Dabei sollte nicht gesprochen werden.
1.4 können erklären, warum Mathematik mehr ist als Rechnen und können Beispiele dazu nennen.
- Den zentralen fachdidaktischen Aspekten guten Mathematikunterrichts liegt ein Bild von Mathematik zu Grunde, welches davon ausgeht, dass alle Kinder Mathematik Lernen können.
- Mathematik ist ein interessanter Unterrichtsbereich, in dem die SuS viel erforschen und entdecken können.
Soziales Lernen
- Mathematik betreiben bedeutet nicht nur „Rechnen“, sondern im selben Mass Erkunden, Gestalten und Beschreiben von Mustern und Zusammenhängen.
- Dabei sind Bezüge zum Alltag genauso wichtig wie innermathematische Fragestellungen.
1.1 analysieren ihr eigenes Bild von Mathematik (-unterricht) sowie ihr Lehr- und Lernverständnis und können begründen, warum beides (ihr Lehr- und Lernverständnis und ihr Bild von Mathematik(-unterricht)) ihre Vorstellung von gutem Mathematikunterricht entscheidend beeinflusst.
Eigenes Bild von Mathematik (-unterricht):
• Mathematikbezogene beliefs haben einen Einfluss darauf, wie eine LP unterrichtet.
• Inhaltliche und methodische Schwerpunktsetzung im MU wird durch das Bild der LP von M beeinflusst.
• Eigene schulische Erfahrungen haben einen hohen Stellenwert
- durch die Stabilität von epistemologischen Überzeugungen und subjektiven Theorien
- wissens- und lernbezogene Erfahrungen von LP werden bereits im Rahmen der eigenen Schulerfahrungen ausgebildet.
4 Aspekte der Mathematik:
- Formalismus-Aspekt:
Ebene der Begriffe und der Sprache (Strenge, Exaktheit und Präzision)
Ebene der Beweise und Argumentation (logisch, objektiv und fehlerlos Denken) - Anwendungs-Aspekt:
Die Kenntnisse der Mathematik sind im Alltag anwendbar oder im Beruf
Allgemeiner, grundsätzlicher Nutzen für die Gesellschaft - Prozess-Aspekt:
Mathematik als Prozess handelt vom Erschaffen, Erfinden und Wiederentdecken der Mathematik, aber auch vom Verstehen von Sachverhalten und Einsehen von Zusammenhängen. Durch Ausprobieren, argumentieren und inhaltsbezogenes Denken. - Schema-Aspekt: Mathematik wird gekennzeichnet als Sammlung von Verfahren und Regeln, die genau ngeben, wie man Aufgaben löst. Mathematik-Betreiben besteht darin, Definitionen, Regeln, Formeln, Fakten und Verfahren zu behalten und anzuwenden.