Forschungsprojekt OModA (Laufzeit: seit 2020)

Förderinstitution:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Zusammenfassung

Offene Problemstellungen, die mehrere Lösungen zulassen, sind schon lange wichtige Bestandteile des Fachunterrichts in Mathematik und Naturwissenschaften. Diesen Problemstellungen werden lernförderliche Eigenschaften zugeschrieben. Eine wichtige Art von offenen Aufgaben bezieht sich auf die realitätsbezogenen Problemstellungen, die mithilfe mathematischer Modellierungen bearbeitet werden (Modellierungsaufgaben) und nicht alle für die Lösung notwendigen numerischen Angaben enthalten. In diesen Aufgaben ist der Anfangszustand des Problems offen. Die Bearbeitung von offenen Modellierungsaufgaben im Schulunterricht soll Lernende darauf vorbereiten, ihr mathematisches Wissen im Alltag und im Beruf zu verwenden. Im Anschluss an Forschungen zum mathematischen Modellieren, zu offenen Aufgaben und selbständigkeitsorientierten Lehr-Lern-Formen wird im OModA-Projekt untersucht, welche Effekte (1) eine auf die Anforderungen der offenen Aufgaben zugeschnittene Instruktion und (2) der Unterricht mit offenen Modellierungsaufgaben auf kognitive und motivationale Faktoren hat. In der experimentellen Instruktionsstudie werden die Effekte der Instruktion zur Identifikation von fehlenden Informationen und die Wirkungen der Festlegung dieser Informationen untersucht. Anschließend werden in einer quasi-experimentellen Unterrichtsstudie der Unterricht mit offenen Modellierungsaufgaben und der Unterricht mit geschlossenen realitätsbezogenen Aufgaben im Feld kontrastiert. Das Projekt ist in kognitiven und motivationalen Theorien und Konzeptionen verankert und soll neue Erkenntnisse über die Bedeutsamkeit der Offenheit von Modellierungsaufgaben im selbständigkeitsorientierten Unterricht für die kognitive und motivationale Entwicklung von Schülerinnen und Schüler bringen. Ein weiteres Ziel des Projekts ist, Wirkmechanismen der Behandlung von offenen Aufgaben im selbständigkeitsorientierten Unterricht zu untersuchen und Faktoren zu identifizieren, die die Effektivität des Unterrichts mit offenen Modellierungsaufgaben beeinflussen. Während der vorliegende Antrag auf die Offenheit des Anfangszustandes beim Modellieren fokussiert, ist im Fortsetzungsantrag geplant, die Offenheit des Endzustandes beim Modellieren zu erforschen.

Publikationen

Artikel in Zeitschriften mit Peer Review

Schukajlow, S., Krawitz, J., Kanefke, J., Blum, W., & Rakoczy, K. (2023). Open modelling problems: Cognitive barriers and instructional prompts. Educational Studies in Mathematics, 114(3), 417-438. https://doi.org/10.1007/s10649-023-10265-6

Bücher, Buchbeiträge und Konferenzbeiträge mit Peer Review

Wiehe, K., Schukajlow, S., Krawitz, J., & Rakoczy, K. (in press). The OModA project: Designing a teaching method to help students dealing with openness in modelling problems. In H.-S. Siller, G. Kaiser, & V. Geiger (Eds.), Researching mathematical modelling education in disruptive/challenging times.

Krawitz, J., Schukajlow, S., Wiehe, K., & Rakoczy, K. (2023). Experiences of competence and autonomy during a teaching intervention on mathematical modelling. In P. Drijvers, C. Csapodi, H. Palmér, K. Gosztonyi, & E. Kónya (Eds.), Proceedings of the Thirteenth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME13) (pp. 1458-1465). Alfréd Rényi Institute of Mathematics and ERME.

Kanefke, J., & Schukajlow, S. (2022). Students' processing of modelling problems with missing data. In J. Hodgen, E. Geraniou, G. Bolondi, & F. Ferretti (Eds.), Proceedings of the Twelfth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME12). Free University of Bozen-Bolzano and ERME.

Krawitz, J., Schukajlow, S., Kanefke, J., & Rakoczy, K. (2022). Making realistic assumption in mathematical modelling. In C. Fernandez, S. Llinares, A. Gutierrez, & N. Planas (Eds.), Proceedings of the 45th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Vol. 3, pp. 59-66). PME

Schukajlow, S., Krawitz, J., Kanefke, J., & Rakoczy, K. (2022). Interest and performance in solving open modelling problems and closed real-world problems. In C. Fernandez, S. Llinares, A. Gutierrez, & N. Planas (Eds.), Proceedings of the 45th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Vol. 3, pp. 403-410). PME

Praxisbezogene Beiträge

Krawitz, J., & Schukajlow, S. (2022). Eine Aufgabe viele Lösungen: Natürlich differenzieren mit Modellierungsaufgaben. mathematik lehren, 233, 28-32

Beiträge ohne Peer Review

Schukajlow, S., Krawitz, J., Kanefke, J., & Rakoczy, K. (2023). Effekte einer Instruktion zu offenen Aufgaben: "Wenn ich wüsste, was hier fehlt, dann könnte ich sie lösen". In IDMI-Primar Goethe-Universitäst Frankfurt (Ed.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2022. 56. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (pp. 337-340). WTM. https://doi.org/10.37626/GA9783959872089.0

Wiehe, K., Krawitz, J., Schukajlow, S., & Rakoczy, K. (2023). Lösen offener Aufgaben fördern - Konzeption einer Unterrichtsstudie im Projekt OModA. In IDMI-Primar Goethe-Universitäst Frankfurt (Ed.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2022. 56. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (pp. 231-234). WTM. https://doi.org/10.37626/GA9783959872089.0