Modul 4 - Kognitive Aktivierung im Fach Mathematik
Ziel des Moduls
Kognitive Aktivierung ist ein Merkmal von Unterrichtsqualität. Mit diesem Modul legt die Lerngemeinschaft wichtige Grundlagen, damit den Lernenden mehr Möglichkeiten geboten werden, sich mit Inhalten kognitiv aktiv auseinanderzusetzen. Kognitive Auseinandersetzung meint hier, die Lernenden sollen die Bedeutung der Inhalte selbst konstruieren und in ihr bestehendes Wissen integrieren.
- Phase 1: Theorie mit Praxisbezug Was sagt die Wissenschaft und was bedeutet das für unsere Unterrichtspraxis?
- Phase 2: Tiefe Verarbeitung von Unterrichtinhalten Wie erreichen wir eine tiefe Verarbeitung von Unterrichtinhalten?
- Phase 3: Fehler nutzen Wie gehen wir mit Fehlern im Unterricht richtig um?
- Phase 4: Gemeinsame Stunden bzw. Stundenteile planen Wie setzten wir das Gelernte in gemeinsamen Stunden um?
Was sagt die Wissenschaft und was bedeutet das für unsere Unterrichtspraxis?
Die Zusammenfassung der empirischen Ergebnisse zur Bedeutung der kognitiven Aktivierung bildet eine gemeinsame Grundlage für die Lerngemeinschaft.
Die Theorie zur kognitiven Aktivierung wird in der Präsentation anhand von Unterrichtsbeispielen erläutert. Die Herausforderungen des Mathematikunterrichts werden aufgegriffen und Lösungsansätze angeboten. Die Übersicht zeigt die in Phase 2 und 3 verwendeten digitalen Materialien.
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CC BY-SA 4.0 S. Ufer, C. Förtsch, T. Kosiol et al.
Wie erreichen wir eine tiefe Verarbeitung von Unterrichtinhalten?
Tief verarbeitete Lerninhalte zeichnen sich durch eine starke Vernetzung untereinander und zum Vorwissen aus. Die tiefe Verarbeitung muss explizit angeregt werden, indem z. B. verschiedene Vorstellungen zu einem Inhalt verknüpft, Bezüge zwischen Darstellungen hergestellt oder neue Informationen aktiv aus bestehenden Informationen konstruiert werden.
Die Präsentation erläutert ausführlich Grundlagen und wissenschaftliche Fakten zur tiefen Verarbeitung. Anhand der Unterrichtsbeispiele „Flächeninhalt Kreissektor“, „Volumen Zylinder“, „Steigung linearer Funktionen“ und „Pyramidennetze“ werden fachspezifische Bezüge hergestellt.
Es stehen zwei digitale Unterrichtselemente in Form von GeoGebra-Dateien zu Verfügung. Die Unterrichtsbeispiele „Flächeninhalt Kreissektor“ und „Steigung linearer Funktionen“ aus der Präsentation werden damit erweitert.
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CC BY-SA 4.0 S. Ufer, T. Kosiol, M. Mohr, C. Lindermayer
Wie gehen wir mit Fehlern im Unterricht richtig um?
Fehler sind ein integraler Bestandteil des Unterrichtes und sollten als Lerngelegenheit aufgegriffen werden. Die Nutzung als Lerngelegenheit erfolgt jedoch nicht automatisch durch den Lernenden, sondern muss explizit angeregt werden.
Die Präsentation stellt grundlegende Gedanken zum Umgang mit Fehlern im Unterricht und Forschungsergebnisse vor. Anhand der Unterrichtsbeispiele „Absoluter und relativer Zellbezug“, „Proportionalität“ und „Steigung linearer Funktionen“ werden konkrete Unterrichtssituationen besprochen.
Die Excel-Datei dient als digitales Unterrichtselement im Beispiel „Absoluter und relativer Zellbezug“. Die GeoGebra-Datei im Beispiel „Steigung linearer Funktionen“; die zugehörige pdf-Datei enthält eine ausführliche Analyse des Materials bzw. des Unterrichtseinsatzes.
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CC BY-SA 4.0 S. Ufer, T. Kosiol, M. Mohr, C. Lindermayer
Wie setzten wir das Gelernte in gemeinsamen Stunden um?
Berücksichtigen Sie bei der Planung einer kommenden Mathematikstunde bewusst mindestens einen der behandelten Aspekte:
tiefe Verarbeitung
Fehler nutzen
Arbeiten Sie in der Lerngemeinschaft zusammen und teilen Sie ihre Materialen sowie Erkenntnisse.
Planen Sie im Stundenentwurf auch den Einsatz digitaler Medien ein. Im Arbeitsauftrag ist ein Planungsraster enthalten.
Take Home Message
Durch Studien ist belegt: Kognitive Aktivierung im Unterricht hat einen positiven Einfluss auf die Leistung und das Interesse der Lernenden. Zur Umsetzung ist besonders fachdidaktisches Wissen relevant.
Das Materialpaket „DigitUS. MINT-Unterricht gemeinsam gestalten” von Birgit Brandstetter, Andrea Ludwig, Sebastian Schnurrenberger, Monika Simm, Markus Teubner und Isabel Zengerle, ist eine Bearbeitung des Dokuments: „DigitUS Material. Handreichung für DigitUS-Multiplikatorinnen und Multiplikatoren“, erstellt von den Beteiligten im Projekt DigitUS und lizenziert als CC BY-SA 4.0. Hinweis: Die Logos von DigitUS und seiner Projektpartner sind urheberrechtlich geschützt. Sie sind im Fall einer Bearbeitung des Materials zu entfernen. „DigitUS. MINT-Unterricht gemeinsam gestalten” steht, sofern nicht anders angegeben, ebenfalls unter CC BY-SA 4.0.