Es gibt unterschiedliche Sichtweisen. Wir forschen gemeinsam.

Kolleg

Interdisziplinäres Promotionskolleg VisDeM: Teilprojekte des Kollegs 2. Förderphase

Überblick über die Einzelprojekte der zweiten Förderphase 2016-2019

Zu den Teilprojekten der 1. Förderphase 2013-2016

  • Projekt 1:

    Lernen aus vollständigen und schrittweise entwickelten erklärenden Visualisierungen

    Zusammenfassung:

    In diesem Teilprojekt wird die Wirksamkeit des Präsentationsstils von Visualisierungen untersucht. Es geht darum, ob Visualisierungen im Unterricht besser sequentiell entwickelt (drawing explanatory pictures) oder vollständig präsentiert werden sollen (showing explanatory pictures). Beide Stile finden in der gängigen Unterrichtspraxis berechtigte Anwendung. Das Projekt soll eruieren, welche Prozesse bei der jeweiligen Präsentationsform angestoßen werden und wirkungsvoller sind: Ist es sinnvoller, SchülerInnen stärker zu lenken und die kognitive Belastung angemessen zu beschränken (d.e.p.) oder sollten selbstregulierte Lern- und Verstehensprozesse forciert werden (s.e.p.)? Treffen besagte Theorieannahmen in der Praxis überhaupt zu? - Das bisher wenig erforschte Feld soll in einer Reihe von quasi-experimentellen Studien innerhalb von regulären Unterrichtseinheiten untersucht werden; aus den Ergebnissen sollen Empfehlungen für die unterrichtliche Praxis abgeleitet werden.

    Doktorandin: StR'in, Dipl.-Päd.'in Mandy Steinbach

    Betreuung: Prof. Dr. Josef Nerb, Jun.-Prof. Dr. Anika Dreher

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 2:

    Diagnosebasierte und -begleitete Förderung von Visualisierungskompetenzen im Deutsch- und Mathematikunterricht

    Zusammenfassung:

    Teilprojekt 2 knüpft thematisch an das Teilprojekt A.1 "Modellierung und Erfassung von Visualisierungskompetenz im schulischen Lernumfeld in Deutsch und Mathematik" an. Auf Basis von Experteninterviews wurde ein theoriebasiertes Modell von Visualisierungskompetenzen entwickelt, wobei rezeptive (Subfacetten: Erkennen von Darstellungen, Verstehen von Darstellungen, Verknüpfen multipler Darstellungen) und produktive Teilkomponente (Generieren von Darstellungen) als elementar identifiziert wurden. Es wurde ein Test mit facettenspezifischen Leistungsitems entwickelt, der von N = 1834 Schülern bearbeitet wurde. Mittels konkurrierender IRT-Modelle konnten die vier Teilfacetten als deutlich korrelierte, aber trennbare Dimensionen der Kompetenzstruktur nachgewiesen werden.
    In Teilprojekt A.2 wird nun die dimensionsspezifische Identifikation und Definition von Kompetenzstufen sowie die Klärung schwierigkeitsgenerierender Faktoren für den Inhaltsbereich Mathematik und Deutsch im Mittelpunkt stehen. Mittels Expertenbefragungen (Delphi-Befragung) und Aufgabenbearbeitungen durch Schüler (think-aloud-Methodik, kognitive Interviews) werden kognitive Teilprozesse identifiziert, die insbesondere zur Inhaltsvalidierung von (schwierigkeitsdeterminierenden) Iteminhalten und Kompetenzstufen genutzt werden. Ziel ist die Bereitstellung kalibrierter Items, die im Rahmen eines Embedded Assessment, curricular zur Diagnose und Förderung eingesetzt werden können. Verschiedene Möglichkeiten zum Fördereinsatz in der Unterrichtspraxis werden identifiziert und validiert.

    Doktorandin: Harriet Ziegler

    Betreuung: Prof. Dr. Markus Wirtz, Prof. Dr. Janina Strohmer

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 3:

    Visualisierungen als Lernhilfe bei der Betrachtung von Satz-Strukturen aus sprachkontrastiver Sicht

    Zusammenfassung:

    Grundlegende Satzstrukturen in typologisch unterschiedlichen Sprachen können zur Betrachtung kontrastiver Muster genutzt werden, um sprachreflektive Kompetenzen zu fördern und somit die sprachübergreifenden Lernziele einer Mehrsprachigkeitsdidaktik zu unterstützen.
    Das geplante Forschungsvorhaben für dieses Teilprojekt soll mit maßgeblichem Gewicht auf einer empirischen Studie Lernmaterialien entwickeln, die mittels Visualisierungen deutsche Satzstrukturen sprachvergleichend zu unterschiedlichen Sprachen kontrastieren. Unter der Fragestellung der fachwissenschaftlichen Angemessenheit, aus fachdidaktischer und mehrsprachigkeitsdidaktischer Perspektive sollen Visualisierungen im Rahmen von Lehr- / Lernarrangements als Instrument zur Aneignung grammatischer Kompetenzen beleuchtet werden. Dabei sollen über Audio- und Videoaufnahmen Daten in der Schule (Sekundarstufe I, 7. / 8. Klasse) erhoben werden, um zu bestimmen, ob die eingesetzten visuellen Repräsentationen sprachkontrastive Betrachtungen anregen und zur zielführenden Konzeptbildung über grammatische Sachverhalte bei Schülerinnen und Schülern beitragen. Im Vordergrund steht dabei, das Interesse der Adressatengruppe an einer derartigen Sprachreflexion zu wecken und Informationen über die Eignung der Lernmaterialien zu ermitteln.

    Doktorandin: Sabine-Brigitte Klein

    Betreuung: Prof. Dr. Petra Gretsch, Prof. Dr. Gabriele Kniffka

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 4:

    Status und Funktionen von Visualisierungen in DaZ-Alphabetisierungsmaßnahmen für jugendliche SeiteneinsteigerInnen

    Zusammenfassung:

    Kinder und Jugendliche, die nach der Grundschulzeit ins deutsche Bildungssystem quer einsteigen und noch nicht in der lateinischen Ausgangsschrift alphabetisiert sind, haben sehr komplexe Erwerbsaufgaben zu bewältigen. Die Doppelaufgabe besteht im Vergleich zur Erstalphabetisierung in der Muttersprache darin, dass in der Regel die neue Sprache mündlich und schriftlich gleichzeitig erlernt werden muss. Da diese noch im Erwerb befindliche Sprache Medium der Vermittlung in schulischen DaZ-Alphabetisierungsmaßnahmen ist, sollen Visualisierungen eine Vielzahl an unterschiedlichen unterstützenden Funktionen im Lehr- und Lernprozess übernehmen. Systematisch sollen in diesem Teilprojekt die diversen Arten aktuell eingesetzter Visualisierungen zur Alphabetisierung und Literalisierung zusammengetragen und einer Bestands- und Funktionsanalyse unterzogen werden. Die Forschung richtet hierbei den Fokus auf die Gruppe der jugendlichen SeiteneinsteigerInnen, deren Sprach- und Schriftspracherwerb im gesteuerten Kontext bislang wenig Beachtung von Seiten der Wissenschaft gefunden hat. Empirisch soll untersucht werden, welche Visualisierungstypen in der Praxis bei Lehrenden zur Anwendung kommen und welche bei den Rezipienten erfolgreich verarbeitet werden können.

    Doktorandin: Birgitta Leupolz-Oebel

    Betreuung: Prof. Dr. Gabriele Kniffka, Prof. Dr. Petra Gretsch

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 5:

    Visualisierungen von Konnektoren als Lernhilfe für die Textüberarbeitung

    Zusammenfassung:

    folgt in Kürze

    Doktorandin: N.N.

    Betreuung: Prof. Dr. Jörg Hagemann, Dr. Inga Harren

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 6:

    Gleichsetzungsrelationen in Mathematik und Sprache

    Zusammenfassung:

    Sprache und Visualisierung stellen zwei der wichtigsten Aspekte der Vermittlung eines Verständnisses für Gleichheit im Fach Mathematik dar: Bei der mathematischen Begriffsbildung gibt es wie in der deutschen Sprache kaum echte Synonyme, selbst naheliegende Ausdrücke besitzen noch verschiedene Nuancen. Auch beim algebraischen Thema Gleichungen müssen Schülerinnen und Schüler zunächst verstehen lernen, dass Gleichheit nicht gleich aussehend sondern gleichwertig bedeutet. Es stellt sich folglich die Frage aus sprachlicher Sicht, wo die Grenze zwischen Ähnlichkeit und Gleichheit bei Begriffen ist, und aus didaktischer Sicht, auf welche Weise Sprache und Visualisierung für das Verständnis für Gleichsetzungsrelationen beim Begriffslernen genutzt werden können. Die geplante Studie versucht, diese Fragen durch Interviews, Beobachtung und Intervention zu beantworten.

    Doktorandin: Karin Niebuhr

    Betreuung: Prof. Dr. Petra Gretsch, Prof. Dr. Lars Holzäpfel

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 7:

    Wirksamkeit von Repräsentationen zum Erwerb fachlichen Wissens im Bereich des Stochastikunterrichts in der Sekundarstufe I

    Zusammenfassung:

    Beim Umgang mit bedingten Wahrscheinlichkeiten haben sich zwei Visualisierungen in verschiedenen Studien als vorteilhaft erwiesen: Das Baumdiagramm mit absoluten Häufigkeiten und das Einheitsquadrat. Ziel unseres Forschungsvorhabens ist es, in einem quasi-experimentellen Design die Wirksamkeit der Visualisierung auf den Wissenserwerb in der Sekundarstufe 1 in einem einheitlichen Setting zu untersuchen und zu vergleichen. Hierfür soll eine Interventionsstudie mit Pre-, Post- und Follow-up - Test durchgeführt werden.

    Doktorandin: Katharina Böcherer-Linder

    Betreuung: Prof. Dr. Timo Leuders, Prof. Dr. Andreas Eichler, Prof. Dr. Markus Vogel

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 8:

    Der Prozentstreifen als Unterstützung bei komplexen Prozentaufgaben

    Zusammenfassung:

    Über den Einsatz des Prozentstreifens als Visualisierung bei der Prozentrechnung gibt es bislang nur wenige Erkenntnisse, insbesondere zu Aufgaben mit vermehrtem und vermindertem Grundwert. Dass diese Form der Visualisierung eine substanzielle Unterstützung darstellen kann, dafür sprechen didaktische Analysen (van den Heuvel-Panhuizen, 2003), erste empirische Befunde zu entsprechenden Förderansätzen bei der Prozentrechnung (Pöhler & Prediger, 2015; van Galen & van Eerde, 2013), Ergebnisse der eigenen Vorarbeiten (Thiede, 2015a, 2015b) sowie allgemeine Befunde zur Bedeutung mentaler Modelle beim Problemlösen (Jonassen, 2003). Verglichen werden sollen die Effekte einer Förderung mittels Prozentstreifen (situatives Modell), Dreisatztabelle (strukturelles Modell) oder Prozentformel (algorithmisches Modell). Angenommen wird, dass der Einsatz des Prozentstreifens Lernenden dabei hilft, sowohl vertieftes konzeptuelles Wissen zu Aufgaben mit vermehrtem und vermindertem Grundwert aufzubauen, als auch effektiver zwischen diesen beiden Problemtypen unterscheiden zu können. Erwartet werden sowohl ein größerer Lernzuwachs als auch eine Verringerung von häufig zu beobachtenden Zuordnungsfehlern beim Prozentrechnen (vgl. Hafner, 2012).

    Doktorand: Benjamin Peters

    Betreuung: Prof. Dr. Lars Holzäpfel, Dr. Andreas Schulz

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 9:

    Mit Visualisierungen konzeptuelles und prozedurales Denken im Bereich der Bruchrechnung verknüpfen

    Zusammenfassung:

    Der Umgang mit Brüchen sowie die Bruchrechnung bereiten den Schülerinnen und Schülern häufig Schwierigkeiten, unter anderem weil im Mathematikunterricht zu schnell auf eine formal-regelhafte Ebene aufgestiegen wird (vgl. Malle 2004). In der Folge werden nur unzureichend anschauliche Vorstellungen erworben - es kommt zu rezeptartig gelerntem Regel-Wissen, dass oft unpassend angewendet wird, weil ein tieferes Verständnis für die Prozeduren fehlt (z.B. Prediger 2006; Wartha & Wittmann 2009). Konzeptuelles und prozedurales Denken bleiben ohne Verbindung.
    An dieser Stelle knüpft das Forschungsvorhaben an. Insbesondere im Hinblick auf die Unterrichtspraxis soll in einer Interventionsstudie erforscht werden, ob ein durchgängiger Einsatz von geeigneten Visualisierungen auch in Übungs- und Wiederholungsphasen dazu beiträgt, die beiden Aspekte mathematischen Denkens miteinander zu verbinden. Es ist anzunehmen, dass Visualisierungen positiven Einfluss auf den Lösungsprozess haben, indem sie sowohl den Aufbau adäquater Grundvorstellungen (konzeptuelles Wissen) als auch die Reflexion des Kalküls (prozedurales Wissen) unterstützen.

    Doktorandin: Katja Lenz

    Betreuung: Prof. Dr. Gerald Wittmann, Prof. Dr. Lars Holzäpfel

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 10:

    Präferenzen in der Nutzung von Visualisierungen beim Funktionalen Denken

    Zusammenfassung:

    Das Projekt fokussiert auf den Umgang mit externen Repräsentationen mathematischer Funktionen. Erste Studien von Ulrike Dreher in VisDeM-1 zeigten, dass die erfolgreiche Nutzung verschiedener Repräsentationen (graphisch, tabellarisch) beim Arbeiten mit Funktionen nicht nur von aufgabenbezogenen Faktoren (Passung zwischen Repräsentation und Aufgabe) und kognitiven Faktoren (Wissen über Repräsentationen) abhängt, sondern auch von individuellen motivationalen Faktoren wie Präferenzen und Selbstwirksamkeitsüberzeugungen. Aufbauend auf einem Test, der die individuellen Faktoren und die mathematischen Fähigkeiten reliabel erfasst, sollen nun im Rahmen dieses Teilprojekts zunächst Kompetenzprofile von Schülerinnen und Schülern der achten Jahrgangsstufe untersucht werden, wobei sowohl kognitive als auch motivationale Kompetenzfacetten berücksichtigt werden. Im zweiten Schritt wird der Frage nachgegangen, inwieweit sich gering ausgeprägte repräsentationale Kompetenzen durch gezielte Förderung der motivationalen Aspekte verbessern lassen. Dazu sollen Interventionen mit Fokus auf kognitive oder motivationale Aspekte entwickelt und in einem quasi-experimentellen Design auf ihre Wirksamkeit überprüft werden.

    Doktorandin: Katharina Klipfel

    Betreuung: Prof. Dr. Timo Leuders, Prof. Dr. Andreas Obersteiner

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 11:

    Lernen mit und Verstehen von Visualisierungen im Sachunterricht und seinen Bezugsfächern: Konzeptionen und Qualität von Visualisierungen in unterrichtlichen Settings

    Zusammenfassung:

    Im Zentrum des Forschungsvorhabens stehen Eruierung und Analyse von Qualitätsmerkmalen grafischer Visualisierungen für den Sachunterricht und dessen Bezugsfächer. Mit Blick auf die angewandte Kunst sollen wissenschaftlich fundiert Hinweise für eine zielgruppenorientierte, fachdidaktisch verortete – vor allem aber bezüglich der Sachverhalte verstehensfördernde – Gestaltungsumsetzung von Visualisierungen abgeleitet werden. Es soll geprüft werden, ob sich daraus Anregungen für ein (didaktisches) Visualisierungskonzept ableiten lassen. Da die gängige Unterrichtspraxis den komplexen Anforderungen der Bildrezeption fachdidaktischer Visualisierungen häufig nicht gerecht wird, sollen zudem Möglichkeiten einer methodischen Begleitung der Schülerinnen und Schüler durch die Lehrkräfte – zur gezielten Unterstützung der Entwicklung einer mediumsbezogenen Methodenkompetenz – empirisch untersucht werden.

    Doktorandin: Susanne Thoene

    Betreuung: Prof. Dr. Thomas Heyl, Prof. Dr. Gudrun Schönknecht

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

  • Projekt 12:

    Epistemisches Zeichnen als zentrales Element zur Revision einer „Didaktik des Sachzeichnens"

    Zusammenfassung:

    Schüler*innen sind in vielen unterrichtlichen Settings Produzenten von Visualisierungen. Oft beschränken sich diese Visualisierungsaufgaben jedoch auf die Reproduktion und Illustration vorgegebener Inhalte. Beim "Epistemischen Zeichnen", welches Gegenstand dieser Forschung ist, rückt (er)klärenden Zeichnen und der damit verbundene Erkenntnisgewinn in den Fokus der Betrachtung.
    Auf der Grundlage fachdidaktischer, philosophischer und psychologischer Forschung werden in diesem Projekt die Einsatzmöglichkeiten von Zeichenaufgaben in sachunterrichtsdidaktischen Kontexten erörtert. Es wird empirisch erforscht, welche Parameter zu einer gelingenden Frage- bzw. Aufgabenkultur beitragen und welche Kompetenzen Lehrkräfte benötigen um epistemische Zeichenprozesse im Unterricht gestalten zu können.
    Ziel ist, didaktische Folgerungen abzuleiten, die eine qualifizierte Einbindung von Zeichenaufgaben in den Sachunterricht und entsprechenden Fächern bzw. Fächerverbünden in der Sekundarstufe ermöglichen.

    Doktorand: Heiner Oberhauser

    Betreuung: Prof. Dr. Gudrun Schönknecht, Prof. Dr. Thomas Heyl

    Finanzierung: Das Teilprojekt wird gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg