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Doctoral Program
Visualizations in German and mathematics lessons

  • Research questions: Fostering abstract concepts via single-subject, multimodal representations in learning processes

  • Partner:University of Education Freiburg

  • Speakers: Prof. Dr. Petra Gretsch, Prof. Dr. Lars Holzäpfel, Prof. Dr. Josef Nerb

  • Funding amount: 6 secondment positions + 6 scholarships + 1 junior professorship for 3 years

  • Funding period: 08/2013 – 07/2016 (1st funding phase), 08/2016 – 07/2019 (2nd funding phase)

  • Funding agency: Ministry of Science, Research and the Arts Baden-Württemberg

  • Project type: Doctoral Program

Description

Visualizations in German and Mathematics education (VisDeM) was an interdisciplinary doctoral program that pursued the overarching question of how abstract concept construction can be initiated and supported in learning processes by means of multimodal representations linked to individual subjects. The doctoral program was funded by the Ministry of Science, Research and the Arts Baden-Württemberg.

The first funding phase of VisDeM examined the learner perspective in the individual subject didactics and developed a cross-project competence model for visualization competences. The second funding phase concentrated predominantly on learning processes in the classroom in the respective subjects. In this way, results of the first phase were tested in the field and the implementation in schools was examined. Several factors play a role here: first, the form of visualization is central (factual adequacy, appropriate didactic reduction); second, the function of visualization in the learning process plays an important role (visualization as a learning object, as a learning aid, or as a strategy); and third, the embedding within a multimodal learning scenario is important (which combinations and changes of representations are more conducive to learning or inhibit learning).

In each of the two funding phases, six scholarship holders and six seconded teachers worked on twelve sub-projects. In addition, one junior professorship dealt with overarching research questions. The design and methodology of the subject didactic research projects were supported by the Department of Educational Psychology. In addition, overarching questions were addressed from an educational sciences and an artistic-aesthetic perspective.

Publications

Press

Joint anthology

Results of the first phase were published in the VisDeM book Learning with Visualizations 2016 by Waxmann.

Publication list

Publications that have undergone a peer review process are marked with an asterisk.

Bay, W. (2016). Erzählen. In Bildungshaus Schulbuchverlage (ed.), neuwerk5: Deutschlehrwerk für Gymnasien. Brunswick: Schroedel.

Bay, W. (2016). Erzählen. In Bildungshaus Schulbuchverlage (ed.), neuwerk6: Deutschlehrwerk für Gymnasien. Brunswick: Schroedel.

Bay, W. (2016). Erzählungen. In Bildungshaus Schulbuchverlage (ed.), neuwerk6: Deutschlehrwerk für Gymnasien. Brunswick: Schroedel.

Bay, W. & Thiede, B. (2016). Cognitive Load Theorie. In P. Gretsch & L. Holzäpfel (Hrsg.), Visualisierungen im Deutsch- und Mathematikunterricht (Arbeitstitel) (i.V.).

Bay, W. & Seeger, S. (2016). Semiotik. In P. Gretsch & L. Holzäpfel (Hrsg.), Visualisierungen im Deutsch- und Mathematikunterricht (S. x-y). Münster: Waxmann Verlag (i.V.).

Bay, W. (2017). Geschichten verstehen. Wirksame Lesestrategien für narrative Texte. (Arbeitstitel) (i.V.).

Böcherer-Linder, K., Eichler, A. & Vogel, M. (2016). The impact of visualization on understanding conditional probabilities. In xy (Eds.), Proceedings of the 13th International Congress of Mathematics Education (ICME-13) (pp. x-y). Hamburg, Germany. (angenommen).*

Böcherer-Linder, K., Eichler, A. & Vogel, M. (2016). Empirische Befunde zum Vergleich zweier Visualisierungen im Bereich der bedingten Wahrscheinlichkeiten. In xy (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2016 (S. x-y). Münster: WTM-Verlag (i.V.).

Conradi, I. (2016). Kinder erklären Sachverhalte zeichnerisch: “So, dass man es halt versteht”. In K. Liebers, B. Landwehr, A. Marquardt, & K. Schlotter (Eds.), Learning process support and adaptive learning opportunities in the elementary school classroom. Ergebnisse der 23. Jahrestagung der Kommission Grundschulforschung und Pädagogik der Primarstufe, Bd. 1, Tagungsband DGfE Leipzig. Heidelberg: Springer VS Forschung.

Conradi, I. (2016). Ich habe einfach losgemalt und dann wurd’s mir langsam klar…” – Kinder erklären zeichnerisch das Phänomen des Schattens. In P. Kathke (Hrsg.), Der Schatten als Medium künstlerischen Lernen (i.V.).

Dreher, U. (2016). Entwicklung und Analyse eines Instruments zum Umgang mit Repräsentationen von Funktionen (i.V.).

Dreher, U. (2016). Die prädiktive Rolle von Selbstwirksamkeitsüberzeugungen auf Leistungsaspekte im Umgang mit Repräsentationen (i.V.).

Dreher, U. (2016). Welche Rolle spielen Überzeugungen beim Arbeiten mit verschiedenen Repräsentationen von Funktionen?. In xy (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2016 (S. x-y). Münster: WTM-Verlag (i.V.).

Dreher, U. (2016). Factors that influence representational choice: students’ mathematical abilities, self-efficacy and preference for different representations. In xy (Eds.), Proceedings of the 13th International Congress of Mathematics Education (ICME-13) (pp. x-y). Hamburg, Germany. (eingereicht).*

Dreher, U. (2016). Artikel im Themenheft “Visualisieren” in der Schriftenreihe MU (i.V.).

Eichler, A. & Sturm, A. (2016). Statistics Teachers’ Affect – Attitudes, Beliefs, Motivation. In xy (Eds.), Proceedings of the 13th International Congress of Mathematics Education (ICME-13) (pp. x-y). Hamburg, Germany. (angenommen).*

Frech, A. (2016). Äquivalenzumformungen. Wie arbeiten Schülerinnen und Schüler mit dem Waagemodell? Journal der Mathematikdidaktik (i. V.).*

Hahn, L. (2016). Wortarten. In Bildungshaus Schulbuchverlage (ed.), neuwerk5: Deutschlehrwerk für Gymnasien. Braunschweig: Schroedel.

Hahn, L. (2016). Wortarten. In Bildungshaus Schulbuchverlage (ed.), neuwerk6: Deutschlehrwerk für Gymnasien. Braunschweig: Schroedel.

Hohn, K., Dreher, U. & Eitel, A. (2016). Text-Bild-Integration. In L. Holzäpfel (Hrsg.), Sammelband Promotionskolleg VisDeM (S. x-y). Münster: Waxmann Verlag (i.V.).

Hohn, K., Frech, A. & Eitel, A. (2016). Das Gedächtnis. In L. Holzäpfel (Hrsg.), Sammelband Promotionskolleg VisDeM (S. x-y). Münster: Waxmann Verlag (i.V.).

Hohn, K. & Wafi, S. (2016). Mentale Modelle. In L. Holzäpfel (Hrsg.), Sammelband Promotionskolleg VisDeM (S. x-y). Münster: Waxmann Verlag (i. V.).

Holzäpfel, L., Eichler, A. & Thiede, B. (2016). Visualisierungen in der mathematischen Bildung. In L. Holzäpfel (Hrsg.), Sammelband Promotionskolleg VisDeM (S. x-y). Münster: Waxmann Verlag (i.V.).

Kist, M. (2016). “Geschichten mit Bildern sind nur was für kleine Kinder”. Einstellungen von Schüler_innen in Bezug auf erzähltextbegleitende Bilder in Deutschlehrwerken. In xy (Hrsg.), KOLA Koblenz-Landauer Studien zu Geistes-, Kultur- und Bildungswissenschaften (S. x-y). Trier: WVT (im Druck).

Sturm, A., & Eichler, A. (2016). Realitätsnähe im Mathematikunterricht und Überzeugungen zur Anwendbarkeit von Statistik. In xy (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2016 (S. x-y). Münster: WTM-Verlag (i.V.)

Sturm, A. (2016). Überzeugungen zur Anwendbarkeit von Statistik. Wiesbaden: Springer Spektrum (i.V.).

Vogel, M., Böcherer-Linder, K. & Eichler, A. (2016). Using models and representations in statistical contexts – a key competency that affords access to the understanding of statistics about society. In xy (Eds.), Proceedings of IASE 2016 Roundtable Conference – Promoting understanding of statistics about society (pp. x-y). Berlin, Germany.

Wafi, S. & Wirtz, M. A. (2016). Empirische Erfassung von Visualisierungskompetenz für den Deutsch- und Mathematikunterricht in der Sekundarstufe I (Arbeitstitel) (i. V.).

Böcherer-Linder, K. & Eichler, A. (2015). Vergleich konkurrierender Visualisierungen zum Bereich der bedingten Wahrscheinlichkeiten. In F. Caluori, H. Linneweber-Lammerskitten & C. Streit (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2015 (S. x-y). Mu?nster: WTM-Verlag.

Böcherer-Linder, K., Eichler, A. & Vogel, M. (2015). Understanding conditional probability through visualization. In H. Oliveira, A. Henriques, A. P. Canavarro, C. Monteiro, C. Carvalho, J. P. Ponte, R. T. Ferreira & S. Colaço (Eds.), Proceedings of the International Conference Turning data into knowledge: New opportunities for statistics education. Lisbon, Portugal: Instituto de Educação da Universidade de Lisboa.

Dreher, U., Leuders, T. & Holzäpfel, L. (2015). Einfluss von Präferenzen und Selbstwirksamkeitsüberzeugungen auf den Umgang mit verschiedenen Repräsentationen. In F. Caluori, H. Linneweber-Lammerskitten & C. Streit (Hrsg.). Beiträge zum Mathematikunterricht 2015 (S. x-y). Münster: WTM-Verlag.

Frech, A. (2015). Wirkungen verschiedener Visualisierungen als Lernhilfe beim Umformen von Gleichungen. In F. Caluori, H. Linneweber-Lammerskitten & C. Streit (Hrsg.). Beiträge zum Mathematikunterricht 2015 (S. x-y). Münster: WTM-Verlag.

Sturm, A., & Eichler, A. (2015). Überzeugungen verändern mittels Satz von Bayes, Medienberichte und ‘kritischer Fragen’? Eine Interventionsstudie. In F. Caluori, H. Linneweber-Lammerskitten & C. Streit (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2015 (S. x-y). Münster: WTM-Verlag.

Sturm, A., & Eichler, A. (2015). Changing beliefs about the benefit of statistical knowledge. In N. Vondrova (Ed.),

Proceedings of the Ninth Congress of European Research in Mathematics Education (CERME-9) (pp. x-y). Prague, Czech Republic.*

Thiede, B., Holzäpfel, L. & Leuders, T. (2015). Von der Textaufgabe zum Ergebnis – Zur Wirksamkeit des Prozentstreifens als Hilfsmittel bei Prozentaufgaben. In F. Caluori, H. Linneweber-Lammerskitten & C. Streit (Hrsg.). Beiträge zum Mathematikunterricht 2015 (S. x-y). Münster: WTM-Verlag.

Wafi, S. & Wirtz, M. A. (2015). Visualisierungskompetenz in didaktischen Kontexten: Eine Einführung. Springer VS Essentials.*

Wafi, S. & Wirtz, M. (2015). Visualisierungskompetenz in Deutsch und Mathematik aus Sicht von Expertinnen und Experten der Lehr-/Lernforschung und Fachdidaktik. Zeitschrift für interpretative Schul- und Unterrichtsforschung (ZISU), 4, 119-140.*

Böcherer-Linder, Katharina & Eichler, Andreas (2014). Der Einfluss der Visualisierung auf den Wissenserwerb im Bereich bedingte Wahrscheinlichkeit. In J. Roth & J. Ames (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2014 (S. 209-212). Münster: WTM-Verlag. Zugriff am 10.10.2014. Verfügbar unter https://eldorado.tu-dortmund.de/bitstream/2003/33083/1/BzMU14-4ES-Boecherer-Linder-229.pdf.

Dreher, Ulrike, Leuders, Timo, Holzäpfel, Lars (2014). Zusammenhänge beim Umgang von Lernenden mit graphischen und numerischen Repräsentationen von Funktionen. In J. Roth & J. Ames (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2014 (S.1343-1344). Münster: WTM Verlag.

Sturm, Alexandra & Eichler, Andreas (2014). Überzeugungen von Schülerinnen und Schülern zur Anwendbarkeit ihres statistischen Wissens. In J. Roth & J. Ames (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2014 (S. 1187-1190). Münster: WTM-Verlag. Zugriff am 23.10.2014. Verfügbar unter https://eldorado.tu-dortmund.de/bitstream/2003/33359/1/BzMU14-4ES-Sturm-299.pdf.

Sturm, Alexandra & Eichler, Andreas (2014). Students’ Beliefs About the Benefit of Statistical Knowledge When Perceiving Information Through Daily Media. In K. Makar, B. de Sousa & R. Gould (Eds.), Sustainability in statistics education. Proceedings of the Ninth International Conference on Teaching Statistics (ICOTS9, July, 2014), Flagstaff, Arizona, USA. Voorburg, the Netherlands: International Statistical Institute. Available at http://icots.info/icots/9/proceedings/pdfs/ICOTS9_7D1_STURM.pdf.*

Presentations

    Bay, W. (May 2016). “Jetzt versteh ich das!” – Lesestrategien für narrative Texte und Leseverstehen (Arbeitstitel). Vortrag im Rahmen der Vortragsreihe “Germanistik und Deutschdidaktik. Positionen – Impulse – Kontroversen”, Freiburg.

    Bay, W. (September 2016). Geschichten verstehen. Ergebnisse einer Interventionsstudie zur Identifikation wirksamer Lesestrategien für narrative Texte (Arbeitstitel). Vortrag im Rahmen des 21. Internationalen Symposiums Deutschdidaktik, Ludwigsburg.

    Böcherer-Linder, K. (März 2016). Empirische Befunde zum Vergleich zweier Visualisierungen im Bereich der bedingten Wahrscheinlichkeiten. Vortrag bei der 50. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Heidelberg.

    Böcherer-Linder, K. (July, 2016). The impact of visualization on understanding conditional probabilities. ICME 13, Hamburg.

    Böcherer-Linder, K. (July 2016). Promoting understanding of Bayesian reasoning by visualization. IASE, Berlin.

    Dreher, U. (März 2016). Welche Rolle spielen Überzeugungen beim Arbeiten mit verschiedenen Repräsentationen von Funktionen? Vortrag bei der 50. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Heidelberg.

    Dreher, U. (July, 2016). Factors that influence representational choice: students’ mathematical abilities, self-efficacy and preference for different representations. ICME 13, Hamburg.

    Hahn, L. (September 2016). Grammatikdidaktische Visualisierungen als Bestandteil von Lernaufgaben – Komplexität und Potenzial eines vernachlässigten Darstellungsmittels. Vortrag im Rahmen des 21. Symposium Deutschdidaktik in Ludwigsburg “Kulturelle Dimensionen sprachlichen Lernens”.

    Sturm, A. (March 2016). Realitätsnähe im Mathematikunterricht und Überzeugungen zur Anwendbarkeit von Statistik. Vortrag bei der 50. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Heidelberg.

    Thiede, B. (March 2016). Von der Textaufgabe zum Ergebnis – Zur Wirksamkeit des Prozentstreifens als Hilfsmittel bei Prozentaufgaben. Vortrag bei der 50. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Heidelberg.

        Bay, W. (September 2015). Über das didaktische Potential der Histoire-Narratologie. Gastvortrag im Rahmen des Graduiertenforums des Zentrums für Erzählforschung. Wuppertal.

        Böcherer-Linder, K. (Februar 2015). Vergleich konkurrierender Visualisierungen zum Bereich der bedingten Wahrscheinlichkeiten. Vortrag bei der 49. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Basel, Schweiz.

        Böcherer-Linder, K. (June 2015). Understanding conditional probability through visualization. International Conference Turning data into knowledge. Lissabon, Portugal.

        Böcherer-Linder, K. (November 2015). Theoretischer Rahmen und empirische Befunde zum Vergleich zweier Visualisierungen im Bereich der bedingten Wahrscheinlichkeiten. Forschungskolloquium am IMBF, PH Freiburg.

        Dreher, U. (Oktober 2015). Der Einfluss von Präferenzen und Selbstwirksamkeitsüberzeugungen auf den Umgang mit graphischen und numerischen Repräsentationen von linearen Funktionen. AK Psychologie und Mathematikdidaktik der GDM- Herbsttagung 2015, Rauischholzhausen.

        Dreher, U. (März 2015). Zusammenhänge beim Umgang von Lernenden mit graphischen und numerischen Repräsentationen von Funktionen im Mathematikunterricht (Sek I). Vortrag im Rahmen des Symposiums “Visualisierungen im Deutsch- und Mathematikunterricht (VisDeM)” bei der 3. Tagung der Gesellschaft für Empirische Bildungsforschung (GEBF). Bochum.

        Dreher, U. (Februar 2015). Einfluss von Präferenzen und Selbstwirksamkeitsüberzeugungen auf den Umgang mit verschiedenen Repräsentationen. GDM-Tagung, Basel, Schweiz.

        Frech, A. (Februar 2015). Wirkungen verschiedener Visualisierungen als Lernhilfe beim Umformen von Gleichungen. Posterpräsentation im Rahmen der 49. Jahrestagung der Gesellschaft der Didaktik der Mathematik. Basel, Schweiz.

        Hahn, L. (März 2015). Unanschauliches veranschaulichen – Grammatikdidaktische Visualisierungen. Vortrag am Institute for Research on Multilingualism. Universität Luxemburg.

        Hahn, L. (November 2015). Grammatikdidaktische Visualisierungen. Zum Bedeutungspotential eines vernachlässigten Lerngegenstandes. Vortrag im Rahmen der Vortragsreihe “Germanistik und Deutschdidaktik. Positionen – Impulse – Kontroversen” des Instituts für deutsche Sprache und Literatur der Pädagogischen Hochschule Freiburg.

        Kist, M. (März 2015). Bilder als verführerische Details oder Verstehenshilfe für narrative Texte? Einstellungen von Schülerinnen und Schülern bezogen auf Text-Bild-Kombinationen. Vortrag im Rahmen des Symposiums “Visualisierungen im Deutsch- und Mathematikunterricht (VisDeM)” bei der 3. Tagung der Gesellschaft für Empirische Bildungsforschung (GEBF). Bochum.

        Sturm, A. (February 2015). Changing beliefs about the benefit of statistical knowledge. Paper session presented at the Ninth Congress of European Research in Mathematics Education (CERME-9). Prague, Czech Republic.

        Sturm, A. (February 2015). Überzeugungen verändern mittels Satz von Bayes, Medienberichte und ‘kritischer Fragen’? Eine Interventionsstudie. Vortrag bei der 49. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Basel, Switzerland.

        Sturm, A. (März 2015). Förderung der Überzeugungen von Studierenden und SchülerInnen zur Anwendbarkeit ihres statistischen Wissens mittels grafischer Repräsentationen. Vortrag im Rahmen des Symposiums “Visualisierungen im Deutsch- und Mathematikunterricht (VisDeM)” bei der 3. Tagung der Gesellschaft für Empirische Bildungsforschung (GEBF). Bochum.

        Thiede, B. (February 2015). Von der Textaufgabe zum Ergebnis – Zur Wirksamkeit des Prozentstreifens als Hilfsmittel bei Prozentaufgaben. Posterpräsentation im Rahmen der 49. Jahrestagung der Gesellschaft der Didaktik der Mathematik (GDM). Basel, Schweiz.

        Thiede, B. (März 2015). Von der Textaufgabe zum Ergebnis – Zur Wirksamkeit des Prozentstreifens als Hilfsmittel bei Prozentaufgaben. Posterpräsentation (Nachwuchstagung) im Rahmen der 3. Jahrestagung der Gesellschaft für Empirische Bildungsforschung (GEBF), Bochum.

        Thiede, B. (September 2015). Von der Textaufgabe zum Ergebnis – Zur Wirksamkeit des Prozentstreifens als Hilfsmittel bei Prozentaufgaben. Vortrag im Rahmen der GDM-Summerschool. Bremen.

        Wafi, S. (März 2015). Strukturmodellierung von Visualisierungskompetenz in der Orientierungsstufe: Eine literatur- und expertenbasierte Herleitung. Vortrag im Rahmen des Symposiums “Visualisierungen im Deutsch- und Mathematikunterricht (VisDeM)” bei der 3. Tagung der Gesellschaft für Empirische Bildungsforschung (GEBF). Bochum.

            Bay, W. (November 2014). Geschichten verstehen. Eine Interventionsstudie zur Identifikation wirksamer Lesestrategien für narrative Texte. Vortrag im Rahmen des Zukunftsforums Bildungsforschung der Graduiertenakademie der Pädagogischen Hochschulen “Bildung durch Sprache – Sprache durch Bildung”, Freiburg.

            Conradi, I. (September 2014). Produktion von Visualisierungen -Visualisierung von Sachverhalten. Vortrag im Rahmen der 23. Jahrestagung der Kommission Grundschulforschung und Pädagogik der Primarstufe. Universität Leipzig.

            Dreher, U. (March 2014). Zusammenhänge beim Umgang von Lernenden mit graphischen und numerischen Repräsentationen von Funktionen. Posterpräsentation bei der 48. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Koblenz.

            Hahn, L. (November 2014). Visualisierungen im Grammatikunterricht. Vortrag im Rahmen des Zukunftsforums Bildungsforschung der Graduiertenakademie Pädagogische Hochschulen. Freiburg.

            Sturm, A. (März 2014). Überzeugungen von Schülerinnen und Schülern zur Anwendbarkeit ihres statistischen Wissens. Vortrag bei der 48. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik. Koblenz.

            Sturm, A., & Eichler, A. (July 2014). Students’ Beliefs About the Benefit of Statistical Knowledge When Perceiving Information Through Daily Media. Paper session presented at the Ninth International Conference on Teaching Statistics (ICOTS9). Flagstaff, Arizona, USA.

            Wafi, S. (January 2014). Modellierung von Visualisierungskompetenz im schulischen Lernumfeld in Deutsch und Mathematik. VisDeM-Tagung, Beuggen.

            Wafi, S. (November 2014). Strukturmodell von Visualisierungskompetenz in Deutsch und Mathematik. VisDeM-Tagung, Staufen.

              Böcherer-Linder, K. (Oktober 2013). Wirksamkeit von Repräsentationen zum Erwerb fachlichen Wissens im Bereich des Stochastikunterrichts in der Sek I. Forschungskolloquium am IMBF, PH Freiburg.

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