Einsatz digitaler Mathematikwerkzeuge im Unterricht – Werkzeugkompetenzen und Überzeugungen von Lehramtsstudierenden im Bereich elementarer Funktionen der Sekundarstufe I

Einsatz digitaler Mathematikwerkzeuge im Unterricht – Werkzeugkompetenzen und Überzeugungen von Lehramtsstudierenden im Bereich elementarer Funktionen der Sekundarstufe 

Teilprojekt 9 - Digitale Forschungswerkstatt Multiple Repräsentation im Mathematikunterricht
Teilprojekt 11 - Kompetenzorientiertes Lernen an berufsbildenden Schulen (KOOL-BBS)

Ralf Holzmann (TP 9), Marco Böhm (TP 11)

Ein zeitgemäßer Mathematikunterricht ist eng verbunden mit dem Einsatz von digitalen Mathematikwerkzeugen (DMW), was sich auch in den KMK-Bildungsstandards für das Fach Mathematik widerspiegelt. In der seit 2022 geltenden Version der Bildungsstandards für die Sekundarstufe I wird die Kompetenz Mit Medien mathematisch arbeiten noch stärker als bisher betont. Im rheinland-pfälzischen Rahmenlehrplan Mathematik der Sekundarstufe I werden DMW explizit verpflichtend erwähnt, dass Schülerinnen und Schüler spätestens ab der siebten Klassenstufe mindestens einmal im Schuljahr mit einem dynamischen Geometrie-System wie GeoGebra oder einem Tabellenkalkulationsprogramm (TKP) selbstständig arbeiten.

Angesichts dieser Forderung kommt Lehrkräften eine besondere Rolle bei der Integration digitaler Mathematikwerkzeuge in den Mathematikunterricht zu, um Schüler*innen die Möglichkeit zum Aufbau von Werkzeugkompetenzen zu geben.

Das technologiebezogene Wissen von Lehrkräften macht in Verbindung mit pädagogischem und inhaltlichem Wissen einen bedeutenden Teil des Lehrerprofessionswissen aus, um Lehr-Lern-Prozesse in der digitalen Welt zu gestalten. Bereits in der ersten Phase der Lehrkräftebildung ist es zielführend, dass Lehramtsstudierende Werkzeugkompetenzen wie Bedien- und Auswahlkompetenzen erwerben sowie ein Bewusstsein über deren didaktische Potentiale entwickeln sollten.

Im Rahmen des QLB-Projektes MoSAiK wurden im lehramtsbezogenen Bachelorstudiengang (RS plus, GYM, BBS) in zwei parallelen Seminargruppen u.a. die Bedienkompetenzen der beiden DMW GeoGebra und TKP in Bezug auf den Bereich der elementaren Funktionen gefördert. Weiterhin wurde auf mögliche Rollen der Technologie (z.B. Visualisierungsfunktion, einfache Erstellung und Verfügbarkeit von Darstellungsformen, entdeckendes Lernen, Auslagerungsprinzip) bzw. Vor- und Nachteile bei deren Nutzung eingegangen.

Im Vortrag werden zunächst die beiden Seminarkonzepte nach einer theoretischen Einbettung präsentiert. Anschließend werden die beiden Erhebungsinstrumente vorgestellt: ein Kompetenztest sowie ein Fragebogen zur Selbsteinschätzung. Beginnend mit der Entwicklung des Kompetenztests – basierend auf den allgemeinen mathematischen Kompetenzen der Bildungsstandards und den Inhalten der Leitidee Funktionaler Zusammenhang - sowie ein dazugehöriges Kategoriensystem zu dessen Auswertung, werden anschließend die Items des Fragebogens zur Selbsteinschätzung erläutert.  

Abschließend werden diesbezügliche Ergebnisse aus der Interventionsstudie skizziert. Die positiven Entwicklungen bei den Studierenden können als Indikator für die Wirksamkeit der fachdidaktischen Seminare angesehen werden. Zudem ist zu vermuten, dass ein Kompetenzzuwachs und gesteigertes Bewusstsein über das Potential von DMW mit positiven Effekten auf die technologiebezogenen Überzeugungen sowie Selbstwirksamkeitserwartungen einhergehen.