Wie gehen Schüler*innen beim Lösen von mathematischen und physikalischen Aufgaben vor? Wo tauchen ggfs. Schwierigkeiten auf? Das untersuchte kürzlich eine Eyetracking-Studie der TUK unter Mithilfe von 38 Oberstufenschüler*innen des Veldenz Gymnasiums Lauterecken, eine von 16 Netzwerkschulen der Universität. Im Fokus standen unter anderem in der persönlichen Erfahrungswelt der Schüler*innen begründete Fehlvorstellungen in den Fächern Mathematik und Physik. Die Studie erfolgte im Rahmen einer Kooperation der U.EDU-Forschungsprojekte MAL-i und Hypermind 2. Dr. Sebastian Becker (AG Didaktik der Physik) und Lynn Knippertz (AG Optimierung/ KOMMS) leiteten das Vorhaben.
Im Rahmen der Studie lösten die teilnehmenden Schülerinnen und Schüler Aufgaben zum graphischen Ableiten in Mathematik und zu linearen Graphen in Mathematik und Physik am PC. Dabei wurden ihre Blickbewegungen aufgezeichnet (Eyetracking), um Wahrnehmungs- und Verarbeitungsprozesse sichtbar zu machen. Das hierfür benötigte technische Equipment stellte die AG Didaktik der Physik von der TUK bereit.
Anhand der Aufzeichnungen ließ sich dann untersuchen, inwiefern die Blickbewegungen Aufschlüsse über kognitive Prozesse während des Lösens der Aufgaben geben können. Ziel der Studie ist es, mögliche Schwierigkeiten aufzudecken und daraus Hinweise zur Förderung von fachspezifischem und fächerübergreifendem Lernen abzuleiten. Diese Hinweise sollen anschließend der Verbesserung von schulischem Unterricht dienen.
„Mit dieser Studie wollen wir besser verstehen, wie Schülerinnen und Schüler Aufgaben im Bereich der Differentialrechnung lösen und warum sie gewisse Fehler machen“, so Prof. Dr. Stefan Ruzika vom Fachbereich Mathematik, der das Vorhaben ebenfalls begleitet hat. „Wir untersuchen außerdem, ob dieselbe Aufgabe zu größeren Schwierigkeiten führt, wenn sie in einem physikalischen Kontext eingekleidet ist.“ Sein Kollege Prof. Dr. Jochen Kuhn, Leiter der AG Didaktik der Physik, ergänzt: „In einem nächsten Schritt können wir Lehrkräfte besser aus- und fortbilden – speziell dazu, welche Lern- und Problemlöseprozesse in diesem fächerübergreifenden Kontext erfolgreich sind und wodurch Fehlkonzepte verhindert werden können.“
Studienleiter Dr. Sebastian Becker vom U.EDU-Teilprojekt Hypermind 2 war selbst Lehrer am Veldenz Gymnasium Lauterecken gewesen. Er führte dort bereits im Februar eine Eyetracking-Studie gemeinsam mit Kathrin Kennel (AG Optimierung/KOMMS) durch. Für die vorliegende Untersuchung kam er gerne wieder an die Schule zurück.
Auch der Schulleiter des Veldenz Gymnasiums, Oberstudiendirektor Stefan Weber, zeigte sich sehr erfreut über die erneute Studienteilnahme seiner Schule. „Ich finde es toll, dass wir als Schule dazu beitragen können, dass mithilfe dieser innovativen Forschungsmethodik besser erforscht werden kann, wie Schülerinnen und Schüler lernen. Denn dies kann helfen, zukünftigen Unterricht besser auf die individuellen Bedürfnisse einzelner Schülerinnen und Schüler abzustimmen und damit den Lernprozess individueller zu gestalten. Wir haben jetzt schon in mehreren Studien mit der TU Kaiserslautern kooperiert und planen die enge Zusammenarbeit auch in Zukunft weiterzuführen.“
Die Studienleitung bedankt sich bei der Schulleitung und dem Lehrerkollegium des Veldenz Gymnasiums Lauterecken für die exzellente Unterstützung während der Vorbereitung und Durchführung vor Ort sowie bei den Schülerinnen und Schülern der MSS 11 und MSS 12 für ihre Teilnahme und ihr Interesse an der Studie.
Mehr Informationen zum Projekt MAL-i
http://tukl.de/msydc
Mehr Informationen zum Projekt Hypermind 2
Mehr Informationen zum TU-Net MINT
Weiterführende Informationen zu U.EDU:
Koordiniert wird das Vorhaben U.EDU durch das Zentrum für Lehrerbildung der TUK, worin das Vorhaben strukturell eingebunden ist:
https://www.uni-kl.de/uedu/
Förderhinweis
Das Vorhaben „U.EDU: Unified Education – Medienbildung entlang der Lehrerbildungskette“ wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.
Hintergrund: „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“
Ziel der Qualitätsoffensive Lehrerbildung ist die qualitative Weiterentwicklung der Lehrerbildung in Studium und Lehre durch die Unterstützung von innovativen Konzepten. Durch eine stärkere interdisziplinäre Ausrichtung sowie die Einbeziehung der Schulen soll das Studium praxisnäher werden. Auch den Herausforderungen der Heterogenität und Inklusion sowie Lehren und Lernen mit digitalen Medien trägt das Bund-Länder-Programm verstärkt Rechnung. Hierfür stellt der Bund für die Länder und Hochschulen bis zum Jahr 2023 bis zu 500 Millionen Euro bereit.
Quelle Text/Bild:
TU Kaiserslautern
Hochschulkommunikation
Gottlieb-Daimler-Straße 47
67663 Kaiserslautern
www.uni-kl.de
Kaiserslautern: 19.11.2020
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