Supporting Cognitive Activation in Learning Processes

Kognitive Aktivierung Option 3 Lernprozesse unterst tzen um aktive Verarbeitung aufrecht zu erhalten 1

DigitUS-Projekt Lizenzhinweis Dieser Foliensatz Dieser Foliensatz Kognitive Aktivierung Kognitive Aktivierung Option 3: Lernprozesse unterst tzen um aktive Verarbeitung Option 3: Lernprozesse unterst tzen um aktive Verarbeitung aufrecht zu erhalten aufrecht zu erhalten wurde im Rahmen des Projekts wurde im Rahmen des Projekts DigitUS Mohr Mohr und und Christian Christian Lindermayer Lindermayer erstellt und ist als erstellt und ist als CC DigitUS von CC- -BY BY- -SA4.0 von Stefan Ufer Stefan Ufer, , Timo Kosiol SA4.0 lizensiert. lizensiert. Timo Kosiol, , Matthias Matthias Einen berblick ber alle Materialien im DigitUS Einen berblick ber alle Materialien im DigitUS- -Projekt findet sich im Projekt findet sich im Einf hrungskapitel Einf hrungskapitel. . Eine ausf hrliche Darstellung der Inhalte der Pr sentation findet sich in der Eine ausf hrliche Darstellung der Inhalte der Pr sentation findet sich in der Handreichung f r Mathematik Mathematik- -Lehrkr fte Lehrkr fte. . Handreichung f r Didaktik der Mathematik LMU M nchen 2 2

Lernprozesse untersttzen Grundidee Herausforderung: Tiefe Verarbeitung aufrecht erhalten. In einer Balance zwischen Unter- und berforderung. Grundidee 1 Raum f r selbstreguliertes Arbeiten schaffen. Wahlm glichkeiten f r die Lernenden, auf einem f r sie lernf rderlichen Niveau zu arbeiten. Herausforderung f r die Lehrkraft: Geeignete Auftr ge stellen. Grundidee 2 Selbstregulation anregen und unterst tzen. Anregen: Allgemeine Strategien selbstregulierten Lernens aktivieren. Unterst tzen: Gezieltes Nachsteuern des individuellen Arbeitsniveaus durch Impulse. Herausforderung f r die Lehrkraft: Balance zwischen Unterst tzung und Aktivierung. Didaktik der Mathematik LMU M nchen 3 3

Bauersfeld, 1978; Schoenfeld, 1992; Stein et al., 2008; Heinze, Verschaffel & Star, 2009 Lernprozesse unterst tzen Aus der Forschung Potential f r tiefe Verarbeitung bleibt im Unterricht ungenutzt. Reichhaltige Aufgaben werden in kleine Schritte trivialisiert (sog. Trichtermuster). Rolle der Sch lerInnen reduziert sich auf Stichwortgeber f r eng gef hrte Fragen. Selbstreguliertes Arbeiten ist f r Lernende anspruchsvoll. Realistische Ziele setzen, eigene Arbeitsmotivation trotz Schwierigkeiten aufrechterhalten. Planung, berwachen und Anpassen des eigenen Vorgehens. Auswahl geeigneter Herangehensweisen, Strategien, Darstellungsformen, Plenumsphasen verharren oft in einem show and tell . Einschr nkung auf vollst ndig korrekte L sungen. Geringe Bandbreite von diskutierten L sungsans tzen. Wenig Diskussion der fachlichen Prinzipien und Strategien hinter den L sungen. Didaktik der Mathematik LMU M nchen 4 4

Lernprozesse untersttzen Kriterien Lernprozesse unterst tzen beinhaltet Raum f r selbstreguliertes Arbeiten schaffen durch Aufgaben, die jedem Lernenden ein fachliches Herangehen auf einem f r ihn lernf rderlichen Niveau erm glichen. Selbstregulation anregen durch Hilfen bei der Planung, berwachung, Anpassung und Reflexion des eigenen Arbeitens. Selbstregulation unterst tzen soweit n tig durch gezielte, minimale, leitende Impulse, die lernf rderliche Aktivit ten anregen. Arbeitsergebnisse fachlich fruchtbar machen durch gezielte Auswahl, Diskussion und fachliche Einordnung von Arbeitsergebnisse. Didaktik der Mathematik LMU M nchen 5 5

Lernprozesse untersttzen Herausforderungen im Unterricht bew ltigen Selbstregulierte Lernprozesse unterst tzen birgt Herausforderungen f r die Lehrkraft: Heterogenit t der Lernenden Raum f r selbstreguliertes Arbeiten schaffen Balance zwischen Unter- und berforderung justieren Selbstregulation anregen und unterst tzen Ergebnisse produktiv nutzen Arbeitsergebnisse fachlich fruchtbar machen Didaktik der Mathematik LMU M nchen 6 6

Freudenthal, 1978 Lernprozesse unterst tzen Kriterien Raum f r selbstreguliertes Arbeiten schaffen Herausforderung: Heterogenit t der Lernenden. Lernende haben verschiedene Voraussetzungen nutzen daher denselben Arbeitsauftrag auf unterschiedliche Art und Weise. L sungsansatz: Nat rliche Differenzierung . Man betrachtet das [die Heterogenit t] als eine Not, und aus dieser Not will ich eine Tugend machen, jedoch mit dem Unterschied, da die Sch ler nicht neben-, sondern miteinander am gleichen Gegenstand auf verschiedenen Stufen t tig sind. (Freudenthal) Ziel: Arbeitsauftr ge die erm glichen, dass Lernende mit unterschiedlichen Lernvoraussetzungen am selben Arbeitsauftrag, aber auf unterschiedlichen Niveaus arbeiten, die ihnen jeweils Lerngelegenheitenbasierend auf ihrem Vorwissen er ffnen und einen Austausch ber verschiedene Vorgehensweisen anregen. Didaktik der Mathematik LMU M nchen 7 7

Lernprozesse untersttzen Raum f r selbstreguliertes Arbeiten schaffen Beispiel Stein et al., 2008 Ziel Arbeitsauftrag (Jgst. 4) L sungsstrategien f r proportionale Zusammenh nge erarbeiten. Eine Schulklasse braucht jeden Tag f nf Bl tter, um ihre zwei Raupen zu f ttern. Wie viele Bl tter w rden sie jeden Tag f r 12 Raupen brauchen? (Vor der Einf hrung des Funktionstyps Proportionalit ten ) M gliche L sungswege Raum f r selbstreguliertes Arbeiten schaffen Janine Melissa Gro e Bandbreite verschiedener m glicher L sungswege. Jason Didaktik der Mathematik LMU M nchen 8 8

Van de Pol et al. 2010 Lernprozesse unterst tzen Kriterien Selbstregulation anregen und unterst tzen Herausforderung: Die Balance zwischen berforderung und Unterforderung der Lernenden. L sungsansatz: Prozessunterst tzung (Scaffolding) Unterst tzung durch die Lehrkraft, die es Lernenden erm glicht einen Auftrag zu bearbeiten aber dennoch ausreichend tiefe Verarbeitung f r Lernprozesse sicherzustellen. Lernf rderliche Prozessunterst tzung ist zeitlich beschr nkt und so gering wie n tig. darauf ausgerichtet, den Lernenden m glichst viel Verantwortung f r den Arbeitsfortschritt zu bertragen. an das Arbeiten der Lernenden angepasst. Didaktik der Mathematik LMU M nchen 9 9

Lernprozesse untersttzen Selbstregulation anregen und unterst tzen Beispiel Fortschritt schnell, problemlos langsam, aber erkennbar wenig, stagnierend Herausfordernd, aber realistisch Aufgabenanforderungen (zu) einfach (zu) schwer Externe Steuerung (zu) hoch (zu) gering passend Weniger Steuerung Zus tzlicher Anspruch Fortschritt zur ckmelden zus tzliche Steuerung Optimale Anforderung, tiefe Verarbeitung Reaktion der Lehrkraft Kannst Du das auch noch anders l sen? Wieviel frisst denn eine Raupe am Tag? L sungswege, relevantes Wissen, Wieviel w rden denn vier Raupen am Tag fressen ? Inhaltsebene Strategieebene Selbstregulation unterst tzen Kannst Du erstmal eine einfachere Aufgabe l sen, die Dir hilft? Ist das der einzige L sungsweg? Strategisches Vorgehen Regulationsebene Selbstregulation anregen Was hat sich an Deinem Vorgehen bew hrt? Was k nnte man besser machen? Was w re ein guter n chster Schritt, um an der Aufgabe zu arbeiten? Selbstregulation, Motivation Didaktik der Mathematik LMU M nchen 10 10

Stein et al., 2008 Lernprozesse unterst tzen Kriterien Arbeitsergebnisse fachlich fruchtbar machen Herausforderung: Ergebnisse produktiv nutzen indem nicht nur die eine korrekte L sung (eines Freiwilligen) vorgestellt wird. sondern L sungswege der Lernenden gezielt zur Vertiefung fachlicher Ideen genutzt werden. L sungsansatz: L sungswege gezielt nutzen w hrend der Bearbeitung in Gruppen/Einzelarbeit Plenum Vorbereitung antizipieren beobachten ausw hlen anordnen verkn pfen Was k nnte kommen? Wie l sen die SuS das? Was davon wird diskutiert? Was zuerst? Was danach? Vorstellung und Diskussion Welche Strategien und L sungswege? Welche Fehler? Was davon hat welches Lernpotential? Welche fachlichen Ideen und Fehler stecken darin? Was hat Potential f r einen lernf rderlichen Austausch? Wie baue ich einen Austausch ber diese L sungswege auf? Welche Idee steckt dahinter? Was sind die Unterschiede und Gemeinsam- keiten? nachsteuern Balance zwischen ber- und Unterforderung Didaktik der Mathematik LMU M nchen 11 11

Stein et al., 2008 Lernprozesse unterst tzen Arbeitsergebnisse fachlich fruchtbar machen Beispiel Jamal 1 3 x Kyra 2 4 Didaktik der Mathematik LMU M nchen 12 12

Lernprozesse untersttzen Einordnung Wie reagiere ich auf ber- und Unterforderung? Wie gestalte ich meinen Auftrag so, dass er selbstreguliertes Lernen erm glicht? Ausgangslage Material & Idee Planung der Umsetzung Voraus- setzungen der SuS Prozess- unter- st tzung Auftr ge angestrebte Lern- aktivit ten Einbettung im Unterricht Diskussion von L sungen Ziele f r die Aktivit t Tools & Medien L sungen antizipieren Welche L sungswege sind bzw. w ren interessant zu diskutieren? Wie gestalte ich eine fachlich reichhaltige Diskussion? Didaktik der Mathematik LMU M nchen 13 13

Lernprozesse untersttzen Beispiel zur eigenen Anwendung Ziel Arbeitsauftrag Erarbeiten, dass zwischen Kreisumfang und Radius ein proportionaler Zusammenhang besteht. Messt Radius und Umfang der verschiedenen mitgebrachten zylinderf rmigen Gegenst nde. Benutzt eine Schnur um den Umfang zu messen. Findet heraus, wie Radius und Umfang zusammenh ngen? Wie k nnt Ihr den Umfang berechnen, wenn Ihr von einem neuen zylinderf rmigen Gegenstand den Radius kennt? Lernvoraussetzungen Wesentliche Vorstellungen zur Proportionalit t sind erarbeitet: Graph ist eine Ursprungsgerade Quotientiengleichheit Didaktik der Mathematik LMU M nchen 14 14

Lernprozesse untersttzen Anwendung Betrachten Sie den Arbeitsauftrag auf der Folie vor dieser. Anwendung Auftrag 1: Selbstreguliertes Arbeiten erm glichen. Inwiefern erm glicht der Arbeitsauftrag selbstreguliertes Arbeiten? Wie m sste er f r Ihren Kontext ggf. angepasst werden? Auftrag 2: Selbstregulation anregen und unterst tzen. Welche Impulse auf der Strategieebene w ren hilfreich, um Selbstregulation zu unterst tzen? Welche Impulse auf der Ebene der Selbstregulation w ren hilfreich? Wie k nnte der Anspruch gesteigert werden? Auftrag 3: Arbeitsergebnisse fachlich fruchtbar machen. Welche L sungswege k nnte man (ggf. mit Unterst tzung oder einem angepassten Arbeitsauftrag) erwarten? Welche Fehler und Fehlstrategien? Welche L sungswege davon w ren besonders interessant f r eine Diskussion? Nutzen Sie gerne die verlinkte Vorlage. Didaktik der Mathematik LMU M nchen 15 15

Lernprozesse untersttzen Potential digitaler Medien Betrachten Sie den Arbeitsauftrag auf der Folie vor dieser. Anwendung Auftrag 1: Selbstreguliertes Arbeiten erm glichen. Wie k nnten digitale Medien so eingesetzt werden, dass ein selbstreguliertes Arbeiten am Kern der Sache (Zusammenhang zwischen Radius und Umfang analysiere) optimal unterst tzt wird? Auftrag 2: Selbstregulation anregen und unterst tzen. Angenommen Sie setzen diese Aktivit t mit digitalen Medien um. Welche besonderen Herausforderungen birgt dies f r die Balance aus ber- und Unterforderung? Auftrag 3: Arbeitsergebnisse fachlich fruchtbar machen. Angenommen Sie setzen diese Aktivit t mit digitalen Medien um. Wie k nnten digitale Medien Sie dabei unterst tzen, L sungswege zu beobachten, auszuw hlen, anzuordnen und zu diskutieren? Nutzen Sie gerne die verlinkte Vorlage. Didaktik der Mathematik LMU M nchen 16 16

Quellen und Literaturverzeichnis Literatur Bauersfeld, H. (1978). Kommunikationsmuster im Mathematikunterricht. Eine Analyse am Beispiel der Handlungsverengung durch Antworterwartung. In: H. Bauersfeld (Hg.): Fallstudien und Analysen zum Mathematikunterricht. Festschrift f r Walter Breidenbach zum 85. Geburtstag. Hannover Schroedel, S. 158-180. Freudenthal, H. (1978). Vorrede zu einer Wissenschaft vom Mathematikunterricht. Oldenbourg. Heinze, A., Star, J., & Verschaffel, L. (2009). Flexible and adaptive use of strategies and representations in mathematics education. ZDM The International Journal on Mathematics Education, 41, 535 540. Schoenfeld, A. (1992). Learning to Think Mathematically: Problem Solving, Metacognition and Sense- making in Mathematics Teaching and Learning. In D. A. Grouws (Ed.), Handbook of Research on Mathematics (pp. 334-370). New York, NY: Simon & Schuster. Stein, M. K., Engle, R. A., Smith, M. S., & Hughes, E. K. (2008). Orchestrating productive mathematical discussions: Five practices for helping teachers move beyond show and tell. Mathematical thinking and learning, 10(4), 313-340. Van de Pol, J., Volman, M., & Beishuizen, J. (2010). Scaffolding in teacher student interaction: A decade of research. Educational Psychology Review, 22(3), 271-296. Didaktik der Mathematik LMU M nchen 17 17

Quellen und Literaturverzeichniss Bilder Titelbild: Bild von Pexels auf Pixabay: https://pixabay.com/images/id-1838658/ Folie 7 und 11: Bild von Free-Photos auf Pixabay: https://pixabay.com/images/id-1209834/ Folien 14-15: Bild von Free-Photos auf Pixabay: https://pixabay.com/images/id-918449/ Alle Bilder lizensiert unter CC-BY-SA 4.0 Didaktik der Biologie LMU M nchen 18 18