370 Bildung und Erziehung
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Tasks are a key resource in the process of teaching and learning mathematics, which is why task design continues to be one of the main research issues in mathematics education. Different settings can influence the principles underlying the formulation of tasks, and so does the outdoor context. Specifically, a math trail can be a privileged context, known to promote positive attitudes and additional engagement for the learning of mathematics, confronting students with a sequence of real-life tasks, related to a particular mathematical theme. Recently, mobile devices and apps, i.e., MathCityMap, have been recognized as an important resource to facilitate the extension of the classroom to the outdoors. The study reported in this paper intends to identify the principles of design for mobile theme-based math trails (TBT) that result in rich learning experiences in early algebraic thinking. A designed-based research is used, through a qualitative approach, to develop and refine design principles for TBT about Sequences and Patterns. The iterative approach is described by cycles with the intervention of the researchers, pre-service and in-service teachers and students of the targeted school levels. The results are discussed taking into account previous research and data collected along the cycles, conducing to the development of general design principles for TBT tasks.
In 2020, Germany and Spain experienced lockdowns of their school systems. This resulted in a new challenge for learners and teachers: lessons moved from the classroom to the children’s homes. Therefore, teachers had to set rules, implement procedures and make didactical–methodical decisions regarding how to handle this new situation. In this paper, we focus on the roles of mathematics teachers in Germany and Spain. The article first describes how mathematics lessons were conducted using distance learning. Second, problems encountered throughout this process were examined. Third, teachers drew conclusions from their mathematics teaching experiences during distance learning. To address these research interests, a questionnaire was answered by N = 248 teachers (N1 = 171 German teachers; N2 = 77 Spanish teachers). Resulting from a mixed methods approach, differences between the countries can be observed, e.g., German teachers conducted more lessons asynchronously. In contrast, Spanish teachers used synchronous teaching more frequently, but still regard the lack of personal contact as a main challenge. Finally, for both countries, the digitization of mathematics lessons seems to have been normalized by the pandemic.
Aufgrund der §§20, 44 Abs. 1 Nr. 1 des Hessischen Hochschulgesetzes in der Fassung vom 14. Dezember 2009 (GVBl. I, S. 666), zuletzt geändert durch Art. 2 des Gesetzes vom 18. Dezember 2017 (GVBl. I, S. 284), hat der Fachbereichsrat des Fachbereichs Informatik und Mathematik der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main am 25. Mai 2020 die folgende Ordnung für den Bachelorstudiengang Mathematik beschlossen. Diese Ordnung hat das Präsidium der Goethe-Universität gemäß §37 Abs. 5 Hessisches Hochschulgesetz am 30. Juni 2020 genehmigt. Sie wird hiermit bekannt gemacht.
Ausgangspunkt der Forschungsarbeit ist der Gebrauch von Gesten in mathematischen Interaktionen von Lernenden. Es wird untersucht, inwiefern Gesten Teil des mathematischen Aushandlungsprozesses sind. Damit ist die Rekonstruktion einer potentiell fachlichen Bedeutung des Gestengebrauchs beim Mathematiklernen das zentrale Forschungsanliegen.
Theoretisch gerahmt wird die Arbeit von Erkenntnissen aus der psychologisch-linguistischen Gestenforschung zur systematischen Beschreibung von Gestik im Zusammenspiel mit der gleichzeitig geäußerten Lautsprache (McNeill, 1992; Kendon, 2004). Es werden ebenso ausgewählte Forschungen zur Gestik beim Mathematiklernen beleuchtet (Arzarello, 2006; Wille, 2020; Kiesow, 2016). Die mathematikdidaktische Interaktionstheorie begründet den sozial-konstruktivistischen Lernbegriff (Krummheuer, 1992). Ausgewählte Aspekte der Semiotik nach C. S. Peirce bieten eine theoretische Fundierung des Zeichenbegriffs und des Kerns mathematischen Agierens, verstanden als diagrammatisches Arbeiten (Peirce, 1931, CP 1.54 u. 1932, CP 2.228).
Von besonderer Bedeutung für die vorliegende Forschungsarbeit ist der linguistische Ansatz der Code-Integration und -Manifestation von redebegleitenden Gesten im Sprachsystem nach Fricke (2007, 2012) in Verbindung mit dem Peirce’schen Diagrammbegriff. Diese Perspektive ermöglicht eine theoretische Fundierung der zunächst empirisch beobachtbaren Multimodalität der Ausdrucksweisen von Lernenden beim gemeinsamen Mathematiktreiben. Der Peirce’sche Diagrammbegriff dient hierbei zur Rekonstruktion einer systemischen Relevanz von Gesten für das Betreiben von Mathematik: Bestimmte Gesten sind semiotisch als mathematische Zeichen beschreibbar und haben potentiell konstituierende Funktion für das diagrammatische Arbeiten der Lernenden. Der übergeordnete Forschungsfokus lautet: Wie nutzen Grundschüler*innen Gestik und Lautsprache, insbesondere in deren Zusammenspiel, um ihre mathematischen Ideen in den interaktiven Aushandlungsprozess einzubringen und über den Verlauf der Interaktion aufzugreifen, möglicherweise weiterzuentwickeln oder auch zu verwerfen? In der Ausdifferenzierung wird die Funktion der verwendeten Gesten und die Rekonstruktion von potentiell gemeinsam gebrauchten Gesten der Interagierenden in den Blick genommen.
Methodisch lässt sich die Forschungsarbeit der qualitativen Sozialforschung (Bohnsack, 2008) bzw. der interpretativen mathematikdidaktischen Unterrichtsforschung zuordnen (Krummheuer & Naujok, 1999). Es werden Beispiele aus mathematischen Interaktionssituationen ausgewertet, in denen sich Paare von Zweitklässler*innen mit einem mathematischen Problem aus der Kombinatorik und der Geometrie beschäftigen. Eine eigens theoriekonform entwickelte Transkriptpartitur dient zur Aufarbeitung der Videodaten. Mit der textbasierten Interaktionsanalyse (Krummheuer, 1992) und der grafisch angelegten Semiotischen Analyse (Schreiber, 2010) in einer Weiterentwicklung der Semiotischen Prozess-Karten (Huth, 2014) werden zwei hierarchisch aufeinander aufbauende Analyseverfahren verwendet.
Zentrale Forschungsergebnisse sind 1) die funktionale und gestalterische Flexibilität des Gestengebrauchs beim diagrammatischen Arbeiten der Lernenden, 2) die Rekonstruktion von Modusschnittstellen der Gesten mit anderen Ausdrucksmodi in Funktion, interaktionaler Bedeutungszuschreibung und Chronologie, und 3) die häufige Verwendung der Gesten als Modus der Wahl der Lernenden in mathematischen Interaktionen. Gesten weisen eine unmittelbare und voraussetzungslose Verfügbarkeit auf, eine funktionale und gestalterische Flexibilität in der mathematischen Auseinandersetzung und die Möglichkeit, Funktionen anderer Modi (vorübergehen) zu übernehmen. Es zeigt sich eine konstitutive und fachliche Bedeutung der Gestik für das mathematisch-diagrammatische Agieren der Lernenden. In der Arbeit wird daraus schließlich das doppelte Kontinuum der Gesten für das Mathematiklernen entwickelt. Es zeigt in der Dimension der Funktion des Gestengebrauchs und der Dimension des Objektbezugs der Gestengestalt die Vielfältigkeit der Gestenfunktionen im gemeinsamen diagrammatischen Arbeiten der Lernenden und gibt Einblick in die verwendeten Gestengestalten.
Die Forschungsarbeit offenbart den Bedarf einer Beachtung von Gesten in der fachdidaktischen Planung und Gestaltung von Mathematikunterricht und in der Erforschung und Diagnostik der mathematischen Entwicklung von Lernenden. Es handelt sich bei Gesten in mathematischen Interaktionen nicht um ein reines Beiwerk der Äußerung, sondern um einen fachlich bedeutsamen Modus in Bezug auf das Mathematiklernen. Der Gebrauch von Gestik ermöglicht die Erzeugung von Diagrammen im Handumdrehen und eröffnet perspektivisch eine Erforschung ihrer Bedeutung für mathematische Lehr-Lern-Prozesse.
Die in dieser Zusammenfassung angegebene Literatur findet sich im Literaturverzeichnis der vorgelegten Forschungsarbeit.
Chatbots are a promising technology with the potential to enhance workplaces and everyday life. In terms of scalability and accessibility, they also offer unique possibilities as communication and information tools for digital learning. In this paper, we present a systematic literature review investigating the areas of education where chatbots have already been applied, explore the pedagogical roles of chatbots, the use of chatbots for mentoring purposes, and their potential to personalize education. We conducted a preliminary analysis of 2,678 publications to perform this literature review, which allowed us to identify 74 relevant publications for chatbots’ application in education. Through this, we address five research questions that, together, allow us to explore the current state-of-the-art of this educational technology. We conclude our systematic review by pointing to three main research challenges: 1) Aligning chatbot evaluations with implementation objectives, 2) Exploring the potential of chatbots for mentoring students, and 3) Exploring and leveraging adaptation capabilities of chatbots. For all three challenges, we discuss opportunities for future research.
An exploratory latent class analysis of student expectations towards learning analytics services
(2021)
For service implementations to be widely adopted, it is necessary for the expectations of the key stakeholders to be considered. Failure to do so may lead to services reflecting ideological gaps, which will inadvertently create dissatisfaction among its users. Learning analytics research has begun to recognise the importance of understanding the student perspective towards the services that could be potentially offered; however, student engagement remains low. Furthermore, there has been no attempt to explore whether students can be segmented into different groups based on their expectations towards learning analytics services. In doing so, it allows for a greater understanding of what is and is not expected from learning analytics services within a sample of students. The current exploratory work addresses this limitation by using the three-step approach to latent class analysis to understand whether student expectations of learning analytics services can clearly be segmented, using self-report data obtained from a sample of students at an Open University in the Netherlands. The findings show that student expectations regarding ethical and privacy elements of a learning analytics service are consistent across all groups; however, those expectations of service features are quite variable. These results are discussed in relation to previous work on student stakeholder perspectives, policy development, and the European General Data Protection Regulation (GDPR).