Zur Bedeutung von fächerübergreifendem Unterricht zwischen Mathematik und Physik für die Förderung von mathematical literacy – unter besonderer Berücksichtigung physikalischer Experimente, Begriffserwerb und Variablenbegriff
Simon Zell: Fächerübergreifende Elemente im Mathematikunterricht zur Förderung von mathematical literacy – Untersuchungen zur Bedeutung naturwissenschaftlicher Kontexte unter besonderer Berücksichtigung physikalischer Experimente zum Variablenbegriff. Dissertation, Pädagogische Hochschule Schwäbisch Gmünd.
Betreut durch Prof. Dr. Astrid Beckmann.
Zusammenfassung
(zu Teilen aus dem Überblick)
Fächerübergreifender Mathematikunterricht bietet Lehrer/-innen eine Gestaltungsmöglichkeit, um ihren Schüler/-innen mathematische Begriffe und Prozeduren aspektreich erfahrbar und erlernbar zu machen. Gleichzeitig können Schüler/-innen durch diese Unterrichtsform entdecken, wie mathematische Begriffe und Prozeduren außerhalb der Mathematik funktional angewandt werden. Besonders geeignet für fächerübergreifenden Unterricht scheinen die Naturwissenschaften. Die vorliegende Arbeit untersucht, unter anderem, vielfältige Ansätze zu fächerübergreifendem Unterricht und Ansätze zur Entwicklung von mathematical literacy werden analysiert und kategorisiert. Folgende Forschungsfragen haben sich ergeben:
1. Was verstehen Lehrer/-innen unter dem Begriff fächerübergreifend?
2. Welche Einstellung haben sie gegenüber fächerübergreifendem Mathematikunterricht?
3. Welche Vor-/Nachteile sehen sie in fächerübergreifendem Mathematikunterricht?
4. In welcher Art und Weise wird fächerübergreifender Mathematikunterricht angewandt?
5. Wie groß ist die Diskrepanz zwischen erwünschtem Einsatz und tatsächlich realisiertem Einsatz?
6. Wie kooperieren Lehrer/-innen im Rahmen eines fächerübergreifenden Mathematikunterrichts?
7. Welche Faktoren fördern/behindern die Realisierung fächerübergreifenden Mathematikunterrichts?
Zur Beantwortung der Fragen wird eine qualitative Untersuchung durchgeführt, Fragebögen wurden an Schulen in Baden-Württemberg verschickt und parallel dazu Lehrerinterviews durchgeführt.
Die Arbeit ist folgendermaßen gegliedert:
Kapitel 2 geht zuerst der Konzeption von mathematical literacy nach, greift die PISA-Rahmenkonzeption auf, analysisert und diskutiert die verschiedenen Auffassungen in der Literatur und stellt eine Arbeitsdefinition auf. Diese bildet die Grundlage für die Untersuchungen, in welchem Maß Unterricht im Sinne von mathematical literacy ist. Kapitel 3 geht auf fächerübergreifenden Mathematikunterricht ein und beschreibt dessen verschiedene Formen, wobei der Fokus auf Mathematik und Naturwissenschaften liegt. Die Anwendung von fächerübergreifendem Unterricht sowie dessen Effizienz wird besprochen. Ebenso wird vorgestellt, wie fächerübergreifender Unterricht bezüglich des Fächerübergriffs, dessen Anwendbarkeit und seinem Beitrag zu mathematical literacy analysiert werden kann. Das Modell „Mathematik und Naturwissenschaften unter einem Dach“ wird präsentiert. Da Experimente wesentlicher Bestandteil der Naturwissenschaften sind und sich häufig mathematischer Begriffe und Prozeduren bedienen, werden in Kapitel 4 fachwissenschaftliche und fachdidaktische Aspekte von Experimenten betrachtet. Zudem wird der Einsatz im Mathematikunterricht und dessen Beitrag zur Entwicklung von mathematical literacy diskutiert. Abschließend wird dargestellt, wie Experimente zum Erfassen verschiedener Aspekte des Variablenbegriffs im Mathematikunterricht eingesetzt werden können und welches Potential als auch Schwierigkeiten dies bergen kann.