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Die Arbeit entstand im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojektes Fachintegratives Lernen mit digitalen Medien – FiLM unter Beteiligung der Fächer Mathematik, Biologie, Physik und Informatik. Hinter der fachintegrativen Betrachtung stand die Annahme, dass Phänomene der natürlichen und technischen Umwelt im Blickwinkel verschiedener Fachrichtungen tiefer ausgeleuchtet werden können, so dass der Aufbau reichhaltigeren, weil vielfältiger vernetzten Wissens begünstigt wird.  

Die Arbeit entstand im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojektes ''Fachintegratives Lernen mit digitalen Medien – FiLM'' unter Beteiligung der Fächer Mathematik, Biologie, Physik und Informatik. Hinter der fachintegrativen Betrachtung stand die Annahme, dass Phänomene der natürlichen und technischen Umwelt im Blickwinkel verschiedener Fachrichtungen tiefer ausgeleuchtet werden können, so dass der Aufbau reichhaltigeren, weil vielfältiger vernetzten Wissens begünstigt wird.  

Von der interdisziplinären Anlage des Forschungsprojektes ausgehend wird in Kapitel 1 der Arbeit zunächst der spezifische Forschungsrahmen abgesteckt. Die strukturelle Betrachtung phänomenologischer Kontexte ist eine Frage der Anwendung von Mathematik. Sie wird auf das Mathematisieren [[funktionaler Zusammenhänge]] eingegrenzt. In multimediatheoretischer Hinsicht richtet sich das Forschungsinteresse auf die Grundfrage der Supplantation ([[G. Salomon|Salomon]] 1994): Welche gedanklichen Arbeitsprozesse können so externalisiert werden, dass sachgerechte mentale Modellbildungen und -operationen unterstützt werden?

Von der interdisziplinären Anlage des Forschungsprojektes ausgehend wird in Kapitel 1 der Arbeit zunächst der spezifische Forschungsrahmen abgesteckt. Die strukturelle Betrachtung phänomenologischer Kontexte ist eine Frage der Anwendung von Mathematik. Sie wird auf das Mathematisieren [[funktionaler Zusammenhänge]] eingegrenzt. In multimediatheoretischer Hinsicht richtet sich das Forschungsinteresse auf die Grundfrage der Supplantation ([[G. Salomon|Salomon]] 1994): Welche gedanklichen Arbeitsprozesse können so externalisiert werden, dass sachgerechte mentale Modellbildungen und -operationen unterstützt werden?

In Kapitel 4 werden die theoretischen Grundlagen entfaltet. Neben dem Ansatz von Salomon (1994) sind die Informationsverarbeitung beim multimediagestützten Mathematiklernen sowie zentrale Merkmale der Oberflächen-und Tiefenstruktur der Informationsdarbietung von wesentlicher Bedeutung. Die [[Kompetenz]] zur mentalen [[Modellbildung]] und -operation sowie die Kompetenz, mit mathematischen (multiplen) Repräsentationen flexibel umzugehen, sind ebenfalls Kernstücke der theoretischen Konzeption. Auf dieser Basis werden die Mathematisierungsprozesse sowie Möglichkeiten ihrer multimedialen Unterstützung beschrieben.  

In Kapitel 4 werden die theoretischen Grundlagen entfaltet. Neben dem Ansatz von Salomon (1994) sind die Informationsverarbeitung beim multimediagestützten Mathematiklernen sowie zentrale Merkmale der Oberflächen-und Tiefenstruktur der Informationsdarbietung von wesentlicher Bedeutung. Die [[Kompetenz]] zur mentalen [[Modellbildung]] und -operation sowie die Kompetenz, mit mathematischen (multiplen) Repräsentationen flexibel umzugehen, sind ebenfalls Kernstücke der theoretischen Konzeption. Auf dieser Basis werden die Mathematisierungsprozesse sowie Möglichkeiten ihrer multimedialen Unterstützung beschrieben.  

In Kapitel 5 werden Schülerschwierigkeiten mit Funktionsdarstellungen analysiert und typisiert. Für die empirische Erforschung wird theoriegeleitet der Ansatz der Supplantation mentaler Operationen auf Graphen entwickelt.

In Kapitel 5 werden Schülerschwierigkeiten mit Funktionsdarstellungen analysiert und typisiert. Für die empirische Erforschung wird theoriegeleitet der Ansatz der ''Supplantation mentaler Operationen auf Graphen'' entwickelt.

Die Wirksamkeit dieses Ansatzes wird in Kapitel 6 im Rahmen zweier empirischer Studien beschrieben. Die empirischen Befunde zeigen, dass entsprechende Maßnahmen die Schülerinnen und Schüler darin unterstützen können, Funktionsgraphen sachgerecht zu kontextualisieren. Sie kann als „Lesehilfe“ für diejenigen Schülerinnen und Schüler fungieren, die mit Funktionsgraphen zu einem situativen oder figurativen Hintergrund nicht verständig umzugehen verstehen.

Die Wirksamkeit dieses Ansatzes wird in Kapitel 6 im Rahmen zweier empirischer Studien beschrieben. Die empirischen Befunde zeigen, dass entsprechende Maßnahmen die Schülerinnen und Schüler darin unterstützen können, Funktionsgraphen sachgerecht zu kontextualisieren. Sie kann als „Lesehilfe“ für diejenigen Schülerinnen und Schüler fungieren, die mit Funktionsgraphen zu einem situativen oder figurativen Hintergrund nicht verständig umzugehen verstehen.