Zusammenfassung
In der vorliegenden Untersuchung wurde die selbstberichtete Strategienutzung von Neuntklässlern beim Bearbeiten von Modellierungsaufgaben erfasst und im Zusammenhang mit ihren mathematischen Leistungen betrachtet. Dazu haben 86 Neuntklässler aus zwei Realschulklassen und acht Gymnasialklassen zunächst einen Modellierungstest bearbeitet. Anschließend wurden sie zu ihren allgemeinen und aufgabenbezogenen Lernstrategien beim Lösen von Modellierungsaufgaben befragt. Die Schüler gaben im Rahmen der allgemeinen Befragung an, deutlich seltener ihre Lösungsprozesse zu planen, als Kontroll-, Elaborations-, Wiederholungs- oder Organisationsstrategien zu benutzen. Die Ergebnisse der aufgabenbezogenen Befragung zeigen, dass die Strategien Zeichnen einer Skizze und Suchen einer Analogie häufiger beim Bearbeiten der Modellierungsaufgaben zum Inhaltsbereich Satz des Pythagoras als zum Bereich Lineare Funktionen berichtet werden. Bezüglich der selbstberichteten Strategienutzung und der mathematischen Modellierungsleistungen der Lernenden konnten keine signifikanten Korrelationen festgestellt werden, so dass sich hier die Frage der inhaltlichen Bedeutung von Lernstrategien bzw. des methodisch angemessenen Vorgehens stellt, welche in weiteren Studien zu validieren ist.
Abstract
This article deals with a report by ninth graders on their use of learning strategies when solving modelling problems and to what extent the strategy use is related to modelling competency. 86 ninth graders from 2 German middle track classes (Realschule) and 8 upper track classes (Gymnasium) first took a modelling test. Afterwards they were asked about their use of general and task-specific learning strategies while solving the problems. The students reported that they used planning strategies more seldom than the control, elaboration, rehearsal and organisation ones. The analysis of the task-specific questionnaire shows that the strategies “make a drawing” and “search for analogy” were reported to be more frequently used while solving modelling problems about the “Pythagorean theorem”, than about “linear functions”. There were no significant correlations between the self-reported strategy use and the modelling competency. Therefore, both the role of learning strategies in performance and the method of measuring learning strategies and performance ought to be explored in further studies.
Notes
Weiter in dieser Arbeit wird nur die männliche Form benutzt. Gemeint sind aber stets beide Geschlechter.
Beim Zeichnen einer Skizze können auch andere Strategien (wie z.B. Suche einer Analogie) aktiviert werden. Die Organisation von vorgegebenen Informationen steht dennoch im Vordergrund.
Unter Textaufgaben werden dabei Aufgaben mit größeren Textanteilen und einem Realitätsbezug, also in der Begrifflichkeit von Niss, Blum und Galbraith „modeling problems“ und „word problems“ (Niss et al. 2007) verstanden.
Es hat sich nach der Untersuchung herausgestellt, dass die Modellierungsaufgaben zu den beiden Inhaltsbereichen verschiedene Lösungshäufigkeiten aufweisen. Aus diesem Grund kann die Strategienutzung durch diese Aufgaben unterschiedlich stark herausgefordert werden. Bei den künftigen Untersuchungen sollen solche Aufgaben ausgewählt werden, die eine vergleichbare Schwierigkeit haben.
Literatur
Artelt, C. (2000). Strategisches Lernen. Berlin: Waxmann.
Betts, N. E., & Hackett, G. (1983). The relationship of mathematics self-efficacy expectations to the selection of science-based college majors. Journal of Vocational Behavior, 23(3), 329–345.
Blum, W. (2007). Mathematisches Modellieren – zu schwer für Schüler und Lehrer. In Beiträge zum Mathematikunterricht (S. 3–12). Hildesheim: Franzbecker.
Blum, W., & Leiss, D. (2007). How do students and teachers deal with mathematical modelling problems? The example Sugaloaf and the DISUM project. In C. Haines, P. L. Galbraith, W. Blum, & S. Khan (Hrsg.), Mathematical Modelling (ICTMA12). Education, Engineering and Economics (S. 222–231). Chichester: Horwood Academic.
Borromeo Ferri, R. (2007). Individual modelling routes of pupils – Analysis of modelling problems in mathematical lessons from a cognitive perspective. In C. Haines (Hrsg.), Mathematical Modelling (ICTMA 12): Education, Engineering and Economics (S. 260–270). Chichester: Horwood Academic.
Bortz, J. (2005). Statistik für Human- und Sozialwissenschaftler (6 Aufl.). Berlin: Springer.
Bruder, R. (2003). Methoden und Techniken des Problemlösenlernens. Material im Rahmen des BLK-Programms „SINUS“ zur „Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts“. Kiel: IPN.
Cascallar, E., & Boekaerts, M. (2006). Assessment in the evaluation of self-regulation as a process. Educational Psychology Review, 18(3), 297–306.
Chinnappan, M., & Lawson, M. J. (1996). The Effects of training in the use of executive strategies in geometry problem solving. Learning and Instruction, 6(1), 1–17.
Conrad, C. (1972). Cognitive economy in semantic memory. Journal of Experimental Psychology, 92(2), 145–155.
De Bock, D., Verschaffel, L., & Janssens, D. (1998). The predominance of the linear model in secondary school students’ solutions of word problems involving length and area of similar plane figures. Educational Studies in Mathematics, 35(1), 65–83.
De Corte, E., Verschaffel, L., & O’pt Eynde, P. (2000). Self-regulation: A characteristic and a goal of mathematics education. In M. Boekaerts, P. R. Pintrich, & M. Zeidner (Hrsg.), Handbook of Self-Regulation (S. 681–726). San Diego: Academic Press.
Dresel, M., & Haugwitz, M. (2005). The relationship between cognitive abilities and self-regulated learning: evidence for interactions with academic self-concept and gender. High Ability Studies, 16(2), 201–218.
Friedrich, H. F., & Mandl, H. (2006). Lernstrategien: Zur Strukturierung des Forschungsfeldes. In H. Mandl & H. F. Friedrich (Hrsg.), Handbuch Lernstrategien (S. 1–23). Göttingen: Hogrefe.
Galbraith, P. L., & Stillman, G. (2006). A framework for identifying student blockages during transitions in the modelling process. ZDM. Zentralblatt für Didaktik der Mathematik, 38(2), 143–162.
Gamo, S., Sander, E., & Richard, J.-F. (2010). Transfer of strategy use by semantic recoding in arithmetic problem solving. Learning and Instruction, 20(5), 400–410.
Gentner, D., Holyoak, K. J., & Kokinov, B. (2001). The analogical mind: perspectives from cognitive science. Cambridge: MIT Press.
Greer, B., & Verschaffel, L. (2007). Characterizing modeling competencies. In W. Blum, P. L. Galbraith, H.-W. Henn, & M. Niss (Hrsg.), Applications and modelling in mathematics education: the 14th ICMI Study (S. 219–224). New York: Springer.
Heinze, A. (2007). Problemlösen im mathematischen und außermathematischen Kontext. Modelle und Unterrichtskonzepte aus kognitions-psychologischer Perspektive. Journal für Mathematik-Didaktik, 28(1), 3–30.
Hembree, R. (1992). Experiments and relational studies in problem solving: A meta-analysis. Journal for Research in Mathematics Education, 23(3), 242–273.
Jordan, A., Krauss, S., Löwen, K., Blum, W., Neubrand, M., Brunner, M. et al. (2008). Aufgaben im COACTIV-Projekt: Zeugnisse des kognitiven Aktivierungspotentials im deutschen Mathematikunterricht. Journal für Mathematik-Didaktik, 29(2), 83–107.
Kirby, J. (1988). Style, strategy and skill in reading. In R. R. Schmeck (Hrsg.), Learning strategies and learning styles (S. 230–274). New York: Plenum.
Kramarski, B., Mevarech, Z. R., & Arami, M. (2002). The effects of metacognitive instruction on solving mathematical authentic tasks. Educational Studies in Mathematics, 49(2), 225–250.
Krapp, A. (1993). Lernstrategien: Konzepten, Methoden und Befunde. Unterrichtswissenschaft, 21(4), 291–311.
Leiss, D. (2007). „Hilf mir es selbst zu tun“. Lehrerinterventionen beim mathematischen Modellieren. Hildesheim: Franzbecker.
Leiss, D., Bürgermeister, A., Harks, B., Klieme, E., Rakoczy, K., & Blum, W. (2009). Consequences of classroom assessment – Vorstellung des Projekts CoCa. Beiträge zum Mathematikunterricht 2009 (S. 283–286). Münster: WTM Verlag.
Leiss, D., Schukajlow, S., Blum, W., Messner, R., & Pekrun, R. (2010). The role of the situation model in mathematical modelling – task analyses, student competencies, and teacher interventions. Journal für Mathematik-Didaktik, 31(1), 119–141.
Leutner, D., & Leopold, C. (2003). Selbstreguliertes Lernen als Selbstregulation von Lernstrategien. Ein Trainingsexperiment mit Berufstätigen zum Lernen aus Sachtexten. Unterrichtswissenschaft, 31(1), 38–56.
Lipowsky, F., Rakoczy, K., Klieme, E., Reusser, K., & Pauli, C. (2005). Unterrichtsqualität im Schnittpunkt unterschiedlicher Perspektiven. In H. G. Holtappels & K. Höhmann (Hrsg.), Schulentwicklung und Schulwirksamkeit (S. 223–239). München: Juventa Verlag.
Lonka, K., Lindblom-Ylänne, S., & Maury, S. (1994). The effect of study strategies on learning from text. Learning and Instruction, 4(3), 253–271.
Miller, G. A., Galanter, E., & Pribram, K. H. (1973). Strategien des Handelns. Pläne und Strukturen des Verhaltens. Stuttgart: Klett.
Newell, A., & Simon, H. A. (1972). Human problem solving. Prentice Hall: Englewood Cliffs.
Niss, M., Blum, W., & Galbraith, P. L. (2007). Introduction. In W. Blum, P. L. Galbraith, H.-W. Henn, & M. Niss (Hrsg.), Modelling and Applications in Mathematics Education: the 14th ICMI Study (S. 1–32). New York: Springer.
Pekrun, R., Jullien, S., Zirngibl, A., Hofe, R. v., & Blum, W. (2002). Skalenhandbuch PALMA 1. Messzeitpunkt (5. Klassenstufe). München: Institut Pädagogischer Psychologie.
Pintrich, P. R. (1999). The role of motivation in promoting and sustaining self-regulated learning. International Journal of Educational Research, 31(6), 459–470.
Pintrich, P. R., & Garcia, T. (1994). Self-regulated learning in college students: Knowledge, strategies and motivation. In P. R. Pintrich, D. Brown, & C. E. Weinstein (Hrsg.), Student motivation, cognition and learning (S. 113–133). Hillsdale: Erlbaum.
Pollak, H. (1979). The interaction between mathematics and other school subjects. In UNESCO (Hrsg.) New trends in mathematics teaching IV (S. 232–248). Paris.
Pólya, G. (1948). How to solve it: A new aspect of mathematical method. Princeton: Princeton University Press.
Rakoczy, K., Buff, A., & Lipowsky, F. (2005). Dokumentation der Erhebungs- und Auswertungsinstrumente zur schweizerisch-deutschen Videostudie “Unterrichtsqualität, Lernverhalten und mathematisches Verständnis”. Befragungsinstrumente. Teil 1. Frankfurt am Main: DIPF.
Reed, S. K. (1999). Word problems research and curriculum reform. Mahwah: Lawrence Erlbaum.
Richland, L. E., Holyoak, K. J., & Stigler, J. W. (2004). Analogy use in eighth-grade mathematics classrooms. Cognition and Instruction, 22(1), 37–60.
Schlagmüller, M., & Schneider, W. (1999). Metacognitive knowledge about text processing: A questionnaire. Unpublisched manuskript, University of Würzburg, Würzburg.
Schoenfeld, A. H. (1992). Learning to think mathematically: problem solving, metacognition and sense making in mathematics. In D. A. Grouws (Hrsg.), Handbook of research on mathamatics teaching and learning (S. 334–370). New York: Macmillan & Co.
Schukajlow, S. (im Druck). Mathematisches Modellieren. Schwierigkeiten und Strategien von Lernenden als Bausteine einer lernprozessorientierten Didaktik der neuen Aufgabenkultur. Münster: Waxmann.
Schukajlow, S., Blum, W., Messner, R., Pekrun, R., Leiss, D., & Müller, M. (2009). Unterrichtsformen, Emotionen und Anstrengung als Prädiktoren von Schüler-Leistungen bei anspruchsvollen mathematischen Modellierungsaufgaben. Unterrichtswissenschaft, 37(2), 164–186.
Schukajlow, S., & Leiss, D. (2008). Textverstehen als Voraussetzung für erfolgreiches mathematisches Modellieren – Ergebnisse aus dem DISUM-Projekt. Beiträge zum Mathematikunterricht 2008 (S. 95–98). Münster: WTM Verlag.
Silver, E. A. (1981). Recall of mathematical problem information: solving related problems. Journal of Research in Mathematics Education, 12(1), 54–64.
Spörer, N., & Brunstein, J. C. (2006). Erfassung selbstregulierten Lernens mit Selbstberichtsverfahren: Ein Überblick zum Stand der Forschung. Zeitschrift für Pädagogische Psychologie, 20(3), 147–160.
Stebler, R., & Reusser, K. (1997). Self-reported strategy use – How do secondary school students prepare for mathematics assessments. In 7th European Conference for Research on Learning and Instruction (EARLI), Athen, Griechenland.
Stern, E., Aprea, C., & Ebner, H. G. (2003). Improving cross-content transfer in text processing by means of active graphical representation. Learning and Instruction, 13(2), 191–203.
Stillman, G. A., & Galbraith, P. L. (1998). Applying mathematics with real world connections: metacognitive characteristics of secondary students. Educational Studies in Mathematics, 36(2), 157–195.
Sweller, J. (1994). Cognitive load theory, learning difficulty, and instructional design. Learning and Instruction, 4(4), 295–312.
Treilibs, V. (1979). Formulation processes in mathematical modelling. Nottingham: University of Nottingham.
Uesaka, Y., Manalo, E., & Ichikawa, S. (2007). What kinds of perceptions and daily learning behaviours promote students’ use of diagrams in mathematics problem solving? Learning and Instruction, 17(3), 322–335.
Verschaffel, L., & De Corte, E. (1997). Teaching realistic mathematical modeling in the elementary school: A teaching experiment with fifth graders. Journal for Research in Mathematics Education, 28(5), 577–601.
Verschaffel, L., De Corte, E., Lasure, S., Vaerenbergh, G. V., Bogaerts, H., & Ratinckx, E. (1999). Learning to solve mathematical application problems: A design experiment with fifth graders. Mathematical Thinking and Learning, 1(3), 195–229.
Verschaffel, L., Greer, B., & De Corte, E. (2000). Making sense of word problems. Lisse: Swets and Zeitlinger.
Weinstein, C. E., Husman, J., & Dierking, D. R. (2000). Self-regulation interventions with a focus on learning strategies. In M. Boekaerts, P. R. Pintrich, & M. Zeidner (Hrsg.), Handbook Self-Regulation (S. 728–747). San Diego: Academic Press.
Weinstein, C. E., & Mayer, R. E. (1986). The teaching of learning strategies. In M. C. Wittrock (Hrsg.), Handbook of Research on Teaching (3. Aufl.) (S. 315–327). New York/London: Collier-Macmillan.
Zimmerman, B. J. (2002). Becoming a self-regulated learner: An overview. Theory into Practice, 41(2), 61–70.
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Schukajlow, S., Leiss, D. Selbstberichtete Strategienutzung und mathematische Modellierungskompetenz. J Math Didakt 32, 53–77 (2011). https://doi.org/10.1007/s13138-010-0023-x
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