Methodisch-didaktische Konzepte für Spielerisches Lernen

Prof. Dr. Regina BruderMathematik (FB 4)Didaktik der Mathematik

Prof. Dr. Bernhard SchmitzHumanwissenschaften (FB 3)Pädagogische Psychologie

Prof. Dr.-Ing. Ralf SteinmetzElektrotechnik/IT (FB 18)Multimedia Kommunikation

Beitrag zur e-Didaktik

Kristina Richter, M.A.Mathematik (FB 4)Didaktik der Mathematik

-Ing. Stefan GöbelElektrotechnik/IT (FB 18)Multimedia Kommunikation

Dipl.-Inf. Johannes KonertElektrotechnik/IT (FB 18)Multimedia Kommunikation

Wann haben E-Learning Angebote (hohe) Qualität?

wenn mit Hilfe von IuK-Technik ermöglicht wird

neue Lerninhalte aufzunehmen oder Lehrinhalte neu zu strukturieren und den Zugriff zu erleichternLernvoraussetzungen bereit zu stellen und Zielklarheit zu erzeugenInteraktion & Kommunikation zu unterstützen und selbständiges Lernen zu örderneine Individualisierung des LernwegsStudierende/Lernende angemessen zu betreuen

Ziel- ,Inhalt- ,Methodenaspekte

-Qualität der Lernaufgaben

-Qualität der informellen handlungsleitenden Elemente

-Qualität der Unterstützungsinstrumente

Lernfortschritt erfordert nach dem Tätigkeitskonzept:

Zum lerntheoretischen Hintergrund des adaptiven Qualitätsansatzes

-Eine selbst gestellte Lernaufgabe

-Erarbeitung einer Orientierungsgrundlage für die notwendigen Tätigkeiten

auf verschiedenen Leveln:

I Probierorientierung (trial and error)

II Musterorientierung, beispielgebunden

III Feldorientierung

Aktuelle Forschungsfragen

- Gregory, Gayle H.: Differentiating Instruction With Style. Aligning Teacher and Learner Intelligences for Maximum Achievement. Thousand Oaks 2005

- beachballs – puppies – microscops – clipboards

- Prädikativer oder funktionaler Denkstil?

� bereichsspezifische Kompetenzerfahrungen

� Erfahrung, in einem Inhaltsbereich selbstbestimmt zu handeln

� soziale Einbindung in eine Domäne

� Motivation und Interesse der Lehrkräfte (BLK- Studie, Rheinberg)

Aufgabentypisierung für nachhaltiges ) - Learning

Gege- Transfor- Gesuch-

benes mationen tes

-----------------------------------------------------------------------

X X gelöste Aufgabe, Muster ( stimmt das?)

X - einfache Bestimmungsaufgabe

X X einfache Umkehraufgabe

- X Beweisaufgabe, Spielstrategie, Methode finden

- - schwere Bestimmungsaufgabe

- X schwierige Umkehraufgabe

X - Aufforderung, eine Aufgabe zu erfinden

- (-) offene Problemsituation

Aufgabentypisierung für nachhaltiges ) - Learning

Gege- Transfor- Gesuch-

benes mationen tes

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X X gelöste Aufgabe, Muster ( stimmt das?)

X - einfache Bestimmungsaufgabe

X X einfache Umkehraufgabe

- X Beweisaufgabe, Spielstrategie, Methode finden

- - schwere Bestimmungsaufgabe

- X schwierige Umkehraufgabe

X - Aufforderung, eine Aufgabe zu erfinden

- (-) offene Problemsituation

Nimm -Spiel:

Spiel zu zweit: Gegeben sind 20 Schokobons. Wer das letzte nehmen darf, hat gewonnen.

Regel: Man darf nur 1, 2 oder 3 Schokobons pro Zug nehmen.

Wie gewinnt der Spieler, der als Zweiter am Zug ist, immer?

Zielstellung

Entwicklung eines didaktisch und lerntheoretisch fundierten Einsatzszenarios für eine Lern- und Diagnoseumgebung im Bereich „Darstellungsformen funktionaler Zusammenhänge“in der SI mit spielerischen Elementen:

Abbildung eines kompetenzorientierten Förder- und Diagnosemodells in einer digitalen Lernumgebung

Integration spielerischer Elemente zur motivationalen Unterstützung (Lerntypbezug)

Integration des Klassennetzwerks für Rückmeldungen – Projekt PEDALE

Nutzung informationstechnischer und diagnostischer Methoden zur Rückmeldung von Lernpotenzialen an Lehrende und Lernende

Messung von Effekten der entwickelten Lernumgebung

Inhaltliche Vorarbeiten – domänenspezifische Rahmenkonzepte

Funktionale Zusammenhänge und ihre Darstellungsformen im MU bis Kl.9:

Emprisch gesichertes Kompetenzstrukturmodell zu Darstellungswechseln mit 5 Dimensionen:

DFG-SPP 1293: Kompetenzmodelle

G A S N

Besondere Fehleranfälligkeit –Diagnose und Förderbedarf

Idee: Mathekrimi als Rahmenhandlung(Britta Will, wiss. Hausarbeit TU Darmstadt 2011)

Alex ist ein Jugendlicher aus Darmstadt, der zur Schule geht, sigerne mit seinen Freunden Max, Timo und Franzi trifft und Kaugummis liebt. Sein Vater, Harald Weber, ist Polizist bei der Kriminalpolizei in Darmstadt und liebt es Fälle und Alltagssituationen mithilfe von Mathematik zu lösen.

Alex hat einen Plan: In ganz Darmstadt will er unbemerkt berfälle nach einem mathematisch verschlüsselten Plan begehen:

Dem sogenannten W-Plan. Um diesen ungehindert durchführen zu nnen, beauftragt er den Spieler, für ihn einige Wochen auf Abruf

bereit zu stehen, um ihn in seinem Leben zu vertreten.

Technische Umsetzung mit StoryTec

Rapid Prototyping Authoring Tool zur Erstellung von Lernspielen und prozessorientierten Anwendungen

Konzept zur Evaluation

Prozessmodelle desLernens und der Selbstregulation: T

rait

n

Tra

it n+

1

Lernen: QualitätLernstrategien, Volition

Lernen: QuantitätZeit

Aktionale Phase

Selbst-reflektion

LernergebnisQualitätQuantitätZufriedenheitEmotionen

Postaktionale Phase

Situation

Aufgabe

EmotionenZieleMotivationSelbstwirksamkeit

Präaktionale Phase

DFG-SPP: BIQUA

Vorarbeiten – Evaluation

Prozessmodelle desLernens und der Selbstregulation:

geplantes Vorgehen zur Evaluation der Software:

Tra

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it n+

1

Lernen: QualitätLernstrategien, Volition

Lernen: QuantitätZeit

Aktionale Phase

Selbst-reflektion

LernergebnisQualitätQuantitätZufriedenheitEmotionen

Postaktionale Phase

Situation

Aufgabe

EmotionenZieleMotivationSelbstwirksamkeit

Präaktionale Phase

DFG-SPP: BIQUA

Dankeschön für Ihr Interesse!

Kontakt:

bruder@mathematik.tu-darmstadt.de

www.math-learning.com

Kortenkamp, U. (2007): CAS und DGS im Dialog – oder: Wieviel CAS braucht der Mensch? URL: http://www.mathematik.uni-dortmund.de/ieem/BzMU/BzMU2007/Kortenkamp.pdf [Zugriff am: 23.10.2010]

Bruder, R./ Büchter, A./Leuders, T. (2008): Mathematikunterricht entwickeln. Bausteine fkompetenzorientiertes Unterrichten. Cornelsen Scriptor.

Collet, C., Bruder, R. & Ströbele, M. (2008): Intelligent und reflektiert Mathematik üben. Zur didaktischen Qualität von Lehr- und Lernmaterialien. In: mathematik lehren, 147, S. 60-63.

Bruder, R. & Sonnberger, J. (2008): Die Qualität steckt im Detail - kreative Aufgabengestaltung und ihre Umsetzung mit E-Learning-Lösungen. In: Zauchner, S., Baumgartner, P., Blaschitz, E. & Weissenbäck, A. (Hrsg.): Offener Bildungsraum Hochschule: Freiheiten und Notwendigkeiten. Münster: Waxmann, S. 228-238.

Konert, J., Richter, K., Göbel, S., Bruder, R. (2011): Knowledge Sharing in the Classroom. In: Proceedings of the 11th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT). Athens, Georgia, USA.

Perels, F., Dignath, C. & Schmitz, B. (2009): Is it possible to improve mathematical achievement by means of -regulation strategies? Evaluation of an intervention in regular math classes. European Journal of

Psychology of Education, 24, 17-32.

Schmitz, B. & Wiese, B. S. (2006): New Perspectives for the Evaluation of Training Sessions in Self- Regulated Learning: Time- Series Analyses of Diary Data. Contemporary Educational Psychology, 31, 64-96. (2) Perels, F., Gürtler, T. & Schmitz, B. (2005): Training of self-regulatory and problem- solving competence. Learning and Instruction. 15, 123-139.

Mehm, F., Göbel, S., Steinmetz, R. (2010): User Support in Digital Educational Game Authoring Tools. In: Sybille Hambach, Alke Martens, Djamshid Tavangarian, Bodo Urban: Proceedings of the 3rd International eLBa Science Conference, p. 202-211, Fraunhofer Verlag.

Mehm, F., Wendel, V., Göbel, S., Steinmetz, R. (accepted for publication): Bat Cave: A Testing and Evaluation Platform for Digital Educational Games. In: Proceedings of the 3rd European Conference on Games Based Learning, Academic Conferences International.

Literatur