Problemlösen lernen mit digitalen Medien Eine Studie zur by Reinhold Haug

By Reinhold Haug

Ziel des Lernens mit dynamischen Werkzeugen sind der effektive Wissensaufbau und der Erwerb allgemeiner heuristischer Kompetenzen. Häufig bieten jedoch offene Lernumgebungen mit solchen Werkzeugen Schülerinnen und Schülern nicht genügend Orientierung, Strukturierung und Unterstützung. Auf der Grundlage aktueller Forschungsergebnisse im Bereich dynamischer Geometriesysteme (DGS) konzipiert Reinhold Haug eine stark vorstrukturierende und zugleich Reflexionen anregende Lernumgebung für den selbstständigen Erwerb grundlegender Problemlösetechniken. Er entwickelt eigene quantitative und qualitative Messinstrumente und untersucht in einer Interventionsstudie, wie Schülerinnen und Schüler beim Erwerb von Problemlösetechniken gefördert werden können. Seine Studie leistet darüber hinaus interessante Einblicke in die Werkzeugnutzung beim Problemlösen. Lehrerinnen und Lehrer erhalten damit Anhaltspunkte für einen erfolgreichen Problemlöseunterricht mit digitalen Medien

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Auch die einzelnen 22 Teil I. B. die verschiedenen Punktdarstellungen in einer Ebene) durch die Software (,,Computational Transposition'') sind Voraussetzung für ein erfolgreiches Arbeiten mit einem DGS (vgl. Balacheff 1993, Balacheff & Sutherland 1994). Dies zeigen vor allem die Untersuchungen von Hölzl (1994 & 1999), der feststellen konnte, dass ein erfolgreicher Einsatz eines Werkzeugs eng mit den entsprechenden Vorkenntnissen der Lernenden verbunden ist. Anhand dieser und anderer Studien (vgl.

B. mit Excel) erst selbst herstellen müssen, zwingt die Konstruktion dazu, inhaltliche Überlegungen über die Struktur des Zufallsprozesses anzustellen, und so bereits eine Theorie zu bilden, die die simulierten Ergebnisse erklären kann. Solche eigenständigen Lernprozesse erfordern ein hohes Maß an Vorwissen über die Programmfunktionen, bzw. die Fähigkeit, sich diese im Prozess zu erarbeiten. Das dies im Rahmen geeigneter Lernumgebungen möglich ist, zeigen auch die von Weigand und Thies (2001) gemachten Erfahrungen: In einer Studie untersuchten sie die verschiedenen Arbeitsweisen von Lernenden beim Problemlösen mit einem Tabellenkalkulationsprogramm in Amerika und Deutschland.

Schon seit den 80er Jahren gibt es in der Mathematikdidaktik ein breites Spektrum an Ideen, wie Lernende beim Lösen von Problemen gefördert werden können (vgl. Törner, Schoenfeld & Reiss, 2007). Viele dieser Ansätze beziehen sich auf Polyas vierstufiges Phasenmodell zur Anleitung zum Lösen von Problemen (Polya, 1949). Hierbei wird dem Mathematikunterricht oft die Funktion zugesprochen, Lernende heuristische Strategien (mehrere Teilstrategien oder Heurismen) des Problemlösens entwickeln zu lassen.

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