Forum Mathematikunterricht und Didaktik

LEGO® als Weg zur Informatik?!

Seit 1998 engagiert sich LEGO® mit seinen Robotiksystemen für die algorithmische Grundbildung von Schülerinnen und Schülern verschiedener Altersstufen. Dabei ist es LEGO® gelungen, neben der reinen Hard- und Software auch ein schulisches Ökosystem aufzubauen – von einfachen Unterrichtsmaterialien bis hin zu komplexen weltweiten Wettbewerbsstrukturen wie der FIRST LEGO® League und der World Robot Olympiad.
In diesem Vortrag wird ein vergleichender Überblick über diese beiden Wettbewerbsstrukturen gegeben und erläutert, welche informatischen Grundlagen die Schülerinnen und Schüler durch eine Teilnahme an diesen Wettbewerben erwerben können. Der Vortrag schließt mit einem Blick auf Ergebnisse einer Studie zur Wirkung der World Robot Olympiad.

100 Jahre Mathematikunterricht für Mädchen – Hürden und Fortschritte auf dem Weg zur Chancengleichheit

Der Mathematikunterricht an Schulen wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts von vielfältigen Reformen geprägt. Die Differenzial- und Integralrechnung fand damals als Krönung der „Erziehung zum funktionalen Denken“ auf Initiative von Felix Klein mit der Meraner Reform Eingang in den gymnasialen Mathematikunterricht für Jungen. Für Volksschulen und höhere Mädchenschulen wurden unter dem Schlagwort Arbeitsschule neue Unterrichtsmethoden im Rechen- und Raumlehreunterricht entwickelt, die auf die Selbsttätigkeit der Schüler*innen abzielten. Außerdem wurde im Rahmen einer staatlichen Neuordnung der Mädchenschulen Mathematikunterricht nun auch für Mädchen eingeführt. Im Vortrag werden die Zielsetzungen und Unterrichtsvorschläge der damaligen Befürworter dieser tiefgreifenden Reform der Mädchenbildung in Mathematik den Hürden gegenübergestellt, die es auf dem langen Weg zur Chancengleichheit zu überwinden galt. Schließlich wird herausgearbeitet, wie damals stoffdidaktische Neuerungen der Meraner Reform mit neuen Wegen der methodischen Gestaltung von Mathematikunterricht verknüpft wurden.

Die Evolution des Informatikunterrichts: Zur Rolle von Künstlicher Intelligenz

In diesem Vortrag untersuchen wir die zunehmende Präsenz von Künstlicher Intelligenz (KI) im Alltag und im Informatikunterricht sowie ihre Auswirkungen. Beginnend mit der Frage, wie KI in den Lehrplan integriert werden kann, betrachten wir die Herausforderungen und Chancen, die sich aus dieser Entwicklung ergeben. Dabei legen wir den Schwerpunkt darauf, traditionelle Lehrmethoden zu überdenken, um Schülern ein umfassendes Verständnis für die Welt der KI zu vermitteln. Wir stellen alternative Erklärmodelle und praxisnahe Beispiele vor, die den Fokus auf Daten und die Rolle von maschinellem Lernen legen. Zusätzlich diskutieren wir die Bedeutung von erklärbarer KI (XAI) für die Zukunft des Informatikunterrichts. Abschließend eröffnen sich durch diesen Vortrag neue Perspektiven für den Informatikunterricht, wobei KI als ein Katalysator dieser Transformation hervortritt.

Visualisierung bedingter Wahrscheinlichkeiten: Ein Überblick über empirische Befunde und unterrichtliche Handlungsempfehlungen

Jeden Tag werden wir mit statistischen Informationen konfrontiert. Doch viele davon werden nur unzureichend verstanden. Beispielsweise haben sogar Ärzt:innen häufig Schwierigkeiten zu verstehen, was ein positives medizinisches Testergebnis wirklich bedeutet. Gerade wenn – im Sinne einer Bayesianischen Aufgabe – die Prävalenz einer Erkrankung mit der Sensitivität und Falsch-Positiv-Rate eines Tests verknüpft werden muss, scheitern Menschen in ihren Entscheidungsfindungsprozessen. Zwei Strategien haben sich im Umgang mit bedingten Wahrscheinlichkeiten als hilfreich erwiesen: 1. sogenannte „natürliche Häufigkeiten“ und 2. Visualisierungen (wie z.B. Baumdiagramme oder Häufigkeitsnetze). Im Vortrag werden Ergebnisse verschiedener Studien vorgestellt, die zeigen, wie das Verständnis für bedingte Wahrscheinlichkeiten unterstützt werden kann.

Spiel- und Alltagssituationen als Lerngelegenheiten in der frühen mathematischen Bildung – Herausforderungen für Fachkräfte und Ausbildung

Wie wichtig ein solides Fundament für ein anschlussfähiges mathematisches Weiterlernen ist, wissen wir aus zahlreichen Studien, die die Auswirkung früher Bildung und insbesondere von mathematischem Vorwissen auf das schulische Lernen aufzeigen.
Stellt man sich die Frage, wie frühe mathematische Bildungsprozesse erfolgreich und kindgerecht gestaltet werden können, rücken Spiel- und Alltagssituationen in den Fokus des Interesses. Diese Situationen sind jedoch nicht per se Lerngelegenheiten für frühes mathematisches Lernen. Die Fachkraft spielt dabei eine zentrale Rolle, was vor allem vor dem Hintergrund, dass frühe mathematische Bildung kaum in der Ausbildung der angehenden Fachkräfte thematisiert wird, eine große Herausforderung ist. Im Vortrag wird ein Einblick in Forschungsergebnisse zur spielerischen Förderung kindlicher Kompetenzen und zur Rolle des Feedbacks in natürlichen Lernsituationen sowie zu Fachkraftkompetenzen und zu Chancen in der Weiterbildung gegeben.