Minisymposien

Solveig Jensen, Hedwig Gasteiger und Charlotte Rechtsteiner

Die Forderung, dass Kinder in der Grundschule zum flexiblen und erfolgreichen Rechnen befähigt werden sollen, ist schon lange Teil der mathematikdidaktischen Debatte, aber wie dieses Ziel erreicht werden kann, ist noch nicht ausreichend geklärt. Das Symposium möchte einen Rahmen bieten, aktuelle Studien zum Zahl- und Operationsverständnis, zur Anwendung von Strategien/ strategischen Werkzeugen und zur Unterstützung erfolgreichen und flexiblen Rechnens im Unterricht zu diskutieren. Relevant für die unterrichtliche Unterstützung beim arithmetischen Lernen ist zum einen das Wissen über Voraussetzungen, die die Kinder mitbringen müssen, um z. B. Strategien/ strategische Werkzeuge adäquat einsetzen zu können oder Rechenoperationen und -methoden zu verstehen. Um im Unterricht am Denken der Kinder ansetzen zu können, ist außerdem von Bedeutung, welches Vorwissen die Kinder zu verschiedenen Zeitpunkten besitzen, an denen z. B. die unterrichtliche Thematisierung der entsprechenden arithmetischen Inhalte vorgesehen ist. Auch die Abwägung verschiedener Inhalte und Zugänge zu arithmetischen Inhalten, das Wissen über mögliche Hürden von Kindern im Lernprozess sowie Diagnose- und Fördermaßnahmen für Kinder mit Lernschwierigkeiten ist notwendig für eine adäquate Unterstützung. Dadurch ergeben sich für das Symposium mit individuellen Voraussetzungen, Lernpro-zessen beim Erwerb von Zahlverständnis oder beim Erlernen der Grundrechen-arten und Unterstützungsmöglichkeiten für erfolgreiches Rechnen verschiedene Schwerpunkte und Perspektiven auf das arithmetische Lernen in der Grundschule. 

Fabian Grünig und Markus Vogel

Die rasante Entwicklung digitaler Technologien hat zu diversen innovativen Lernplattformen für den Mathematikunterricht geführt. Digitale Lernplattformen bieten neue Möglichkeiten für mathematikdidaktisch fundierte Diagnostik, kognitiv aktivierende Lernaufgaben, unmittelbares Feedback und adaptive Nutzungspfade. Dieses Minisymposium zielt darauf ab, die Diskussionen über den aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstand aufgabenbasierter digitaler Lernplattformen unter besonderer Berücksichtigung fachspezifischer Anforderungen des Mathematikunterrichts zusammenzutragen. Der Fokus liegt auf der Implementierung technologiegestützter mathematikbezogener Diagnose- und Lernaufgaben sowie auf den Schnittstellen zwischen technologischer Innovation, mathematikdidaktischer Konzeption und empirischer mathematikdidaktischer Forschung.

Wir laden (nicht ausschließlich) zu Beiträgen aus folgenden Themenbereichen ein: (1) Testtheoretische Fundierung diagnostischer Testplattformen für mathematische Kompetenzen und deren praktische Einbindung in den Mathematikunterricht; (2) Technologische Umsetzung digitaler, kognitiv aktivierender Lernarrangements zur Förderung mathematischer Kompetenzen, insbesondere nach den Erfahrungen der Corona-Pandemie; (3) Akzeptanz, Nutzung und Wirksamkeit digitaler Lernplattformen im Mathematikunterricht; (4) Herausforderungen bei Konzeption, Implementierung und Evaluation digitaler Lernplattformen aus mathematikdidaktischer Perspektive.

Leander Kempen, Michael Meyer, Eva Müller-Hill und Silke Neuhaus-Eckhardt

Argumentieren, Begründen und Beweisen sind zentrale mathematische Tätigkeiten und bilden das Fundament für Mathematik als beweisende Wissenschaft. Sie stellen zudem wichtige Aspekte der Schul- und Hochschulmathematik dar. 

Die Diskussion um das Argumentieren und Beweisen wird und wurde unter diversen Perspektiven geführt. So lassen sich beispielsweise soziologische, philosophische und stoffdidaktische Analysen sowie Studien zur Entwicklungsforschung im wissenschaftlichen Diskurs wiederfinden. Insbesondere bezogen auf Beweisprozesse eröffnen sich mehrere Betrachtungsperspektiven, da wir solche Prozesse u.a. unter kognitionspsychologischen, soziologischen oder semiotischen Perspektiven betrachten können. Argumentations-, Begründungs- und Beweisprozesse beinhalten ein komplexes Zusammenspiel von spezifischen Kommunikations-, Interaktions- und Denkprozessen. Diese Komplexität verlangt auch methodisch eine Breite an Zugangsmöglichkeiten. Um einen tieferen Einblick zu erhalten und mögliche Vernetzungen zu identifizieren, fokussieren wir in diesem Jahr die Prozessebene. 

Dieses Minisymposium soll ein Forum dafür bieten, die aktuelle Forschung zum Argumentieren, Begründen und Beweisen zu den verschiedenen Komponenten dieser Prozesse in der Schul- und Hochschulmathematik weiterzuführen. Ein besonderer Fokus wird auf Beiträge, die sich mit Perspektiven auf Prozesse beschäftigen, die beim Argumentieren und Beweisen relevant sind, gelegt.

Johanna Heitzer, Birte Specht und Katharina Wilhelm

Bernhard Andelfinger forderte vor 50 Jahren die Orientierung des Mathematikunterrichts am Gedanken der Einen Welt und damit eine globale Verbindlichkeit für das Denken und Handeln darin. Dieser Gedanke ist unverändert aktuell und erfährt mit dem Konzept einer Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) neue Kraft. Für die Verwirklichung der Nachhaltigkeitsziele wird Bildung eine Schlüsselrolle zugewiesen. Übergeordnetes Ziel ist es, dass Lernende ein fundiertes Verständnis in Gegenwarts- und Zukunftsfragen aus den Bereichen Ökologie, Ökonomie und Soziales entwickeln und befähigt werden, an der Gestaltung offener Zukünfte verantwortungsvoll-reflektierend zu partizipieren (vgl. KMK & DUK 2007, S. 3). Dies betrifft auch den Mathematikunterricht, zu dem – wenn er sich allgemeinbildendend versteht – BNE zweifelsohne gehört.  

Dabei geht es – über die Integration konkreter Lerninhalte in emanzipatorischer Absicht hinaus – auch um konzeptuell-methodische Fragen der Unterrichtsgestaltung, also um eine Unterrichtskultur, durch die der umfassende Bildungsgedanke von BNE wirksam werden kann. Der Unterricht sollte dazu beitragen, dass die Lernenden Mathematik als eine Sprache zur Auseinandersetzung mit (teils noch unabsehbaren) zukünftigen Herausforderungen absichtsvoll-proaktiv und validierend-reflektierend verwenden wollen und können (vgl. Wilhelm 2024). 

Im Minisymposium werden Möglichkeiten des Verflechtens von BNE und mathematischer Bildung diskutiert – sowohl im Hinblick auf konkrete Unterrichtsinhalte als auch auf die Unterrichtskultur. Wir möchten damit an das Minisymposium 2024 anknüpfen und weiteren Raum zum Diskurs bieten, etwa: Welche theoretischen und praktischen Ansätze für BNE im Mathematikunterricht liegen vor? Welcher Grad an Offenheit und Partizipation wird sowohl dem Thema als auch den Lernenden gerecht? Welche Bedeutung hat das für die Lehrkräftebildung?

Carina Büscher, Jens Dennhard und Saskia Schreiter

Computational Thinking (CT) umfasst die Denkprozesse, die erforderlich sind, um Probleme so zu formulieren und passende Lösungsansätze so zu entwickeln, dass sie mithilfe digitaler Geräte gelöst werden können. CT wird zunehmend als wichtiger Teil der Allgemeinbildung angesehen. Wing stellt CT sogar auf eine Stufe mit grundlegenden Kompetenzen wie Lesen, Schreiben und Rechnen. Die Ergebnisse der ICILS zeigen jedoch, dass die CT-Kompetenzen von deutschen Achtklässlern im internationalen Vergleich unter dem Durchschnitt liegen. 

Ziel des Minisymposiums ist es daher, CT sowohl als Lerngegenstand als auch als Lernmedium im Mathematikunterricht genauer zu spezifizieren und konkrete Ansätze zur Integration von CT in den Mathematikunterricht, sowie in die Lehramtsaus- und Weiterbildung zu bündeln. Damit verbundene Chancen und Herausforderungen werden diskutiert. Die thematischen Schwerpunkte umfassen unter anderem: 

• Begriffliche Klärung von CT
• Integration von CT in bestehende Mathematikcurricula
• Empirische Studien zur Förderung mathematischer Vorstellungen und Kompetenzen durch CT
• Empirische Studien zur Förderung von CT im Mathematikunterricht
• Entwicklung und Erprobung von Lehr-Lern-Arrangements
• Zusammenhang von CT und prozessbezogenen Kompetenzen wie Problemlösen, Modellieren oder Argumentieren
• CT in der Lehramtsaus- und Weiterbildung

Christina Drüke-Noe, Corinna Hankeln und Katrin Klingbeil

Formative Leistungsüberprüfung (formatives Assessment), die lernbegleitend diagnostische Informationen lernwirksam nutzbar machen soll, gilt als eines der wirksamsten Instrumente zur Förderung schulischen Lernens.  Die erforderlichen fachdidaktisch fundierten, passgenauen Diagnosen und eine darauf aufbauende entsprechende Förderung sind in der Regel zeitaufwändig. Digitale Technologien können Lehrende bei der Durchführung formativer Leistungsüberprüfungen unterstützen, indem sie beispielsweise (zeit-)ökonomische Diagnosen, unmittelbare Rückmeldungen und adaptive Förderungen ermöglichen. Dabei ist es eine große Herausforderung, digitale formative Assessments so zu gestalten, dass sie erstens nicht nur auf fertigkeitsorientierten Aufgaben aufbauen und zweitens nicht nur grundsätzliche Orientierungen bieten, wie z. B. Lösungsquoten es tun, sondern tatsächlich dabei unterstützen, das Verständnis der Lernenden möglichst nachhaltig aufzubauen. Die Realisierung formativer und auch digital unterstützter Assessments geht mit mehreren Fragen einher: Welche Diagnoseaufgaben sind geeignet? Wie sind die formativen Assessments gestaltet und wie lassen sie sich auswerten? Welche (technologiebasierten) Designs sind geeignet und wie können diese implementiert werden? Wie gestalten sich Wahrnehmung und Akzeptanz durch Lernende und Lehrende? 

Im Minisymposium sollen verschiedene Facetten der Gestaltung und des Einsatzes von formativen digitalen Assessments in den Bereichen Schule und Hochschule genauer beleuchtet werden. 

Julia Bruns, Miriam Lüken und Stefanie Schuler

Das Minisymposium Frühe mathematische Bildung befasst sich mit den Grundlagen des Mathematiklernens im Elementarbereich. Ziel ist der Austausch und die Diskussion aktueller Forschung zur mathematischen Entwicklung der 0- bis 7-Jährigen und zur Gestaltung des mathematischen Lernens inklusive des theoretischen und methodologischen Rahmens. Wir begrüßen Beiträge, die über Studien aus den Perspektiven der verschiedenen Akteure berichten. Aus Kindperspektive nehmen wir fachdidaktisch-entwicklungspsychologisch orientierte Forschung zur Entwicklung des Wissens und Denkens bezogen auf die mathematischen Inhaltsbereiche sowie die prozessbezogenen Kompetenzen in den Blick. Aus der Perspektive der frühpädagogischen Fachkraft sollen Aus- und Fortbildungskonzepte sowie die Bedeutung professioneller Kompetenzen der frühpädagogischen Fachkräfte im Hinblick auf das Mathematiklernen der Kinder diskutiert werden. Der dritte thematische Schwerpunkt beleuchtet das Zusammenspiel zwischen den unterschiedlichen Akteuren und Sozialisationsinstanzen im Kontext der frühen mathematischen Bildung.  

Thematische Schwerpunkte:  

• Mathematiklernen in den verschiedenen Bereichen: (Entwicklungs-)Forschung zur Zahlbegriffsentwicklung, zu frühem geometrischen Denken, Musterkompetenzen, Verständnis von Größen und Wahrscheinlichkeit, Kommunikations- und Argumentationskompetenzen beim mathematischen Lernen etc. 
• Professionalisierung von frühpädagogischen Fachkräften: Forschung zu Ausbildungs- und Professionalisierungskonzepten, professionelle Kompetenzen von frühpädagogischen Fachpersonen, Effekten von professioneller Kompetenz/ Fortbildungen im Bereich Mathematik etc. 
• Interaktionen und Unterstützung des frühen mathematischen Lernens: Forschung zu Lernumgebungen, zu spielbasiertem Lernen und seinen verschiedenen Erscheinungsformen im Elementarbereich, zur Lernbegleitung, zu Interaktionen innerhalb der Familie, zur Rolle von Eltern und Familie, zur Diagnostik im Elementarbereich, zur Rolle von Zeichen und Hilfsmitteln wie Sprache, Gesten, Repräsentationen und digitale Medien im Elementarbereich, zum Übergang zwischen Elementarbereich und Grundschule, etc. 

Wir freuen uns über Beiträge aus dem gesamten oben genannten Spektrum, die unser Verständnis von Fragen des frühen mathematischen Lernens vertiefen. 

Charlott Thomas, Maria Wendt und Antonia Wunsch

Die Bestimmung von Anzahlen in kombinatorischen Fragestellungen wird trotz der Einführung der Bildungsstandards in der Primar- und Sekundarstufe oft vernachlässigt (Lockwood, 2020). Die fehlende Aufmerksamkeit im Unterricht spiegelt sich in den Kompetenzen der Lernenden wider. Untersuchungen zeigen, dass Schüler:innen Schwierigkeiten beim Lösen kombinatorischer Problem-stellungen haben (Herzog et al., 2017). Es wird angenommen, dass diese Schwierigkeiten auf ein unzureichendes Verständnis kombinatorischer Konzepte und Operationen zurückzuführen sind (Hefendehl-Hebeker & Törner, 1984). Zudem liegen kaum empirische Kenntnisse zum Kompetenzstand der Schüler:innen vor. Deshalb sollten Studien den Einfluss von Materialien fokussieren, indem z.B. die Gestaltung kombinatorischer Aufgaben und die Umsetzung durch die Lehrkräfte sowie der Einfluss prozessbezogener Kompetenzen als Teil des Lösungsprozesses kombinatorischer Aufgaben untersucht werden. Weiterhin sollten personale Einflussfaktoren der Lehrenden und Lernenden, wie z.B. den Einfluss der Lehrkräfte auf das Wissen der Lernenden oder das konzeptuelle Verständnis der Schüler:innen untersucht werden. Aufgrund dessen soll dieses Minisymposium einen Beitrag dazu leisten, Forschende zu vernetzen, Forschungsergebnisse auszutauschen und gemeinsam Synergien für weitere Forschungsprojekte zu nutzen. 

Norbert Noster, Judith Huget und Sebastian Schorcht

Während das Thema künstliche Intelligenz (KI) seit mehr als einem halben Jahrhundert von Forschenden diskutiert wird (McCarthy et al.,1955), genießt es seit wenigen Jahren besondere Aufmerksamkeit. Dies lässt sich unter anderem auf die jüngsten Entwicklungen im Bereich generativer KI zurückführen. Large Language Models (LLMs), die durch umfangreiche Datenmengen trainiert werden und im Bereich der Sprachverarbeitung Leistungen erbringen, sind in den letzten Jahren vermehrt im Alltag anzutreffen. Dass diese Modelle auch in der mathematischen Bildung Einzug halten, lässt sich unter anderem daran erkennen, dass aktuelle Beiträge in den Mitteilungen der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (Buchholtz et al., 2024; Lutz-Westphal, 2023; Oldenburg, 2023; Schorcht et al., 2023) sowie das Impulspapier der Ständigen Wissenschaftlichen Kommission (SWK) die wachsende Bedeutung dieser Technologie betonen. Auch auf der vergangenen Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik in Essen fanden sich zahlreiche Beiträge zu diesem Thema. Weiterhin thematisieren jüngste Publikationen den Nutzen von Large Language Models im Kontext der Leistungsbeurteilung (Dilling, 2024, Kwon & Ko, 2024), um Fragen der Lehrkräfteprofessionalisierung (Huget & Buchholtz, 2024, Noster al., in Begutachtung), oder die Erstellung von Distraktoren (Kuusemets, 2024) woraus sich die Frage nach der Bedeutsamkeit von LLMs für Forschung ergibt. Daher liegt der Fokus im Rahmen des Minisymposiums auf der Diskussion der Relevanz sowie der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Large Language Models in der Mathematikdidaktikals Teil der schulischen sowie der universitären Bildung sowie deren Potenziale für die Forschung. Mögliche Beiträge, die in diesem Symposium vorgestellt werden können, umfassen:

• die Bedeutung von Large Language Models für (angehende) Lehrkräfte und die damit einhergehenden notwendigen Kompetenzen, 
• die Rolle von Large Language Models im Mathematikunterricht im Hinblick auf prozessbezogene Kompetenzen und Leitideen, sowie damit verbundene Risiken und bisher unerschlossene Potenziale, 
• die Nutzungsmöglichkeiten und Potenziale von Large Language Models im Kontext mathematikdidaktischer Forschung. 

Erik Hanke und Frank Feudel

Einen wichtigen Forschungsschwerpunkt der Hochschulmathematikdidaktik stellt das Lehren und Lernen konkreter hochschulmathematischer Inhalte dar – angefangen von der Analysis oder linearen Algebra im ersten Semester bis hin zu fortgeschrittenen Inhalten, z. B. Funktionentheorie oder numerische Mathematik. Dieser Forschungsschwerpunkt widmet sich den fachlichen Herausforderungen von Studierenden und der Bewährung von Lehrpraxis. Da sich aus entsprechenden Forschungsergebnissen oftmals direkt Empfehlungen für die inhaltliche und methodische Gestaltung von Lehrveranstaltungen ableiten lassen, ist dieser Schwerpunkt eine wichtige Stellschraube zur Verbesserung von Lehre. Außerdem bilden konkrete Inhalte Ankerpunkte für die Vermittlung prozessbezogener Kompetenzen wie Beweisen oder Problemlösen.
Daher widmet sich dieses Mini-Symposium Forschungsvorhaben und Entwicklungsprojekten zum Lehren und Lernen konkreter Inhalte der Hochschulmathematik und damit verbundener prozessbezogener Kompetenzen – auch im Servicebereich für Studierende anderer Studienfächer. Hierbei visiert das Mini-Symposium insbesondere die Vielfalt und Spezifizität der untersuchten Inhalte in Universität und Fachhochschule an. Dabei soll insbesondere diskutiert werden, wie aus den entsprechenden Forschungsergebnissen Konsequenzen für die Gestaltung mathematischer Lehr- und Lernangebote abgeleitet bzw. auf welcher fachbezogenen Basis konkrete Lehrangebote designt wurden. Ebenso sind Beiträge willkommen, die sich der Relation von konkreten Inhalten und der Förderung prozessbezogener Kompetenzen widmen.
In Bezug auf methodische und theoretische Ansätze erweisen sich zur Untersuchung des Lehrens und Lernens hochschulmathematischer Inhalte und der an ihnen vermittelten prozessbezogenen Kompetenzen viele verschiedene Herangehensweisen als gewinnbringend, wie etwa fachlich/stoffdidaktische Analysen, kognitive bzw. konstruktivistische Lerntheorien, sowie institutionelle oder soziokulturelle Perspektiven. Im Minisymposium begrüßen wir daher eine entsprechende Vielfalt der Blickwinkel auf methodischer sowie theoretischer Ebene, die Einsichten in entsprechende Lehr-Lern-Prozesse erörtern.
Ziel des Mini-Symposiums ist schließlich einerseits das Bündeln von Erkenntnissen aus diesem Forschungsfeld sowie möglicher Konsequenzen für die Gestaltung der Lehre. Andererseits soll herausgearbeitet werden, wie
verschiedene theoretische Ansätze für diesen Forschungsschwerpunkt fruchtbar genutzt werden und sich gegenseitig sinnvoll ergänzen können.

Christina Bierbrauer, Katja Lenz, Melanie Platz und Aileen Steffen-Delplanque

Um den aktuellen Entwicklungen zur Digitalisierung des Bildungsbereiches (KMK, 2016; BMBF, 2016; KMK, 2021; KMK, 2022) Rechnung zu tragen, ist es Ziel des Minisymposiums, aktuelle Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zum Einsatz digitaler Medien im Mathematikunterricht der Primarstufe sowie Möglichkeiten für die Aus- und Fortbildung von Mathematiklehrkräften zu präsentieren und zu diskutieren. Gemäß des ‚Primats der Fachdidaktik’ erfolgt eine Auseinandersetzung mit Forschungsprojekten und Lehr- und Lernangeboten, die sich an den technischen Gegebenheiten und daraus resultierenden fachdidaktischen Potentialen orientieren. Neben dem Einsatz digitaler Medien im Mathematikunterricht werden auch Kombinationen der Verwendung digitaler und analoger Medien aufgegriffen. Da der Einsatz von Augmented Reality (AR) gerade für die Primarstufe lernförderliche Potenziale entfalten könnte, wird ein besonderer Fokus auf Forschungsarbeiten gelegt, die Möglichkeiten von AR für das Lehren und Lernen unterschiedlicher mathematischer Inhaltsbereiche in der Primarstufe aufzeigen.

Rebecca Klose, Elke Söbbeke und Marei Fetzer

Die Bedeutung der Sprache wird für das Lernen von Mathematik sowohl aus kognitiver als auch aus kommunikativer Perspektive als zentral eingeschätzt und erfährt in der Mathematikdidaktik eine starke Beachtung. Im Kontext von Globalisierung und Migration ist Mehrsprachigkeit von Lernenden im alltäglichen Mathematikunterricht die Regel. Entsprechend nehmen in jüngerer Zeit Forschungsprojekte und Studien in der Mathematikdidaktik das fachliche und sprachliche Lernen unter den Bedingungen von Mehrsprachigkeit in den Blick. Im Minisymposium soll Mehrsprachigkeit unter einer ressourcenorientierten Perspektive fokussiert werden. Es wird der Frage nachgegangen, inwiefern die Vielfalt der Herkunftssprachen und bilinguale Settings fachlich eine Ressource darstellen können. Es gilt zu diskutieren, welche spezifischen Kompetenzen mehrsprachige Kinder mitbringen und inwiefern diese für das mathematische Lernen aufgegriffen und gefördert werden können. Wir freuen uns über ein breites Spektrum an Beiträgen, die Mehrsprachigkeit und bilinguales Lernen als Ressource in den Blick nehmen. Dabei sind qualitative und quantitative Studien gleichermaßen willkommen sowie Projektskizzen, die zum wissenschaftlichen Diskurs anregen.

Johanna Schönherr, Simone Jablonski und Xenia-Rosemarie Reit

Mathematiklernen und –lehren außerhalb der Wände des Klassenzimmers hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Die Praxisinitiativen von Lehrkräften ebenso wie zahlreiche internationale Forschungsbeiträge unterstreichen das Interesse an Mathematik in realen Umgebungen. So werden beispielweise die Potenziale mathematischer Wanderpfade, die Einbindung des Schulgartens und dessen Ressourcen in den Mathematikunterricht und das Entdecken von mathematischen Zusammenhängen in Lehr-Lern-Laboren diskutiert. Aktuelle Forschungsergebnisse nehmen hierbei Aspekte wie Steigerung von Motivation und Leistung sowie Kompetenzentwicklung, z.B. das mathematische Modellieren, in den Fokus. Positive Befunde zu Motivation und ausgewählten Kompetenzbereichen machen die Potenziale des außerschulischen Lernens für die jeweils untersuchte Aktivität deutlich. Entsprechende Ergebnisse liegen für außerschulische Initiativen sowohl im Primar- als auch Sekundarstufenunterricht vor. Auch der Einsatz moderner Technologien steht im Zentrum aktueller Forschungsinitiativen zu Outdoor-Mathematik und außerschulischem Lernen, z.B. im Hinblick auf Navigation mittels GPS, Anleitung und Unterstützung des Lernens durch Smartphone-Apps und Dokumentation von Entdeckungen durch die Aufnahme und den Austausch von Fotos. Im Minisymposium möchten wir durch einen konstruktiven und offenen Austausch die Praxis- und Forschungsbeiträge rund um Outdoor-Mathematik und außerschulisches Lernen miteinander vereinen um Synergien aufzuzeigen und nutzbar zu machen. Insbesondere soll das Minisymposium deutlich machen, dass außerschulisches Lernen von der Primar- bis zur Sekundarstufe eingesetzt werden und in seiner wiederkehrenden Form zum Mathematiklernen beitragen kann. Außerschulisches Lernen bezieht sich hier auf alle Lernaktivitäten, die außerhalb des Klassenzimmers stattfinden und welche die Umwelt aktiv einbinden. Diese reichen von entdeckenden Aktivitäten auf dem Schulhof über Exkursionen in die Natur oder die Stadt, bis zu Projekten in Institutionen, wie zum Beispiel Museen, Bibliotheken und Lehr-Lern-Laboren. Es kann sich um kurze Lernphasen, Unterrichtsgänge, mehrtägige Veranstaltungen oder Langzeitprojekte handeln. Mögliche Themen sind die vielfältigen Einsatz- und Umsetzungsmöglichkeiten von Outdoor-Mathematik, Evaluationen von Unterrichtseinheiten, der Einsatz digitaler Technologien, der Kompetenzerwerb der Schüler*innen sowie Überlegungen zur Förderung von Inklusivität, Interdisziplinarität oder Nachhaltigkeit im Rahmen außerschulischen Lernens. Wir laden alle Wissenschaftler*innen, insbesondere Nachwuchswissenschaftler*innen ein, sich
durch einen Beitrag an diesem Minisymposium zu beteiligen. Das Minisymposium ist für Beiträge zum Mathematiklernen und –lehren außerhalb des Klassenzimmers in allen Altersstufen und Schulformen offen.

Rudolf Strässer und Hans-Jürgen Elschenbroich 

Die frühere Raumlehre oder der Raumgeometrie-Unterricht in deutschen allgemeinbildenden Schulen waren lange vor allem auf die Ebene, auf das Zwei-Dimensionale und die Nutzung von Papier und Bleistift ausgerichtet, sofern überhaupt Geometrie betrieben wurde. Seit der Möglichkeit eines schulischen Einsatzes von räumlicher Geometrie-Software (z.B. dynamischer 3D-DGS wie Cabri-3D oder GeoGebra 3D) oder (meist in den Funktionalitäten reduzierten) CAD-Programmen (wie OnShape, Fusion 360 oder TinkerCAD) sowie spezialisierten Apps hat sich diese Situation insofern verändert, als mit diesen Programmen virtuelle räumliche Objekte und räumliche Situationen mit dem Computer dargestellt, manipuliert und mindestens zum Teil durch 3D-Druck sogar als räumliche Modelle hergestellt werden können. Auch die Lehr-/Lern-Chancen für die Raumgeometrie in der Primarstufe können durch den Einsatz digitaler Medien erweitert werden.

• Welche neuen Möglichkeiten bieten sich durch die neuen Werkzeuge? 
• Was wird anders, was einfacher, was gibt es ggf. für neue Problemzonen? 
• Welche analogen Materialien spielen insbesondere in der Primarstufe nach wie vor eine zentrale Rolle und sollten erhalten bleiben, um ein ‚be-greifen‘ zu ermöglichen? 
• Welches Konstruktionspotential bietet heute der 3D-Druck?

(Wie) kann man mit diesen Werkzeugen den Geometrie-Unterricht wiederbeleben? 

Das Symposium will diesen Möglichkeiten nachspüren und die im Heft 2/2024 der Zeitschrift Der Mathematikunterricht unter dem Titel „Raumgeometrie mit digitalen Werkzeugen“ begonnene Diskussion um räumliches Konstruieren und Operieren weiterführen.   

Sebastian Rezat, Henning Sievert und Aiso Heinze

Mathematikschulbücher sind auch in Zeiten der Digitalisierung die zentralen Ressourcen für das Lehren und Lernen von Mathematik. Sie haben maßgeblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des Faches, auf die Lerngelegenheiten und auf den Kompetenzerwerb. Damit beeinflusst keine Ressource das Lehren und Lernen von Mathematik so nachhaltig wie das Schulbuch. Gleichzeitig ist das Schulbuch ein Mikrokosmos, in dem vielfältige Ansätze und Gegenstände mathematikdidaktischer Forschung zusammentreffen. Diese vielfältige Forschung zu analogen und digitalen Mathematikschulbüchern sowie anderen curricularen Ressourcen wird im Minisymposium gebündelt. Insbesondere stehen folgende Aspekte im Vordergrund: 

• Die Rolle, der Stellenwert von Mathematikschulbüchern in allen Schulstufen und -formen sowie im Rahmen der Governance des Bildungssystems. 
• Analysen inhaltlicher und gestalterischer Aspekte von Mathematikschulbüchern. 
• Empirisch evaluierte Aspekte der Entwicklung und des Designs von Mathematikschulbüchern. 
• Aspekte der Nutzung von Mathematikschulbüchern durch Lehrkräfte, Lernende und weitere Akteure (Eltern, Nachhilfelehrkräfte, …). 
• Forschungsmethodische Aspekte der Schulbuchforschung. 

Monika Post, Nils Buchholtz und Marita Friesen

Lerngelegenheiten lassen sich zwar durch die Gestaltung und Auswahl qualitätshaltiger Unterrichtsmaterialien schaffen, sie hängen jedoch auch erheblich von der Ausgestaltung durch die Lehrkraft und ihrem unterrichtlichen Handeln ab. Im Fokus dieses Minisymposiums stehen konzeptuelle und empirische Studien zum Unterrichten und zu Unterrichtspraktiken von Lehrkräften (Prediger & Buró, 2020; Grossman et al., 2009). Unter Praktiken von Lehrkräften werden dabei wiederkehrende anforderungsbezogene Aktivitäten von Lehrkräften oder Interaktionen zwischen Lehrkräften und Lernenden gefasst, die Teil des professionellen Handelns bzw. der Expertise von Lehrkräften sind (Brungs et al., 2023) und durch kognitive und affektiv-motivationale Begründungsprozesse und Handlungsintentionen unterlegt sind.
Die Forschung zu Praktiken von Lehrkräften in der Mathematikdidaktik zeichnet sich durch eine Breite an unterschiedlichen methodischen Zugängen, theoretischen Hintergründen und Fragestellungen aus (Ponte & Chapman, 2006). Sie hat in neueren Ansätzen in den letzten Jahren aufgrund einer stärker praxis-basierten Lehrkräfteausbildung, die an der unterrichtlichen Performanz von Lehrkräften orientiert ist, stärker an Gewicht gewonnen (Prediger, 2019). Ausgehend von dieser Diversität der bisherigen Forschungslandschaft ist Ziel dieses Minisymposiums, Raum für den gemeinsamen Austausch der aktuellen unterschiedlichen methodischen, theoretischen Zugänge und Fragstellungen zu bieten und damit bisherige Ansätze und Ergebnisse zur Forschung zu unterrichtlichen Praktiken zu diskutieren und weiterzuführen.
Unter anderem soll in dem Minisymposium den Fragen nachgegangen werden:
1. Welche professionsbezogenen Aspekte von Praktiken stehen in unterschiedlichen Studien im Fokus und wo zeigen sich Gemeinsamkeiten und Unterschiede?
2. Welche unterrichtlichen Praktiken lassen sich zu spezifischen inhaltlichen Anforderungen (z. B. Darstellungsverknüpfung; Verstehensorientierung; Inhalte) empirisch untersuchen?
3. Was sind aktuelle und mögliche zukünftige Fragestellungen und methodische Zugangsweisen?
Wir begrüßen alle Beiträge, die sich mit dem professionellen unterrichtlichen Handeln und Praktiken von Lehrkräften beschäftigen.

Katharina Kirsten und Stefanie Rach 

Die kritische Auseinandersetzung mit mathematischen Arbeitsprozessen und ‑produkten stellt eine zentrale Herausforderung in unterschiedlichen prozessbezogenen Kompetenzen dar. Daher werden unter den Begriffen „Validieren“, „Evaluieren“, „Rückschau“ oder „Verifikation“ sich überschneidende Konstrukte beim Beweisen, Modellieren, Problemlösen oder Sachrechnen beforscht. Während manche Forschungsprojekte Validierungsaktivitäten als Teil eines komplexen Bearbeitungsprozesses konzeptualisieren und entsprechend eine prozessbezogene Perspektive einnehmen (z. B. Czocher, 2018; Kirsten & Greefrath, 2023; Rott, 2013), untersuchen andere Forschungsprojekte die Produktvalidierung und zugrundeliegende Akzeptanzkriterien (z. B. Sommerhoff & Ufer, 2019). Bezüge zu metakognitiven Aktivitäten oder Vorstellungen von dem zu erreichenden Zielprodukt erweitern die jeweilige Perspektive.

Dieses Minisymposium soll eine Plattform bieten, um aktuelle Forschung zum Validieren aus unterschiedlichen Bereichen zusammenzubringen, gemeinsame Ansätze und unterschiedliche Zugänge zu diskutieren und Raum für Vernetzung zu schaffen. In diesem Sinne begrüßen wir Einreichungen, die sich mit dem Validieren bei mathematischen Anforderungssituationen befassen. Dabei sind Einreichungen zur Primarstufe, Sekundarstufe und Hochschule erwünscht.

Susanne Podworny,  Daniel Frischemeier und Sarah Schönbrodt

In der heutigen datengetriebenen Welt wird die Bedeutung von Data Science immer deutlicher. Ob in der Forschung, in der Wirtschaft oder im täglichen Leben – die Fähigkeit, Daten zu analysieren und daraufhin fundierte Entscheidungen zu treffen, ist zu einer unverzichtbaren Kompetenz geworden. Angesichts dieser Entwicklungen ist es essenziell, Data Science im Bildungswesen fest zu verankern. 

Dieses Minisymposium zielt darauf ab, verschiedene Ansätze zur Umsetzung von Data Science Education und zur Integration dessen in die Mathematikausbildung zu diskutieren, wobei besonderer Wert auf die Visualisierung statistischer Konzepte und das Lernen in sozialen und realen Kontexten gelegt wird (Burrill & Pfannkuch, 2024). Die Verankerung von Data Science im Mathematikunterricht ist nicht nur notwendig, um zukünftige Generationen auf den Arbeitsmarkt von Morgen vorzubereiten, sondern auch, um sie in die Lage zu versetzen, kritische und informierte Bürger:innen zu werden. Data Literacy als Fähigkeit, Daten zu interpretieren und kritisch zu hinterfragen, wird immer mehr zu einer Grundkompetenz, die ebenso wichtig ist wie Lesen und Schreiben. Im Minisymposium werden verschiedene Ansätze und Best Practices vorgestellt, die aufzeigen, wie Data Literacy erfolgreich im Mathematikunterricht gefördert werden kann. Dabei werden verschiedene Legitimationsansätze für die Einbindung von Data Science Education in die Bildungslandschaft diskutiert und der wachsende Bedarf an der Handhabung großer Datensätze und der Nutzung computergestützter Werkzeuge reflektiert. Gleichzeitig wird der Fokus auf neue Methoden zur Visualisierung und Darstellung von Daten gelegt, um das Verständnis und die Kommunikation statistischer Ideen zu verbessern. Neben der Analyse und Darstellung größere Datensätze werden auch datengetriebene algorithmische Empfehlungssysteme, insbesondere aus dem Kontext des maschinellen Lernens, und Möglichkeiten der Realisierung von Lehr- und Lerngelegenheiten zu ebendiesen Systemen diskutiert.  

Bärbel Barzel, Gilbert Greefrath und Lena Wessel 

Dieses Mini-Symposium untersucht die Bedeutung von Vorstellungen im Mathematikunterricht der Sekundarstufe II, mit besonderem Schwerpunkt auf der linearen Algebra/Analytischen Geometrie, Analysis und Wahrscheinlichkeitsrechnung. Die Beiträge beleuchten, wie Vorstellungen und Verstehen der Inhalte erworben werden können. Dabei spielt auch die Durchgängigkeit und Vernetzung von Lehr- und Lerninhalten, die Sprache, Einsatz von Technologie sowie die Förderung allgemeiner Kompetenzen eine wichtige Rolle. Es soll eine Diskussion bestehender unterrichtlicher Ansätze, curricularer Anforderungen, Aufgabengestaltung in Unterricht und Prüfung sowie empirischer Studien angeregt werden. Die praktische Umsetzung dieser Strategien und ihr Einfluss auf die Lernprozesse und Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler werden ebenfalls diskutiert. 

Das Minisymposium gibt einen Überblick über aktuelle Herausforderungen und Chancen in der Mathematikdidaktik der Sekundarstufe II und formuliert Empfehlungen für eine zukunftsorientierte Gestaltung des Unterrichts. Abschließend werden Implikationen für Curricula, Prüfungen und Lehrkräftefortbildung diskutiert, die darauf abzielen, Vorstellungsaufbau wirksamer und nachhaltig im Mathematikunterricht zu realisieren.  

Viktor Werner, Lara Kristina Billion, Flavio Angeloni, Melanie Huth und Swetlana Nordheimer

Die Auseinandersetzung mit mathematischen Inhalten fordert eine Vielzahl von Ausdrucksweisen, begleitet von der komplexen Interaktion verschiedener Modalitäten wie Lautsprache, Gebärdensprache, Gesten und Materialien. Diese Multimodalität, die in einer Metastudie von Planas und Pimm (2023) als Schlüsselthema innerhalb der Mathematikdidaktik hervorgehoben wird, ermöglicht es Lernenden und Lehrenden, mathematische Ideen umfassend darzustellen.

Das Minisymposium soll diese Aspekte der Multimodalität im Mathematikunterricht aus verschiedenen theoretischen Perspektiven beleuchten. Gleichzeitig wird auch die Bedeutung von Gebärdensprachen für das Lehren und Lernen im Mathematikunterricht hervorgehoben.

Es sollen Forschungsergebnisse und praktische Erfahrungen zu mathematischen Themenbereichen zur Multimodalität und zu Gebärdensprachen vorgestellt werden, wobei der Einsatz digitaler Medien als zukunftsweisende Perspektive für die inklusive Bildung hervorgehoben wird. Ziel ist es, die Verbindung von Theorie und Praxis im mathematischen Lernen zu fördern und den Austausch zwischen verschiedenen Disziplinen zu ermöglichen.