ProLab "Mathematik und Kunst"

(Prof. Dr. Jürgen RothStefan Schumacher)

Im Rahmen der Station „Mathematik und Kunst“ des Mathematik-Labors „Mathe ist mehr“ werden Grundvorstellungen zum Bruchzahlbegriff (z. B. „Teil eines Ganzen“), zum Erweitern und Kürzen von Brüchen (Verfeinern bzw. Vergröbern der Einteilung) sowie zur Addition von Bruchzahlen erarbeitet und gefestigt. Es geht darum inhaltlich-anschauliche Vorstellungen zu den jeweiligen Konzepten bei Schülerinnen und Schülern der 6. Jahrgangsstufe zu entwickeln und zu fördern, indem diese Kunstwerke der „konkreten Kunst“ analysieren. Diese Kunstwerke setzen sich oft aus verschiedenfarbigen geometrischen Teilflächen zusammen, die dann jeweils einen gewissen Bruchteil des Kunstwerks („des Ganzen“) darstellen. Die Erarbeitung der Inhalte des Bruchzahlbegriffs und der Bruchrechnung werden so mit verschiedenen Strategien des Flächenvergleichs vernetzt. Genannt seien an dieser Stelle die Zerlegungs- und Ergänzungsgleichheit und das Auslegen mit Einheitsflächen.

Da empirische Studien zeigen, dass der aus dem Besuch eines Schülerlabors resultierende Lernerfolg in der Regel nicht nachhaltig ist, wird neben den inhaltlichen Zielen die Frage der adäquaten Unterstützung der Schülerinnen und Schüler im eigenverantwortlichen Lernprozess untersucht.

Eine Optimierung der Nachhaltigkeit des Lernerfolgs soll durch eine bessere Vernetzung des Laborbesuchs mit dem schulischen Mathematikunterricht erfolgen. Darüber hinaus wird untersucht, wie sich der Einsatz von Prompts (Leitfragen), Protokollierhilfen und gezielt eingeplanter Reflexionsphasen im Zusammenhang mit der Protokollierung der Ergebnisse durch die Schülerinnen und Schüler auf den Lernerfolg auswirkt. 

Die Untersuchung wird mit acht 6. Klassen zweier Gymnasien durchgeführt. Zwei dieser Klassen dienen als Kontrollgruppen, die dasselbe Thema und im gleichen Umfang im gewohnten Klassenunterricht erarbeiten. Untersucht wird die Leistungsentwicklung der Experimentalgruppen, die mit Protokollierhilfen arbeitet, im Vergleich zu den Kontrollklassen. Um Aussagen über die Wirksamkeit von Protokollierhilfen zu erhalten, gibt es eine zweite Experimentalgruppe, die dieselbe Station durchläuft, allerdings keine Protokollierhilfen erhält. Ob sich die Fähigkeit zum Protokollieren durch den Besuch zweier Schülerlabore steigern lässt, wird zusammen mit dem Teilprojekt ProLab Nawi im gemeinsamen Forschungsdesign untersucht.

Die Materialien zur Laborstation "Mathematik und Kunst" sind hier zu finden.