Das Ziel dieser Arbeit ist es, der Frage nachzugehen, inwiefern Fermi-Aufgaben ein geeignetes Aufgabenformat im Mathematikunterricht der Grundschule darstellen. Der Schwerpunkt dieser empirischen Untersuchung liegt auf den verbalen sowie verschriftlichten Ergebnissen der Schülerinnen und Schüler.
Die Grundschule legt durch das Aufnehmen von frühen mathematischen Alltagserfahrungen der Kinder und das Entwickeln allgemeiner Kompetenzen eine Basis für das Mathematiklernen. Dabei wird der weitere Bildungsverlauf an die Erkenntnisse der Schülerinnen und Schüler aus der Primarstufe angeschlossen. Die Entwicklung der Kompetenzen und Erfahrungen sorgt für eine lebenslange Auseinandersetzung mit der Mathematik im Alltag. Dabei sind Realitätsbezüge in der Mathematik historisch betrachtet keine Neuheit. Konkrete und alltagsrelevante Fragestellungen der außermathematischen Umwelt führten letztendlich zu einer innermathematischen, abstrahierten Form der Mathematik, wie wir sie heute kennen.
Ein zentrales Thema des Mathematikunterrichts ist im Bereich des Sachrechnens das mathematische Modellieren, welches innerhalb der nationalen deutschen Bildungsstandards für Grundschulen als eine von fünf Kompetenzen beschrieben wird. Das Modellieren beinhaltet das Strukturieren, Mathematisieren und Interpretieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen digitale Werkzeuge und ihre mathematischen Kompetenzen nutzen, um an einer konkreten lebenswirklichen Aufgabenstellung zu arbeiten. Dabei sollen Sachsituationen erfasst und in ein mathematisches Modell übertragen werden. Schlussendlich wird ihre Lösung wieder auf die Sachsituation bezogen.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Mathematisches Modellieren
- 2.1 Exkurs: Situationsmodell
- 2.2 Modellierungskreislauf nach Blum und Leiß
- 3 Fermi-Aufgaben
- 3.1 Herkunft
- 3.2 Merkmale und Besonderheiten
- 3.3 Kompetenzerwerb durch den Einsatz von Fermi-Aufgaben
- 3.3.1 Prozessbezogene Kompetenzen
- 3.3.2 Inhaltsbezogene Kompetenzen
- 3.3 Grenzen
- 4 Problemlösen lernen
- 4.1 Pólyas Verlaufsmodell
- 4.2 Einflussfaktoren und gestufte Hilfen
- 4.3 Problemlösestrategien
- 4.3.1 Heurismen
- 4.3.2 Vorgehensweisen in der Grundschule
- 5 Empirische Untersuchung
- 5.1 Teilnehmer/innen
- 5.2 Auswahl und Aufbau der Fermi-Aufgabe
- 5.3 Methodische Umsetzung
- 5.4 Auswertungsmethoden
- 5.5 Zusammensetzung der Stichproben
- 5.6 Analyse
- 5.6.1 Darstellung
- 5.6.2 Diskussion
- 6 Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit dem Einsatz von Fermi-Aufgaben im Mathematikunterricht der Grundschule. Ziel der Arbeit ist es, die Bedeutung von Fermi-Aufgaben für den Kompetenzerwerb in Mathematik zu untersuchen und einen Einblick in die Anwendung dieser Aufgaben in der Grundschule zu geben. Hierzu werden die relevanten theoretischen Grundlagen behandelt, wie der Modellierungskreislauf nach Blum und Leiß sowie Pólyas Verlaufsmodell des Problemlösens.
- Der Einsatz von Fermi-Aufgaben im Mathematikunterricht der Grundschule
- Die Entwicklung von Problemlösestrategien und Modellierungsprozessen bei Schülerinnen und Schülern
- Die Bedeutung von Fermi-Aufgaben für den Kompetenzerwerb in Mathematik
- Die empirische Untersuchung der Anwendung von Fermi-Aufgaben in der Grundschule
- Die Analyse von Problemlösestrategien und Modellierungsprozessen bei Schülerinnen und Schülern bei der Bearbeitung von Fermi-Aufgaben
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 führt in die Thematik der Bachelorarbeit ein und erläutert die Relevanz von Fermi-Aufgaben im Mathematikunterricht der Grundschule. Kapitel 2 beschäftigt sich mit dem mathematischen Modellieren und stellt den Modellierungskreislauf nach Blum und Leiß vor. Kapitel 3 behandelt die Herkunft und Besonderheiten von Fermi-Aufgaben sowie deren Beitrag zum Kompetenzerwerb in Mathematik. Kapitel 4 beleuchtet das Problemlösen im Mathematikunterricht, wobei Pólyas Verlaufsmodell und verschiedene Problemlösestrategien vorgestellt werden. Kapitel 5 präsentiert die empirische Untersuchung, die den Einsatz von Fermi-Aufgaben in der Grundschule analysiert. Die Ergebnisse der Untersuchung werden sowohl anhand von quantitativen Daten als auch von qualitativem Material dargestellt und diskutiert.
Schlüsselwörter
Fermi-Aufgaben, Modellierung, Problemlösen, Mathematikunterricht, Grundschule, Kompetenzerwerb, empirische Untersuchung, Problemlösestrategien, Modellierungsprozess, Heurismen, Pólyas Verlaufsmodell.
- Arbeit zitieren
- Katja Gerlitz (Autor:in), 2022, Fermi-Aufgaben im Mathematikunterricht der Grundschule. Eine empirische Untersuchung zu Problemlösestrategien und Modellierungsprozessen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1321078
