Problemlösen mit kognitiven und megakognitiven Lernstrategien (Mathematik Sek I)


Unterrichtsentwurf, 2017

22 Seiten, Note: 2.0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Bedeutung der Thematik und Darstellung der Zielvorstellung

2. Theoretische Grundlagen
2.1 Der Lernbegriff
2.2 Kognitionspsychologische Kategorisierung von Lernstrategien
2.3 Lernstrategien beim mathematischen Problemlösen
2.4 Darstellung des Forschungsstandes

3. Theorie-Praxis-Transfer
3.1 Direkte vs. Indirekte Förderung des Einsatzes von Lernstrategien
3.2 Unterrichtskonzept zum Problemlösenlernen
3.3 Ziele des Konzepts zum Problemlösenlernen
3.4 Unterrichtsreihe zum Problemlösetraining mit Aufgaben und Materialien

4. Diskussion und Ausblick

5. Literaturverzeichnis

6. Anhang

1. Bedeutung der Thematik und Darstellung der Zielvorstellung

Die Analyse und Optimierung von Lern- und Lehrprozessen im Unterricht steht im Mittelpunkt didaktischer und unterrichtlicher Überlegungen. Dabei spielt der Aufbau von Lernkompetenzen eine zentrale Rolle. Die Verwendung von Strategien des Lernens (und auch des Lehrens) gilt als wichtige Einflussgröße und wesentliche Bedingung, wenn es um erfolgreiches, insbesondere selbstgesteuertes Lernen geht. Die Lehr- und Lernforschung zeigt nämlich, dass gerade Lernstrategien von Lernenden eine herausragende Bedeutung für Lehr- und Lernprozesse in schulischen, aber auch außerschulischen Lernorten haben. Ein Heranwachsender, der weiß, wie er sich neues Wissen erschließen kann, lernt effektiver und eigenständiger, als diejenigen, die über diese Fähigkeiten nicht verfügen.[1] Die besondere Stellung von Lernstrategien erschließt sich damit vor allem auch aus der zentralen Rolle, die „sie für den lebenslangen Prozess des Lernens und Weiterlernens... spielt“.[2] So ist in der pädagogisch-psychologischen Forschung die Frage in den Vordergrund gerückt, wie Lernende befähigt werden können, ihr Lernen selbst in die Hand zu nehmen und Strategien zu entwickeln, die das Lernen und insbesondere Problemlöseprozesse stützen können.

Die gegenwärtige Schulpraxis zeigt jedoch, dass Lernstrategien und ihre Vermittlung einen untergeordneten Stellenwert einnehmen: so deuten die Ergebnisse der internationalen Vergleichsstudien PISA und TIMSS darauf hin, dass neben den fachspezifischen Kompetenzen unter anderem die Fähigkeiten zum selbstregulierten und problemlösenden Lernen deutscher Schüler[3] unter dem internationalen Durchschnitt liegen.[4] Wenn aber Lernstrategien die Rolle von Schlüsselkompetenz zukommt, so liegt die Aufgabe von Lehrkräften darin, ein fundiertes Wissen über grundlegende Kategorien von Lernstrategien sowie einen guten Überblick über mögliche Ausdifferenzierungen und Anwendungsmöglichkeiten dieser Strategien aufzubauen, sodass Lernende am Ende ihrer Schulzeit über ein breites und gut trainiertes Repertoire von Lernstrategien verfügen.

Hier setzt die vorliegende Theorie-Praxis-Arbeit an. Das Ziel ist, ausgehend von konzeptuellen Überlegungen anhand einer Unterrichtsreihe mit Aufgabenbeispielen und Materialien ein Problemlösetraining zu entwickeln, dass praktische Möglichkeiten zur Förderung von kognitiven und metakognitiven Lernstrategien für das Problemlösen im Mathematikunterricht aufzeigt.

Hierfür soll an erster Stelle ein fundierter Einblick in die theoretischen Grundlagen der Thematik sowie ein Einblick in den aktuellen Forschungsstand gegeben werden. Auf dieser Grundlage folgt die Darstellung der praktischen Überlegungen zur Förderung von Lernstrategien im Mathematikunterricht (Kapitel 3). Die Arbeit schließt mit einer Diskussion der Chancen und Grenzen des eruierten Lernstrategietrainings und mit einem Ausblick (Kapitel 4).

2. Theoretische Grundlagen

Um verstehen zu können, wie Lernstrategien im Mathematikunterricht das Lernen unterstützen können, erscheint es sinnvoll, zunächst eine Definition des allgemeinen Lernbegriffs voranzustellen und anhand ihrer Merkmale zu konkretisieren, was unter Lernstrategien aus kognitionspsychologischer Sicht verstanden wird und was sie im Zusammenhang des mathematischen Problemlösens bedeuten. Schließlich soll ein Überblick über den derzeitigen Stand der Lernstrategien-Forschung gegeben werden, bei dem die Bedeutung von Lernstrategien als Bedingung erfolgreichen Lernens herausstellt wird.

2.1 Der Lernbegriff

Bezogen auf den Lernbegriff existieren in der Literatur eine große Anzahl verschiedener Definitionsansätze, die unterschiedliche Facetten des menschlichen Lernens hervorheben.[5] Vor dem Hintergrund der Zielsetzung der Arbeit ist es nicht sinnvoll, das gesamte Spektrum der Definitionsansätze ganzheitlich also in all ihren Facetten zu erfassen. Stattdessen ist die Intention, einen Überblick über die signifikanten Aspekte aus der Definitionslandschaft zu geben, die für das Verständnis von Lernstrategien von Bedeutung sind.

Das gemeinsame und wesentliche Merkmal aller Ansätze (vor allem des lernpsychologischen Ansatzes) ist, dass unter dem Lernen allgemein eine Erfahrungsbildung bzw. ein Erfahrungs-prozess verstanden wird, der zu einer relativ langfristigen Verhaltensänderung führt.[6] Diese Erfahrungen gewinnen wir entweder unmittelbar oder sie werden uns sozial vermittelt. Die Auseinandersetzung mit der Umwelt kann wiederum durch externe Reize kontrolliert oder durch planvolles Handeln durch das Individuum aktiv ausgestaltet werden. Dabei ist der Lernbegriff von biologischen, genetischen Verhaltensdispositionen wie beispielsweise Reflexe, Prägung, Instinkte oder Reifung abzugrenzen.[7]

Auf kognitionspsychologischer Ebene bedeutet Lernen Verarbeitung von Informationen.[8] Das präskriptive informationstheoretische Lehr-Lern-Prozessmodell beschreibt den Vorgang des Lernens als eine Folge von Stationen von Lernprozessen, bei dem das Subjekt selbst aktiv Informationen (bzw. Erfahrungen) aus der Umwelt verarbeitet bzw. konstruiert. Dabei gibt es vier zentrale Stadien dieses Informationsverarbeitungsprozesses:[9] die Informationsaufnahme, die Verarbeitung und Speicherung der Informationen sowie ihr Transfer auf neue Zusammenhänge. Die Aufnahme der Informationen erfolgt im Kurzzeit- oder Arbeitsgedächtnis und die Speicherung im Langzeitgedächtnis. Der Ablauf der kognitiven Prozesse und die Aufrechterhaltung der Lernmotivation werden durch metakognitive Prozesse überwacht und gesteuert.

2.2 Kognitionspsychologische Kategorisierung von Lernstrategien

Der Begriff Lernstrategie ist seit langer Zeit ein Untersuchungsgegenstand der Psychologie, vor allem im Bereich der Problemlöse- und Begriffsbildungsforschung. Ein eingehender Blick in die Literatur zeigt, dass sich viele Bedeutungsvarianten des Lernstrategiebegriffs finden lassen. Lernstrategien bezeichnen also kein einheitliches Konstrukt, sondern lassen sich aus unterschiedlichen theoretischen Denkrichtungen definieren und kategorisieren. Gleichwohl ist den meisten aktuellen Definitionen die Funktion bzw. Grundidee von Lernstrategien gemeinsam, nämlich, dass „man viele Aspekte des eigenen Lernens durch strategisches Verhalten selbst beeinflussen [kann].“[10] Lernstrategien dienen dem geplanten und kontrollierten Bearbeiten von Lerninhalten und Problemen, unterstützen und optimieren damit also einen Lernprozess. In diesem Sinne werden Lernstrategien von Mandl und Friedrich als „jene Verhaltensweisen und Gedanken [bezeichnet], die Lernende aktivieren, um ihre Motivation und den Prozess des Wissenserwerbs zu beeinflussen und zu steuern.“[11]

Lernstrategien sind also persönliche Ressourcen, die der Lernende zur Erreichung von Lernzielen gezielt einsetzt. Die Funktion ist also, die Informationsverarbeitung aktiv und zielgerichtet zu steuern, sodass der Lernende adaptiv auf Veränderungen reagieren kann, um die Lerneffizienz zu steigern. Nach der Definition von Mandl und Friedrich sind nicht nur kognitive, sondern auch solche Strategien, welche die Beeinflussung des motivationalen und affektiven Zustands zum Ziel haben, als Lernstrategien zu verstehen. Insofern spielen Lernstrategien bei der Entwicklung der Fähigkeit zum selbstregulierten Lernen eine zentrale Rolle. Dabei ist die Bewusstheit der Ausführung ein notwendiges Merkmal einer Strategie: „Zufällige Handlungen und Kognitionen oder solche, die kontraproduktiv sind, werden demnach nicht als Lernstrategien bezeichnet.“[12]

Auch im Hinblick auf die Klassifikation von Lernstrategien werden in der Literatur in Abhängigkeit des Untersuchungsgegenstandes und den theoretischen Positionen verschiedene Vorschläge bzw. Ansätze unterbreitet.[13] So unterscheiden Wild und Schiefele kognitive Lernstrategien, metakognitive Lernstrategien und ressourcenbezogene Lernstrategien.[14]

Das Ziel kognitiver Lernstrategien ist die Unterstützung und Optimierung der Informationsaufnahme, -verarbeitung und -speicherung.[15] Dazu zählen die Organisation, Elaboration und Strukturierung von Informationen, Herstellung von logischen Zusammenhängen, das kritische Prüfen bzw. Hinterfragen, um Fehler zu erkennen und bessere Lösungen und Erklärungen zu finden. Letztlich ist das effiziente Wiederholen (mithilfe von Mnemotechniken) als kognitive Lernstrategie zu nennen.

Metakognitive Lernstrategien fungieren als übergeordnete Kontrollmechanismen für den erfolgreichen Lernprozess, damit dieser indirekt besser beeinflusst werden kann. Sie unterstützen den Aufbau vom allgemeinen Lernwissen. Wild und Schiefele unterscheiden bei dieser Lernstrategie-Kategorie zwischen Planung (Auswahl, Umfang und Reihenfolge des Lernstoffs), Überwachung (Ziele setzen und den Lernprozesses anhand der gesetzten Ziele kontrollieren) und Regulation (Fähigkeit des adaptiven Anpassens des Lernverhaltens).[16] Es geht also um die Fragen: ´Was möchte ich wann lernen?´ (Planung), ´Habe ich den Lernstoff verstanden?´ (Kontrolle) und ´Was muss ich tun, damit mein Lernerfolg größer wird?´ (Regulation). Metakognitive Lernkompetenz ist insofern für das selbstregulierte Lernen von großer Bedeutung.[17]

Bezogen auf ressourcenbezogene Lernstrategien wird zwischen internen und externen Strategien unterschieden.[18] Zu den internen Ressourcen zählen das Bereitstellen der Konzentration, Anstrengung und das Zeitmanagement einer Person. Die Optimierung der Lernumwelt (z.B. Schreibtisch aufräumen), die Zuhilfenahme von Literatur oder in schwierigen Lernsituationen gemeinsam mit anderen zu lernen und andere um Hilfe zu bitten werden unter den externen Ressourcen subsumiert.

Neben dieser allgemeinen Kategorisierung lassen sich Strategien auf eine fächerspezifische Ebene übertragen. Im folgenden Kapitel wird es vor allem darum gehen, die fachspezifische Komponente der Lernstrategien im Zusammenhang des mathematischen Problemlösens herauszukristallisieren.

2.3 Lernstrategien beim mathematischen Problemlösen

Für die Fachdidaktik Mathematik stellt das Problemlösen ein wichtiges Forschungsgebiet dar. Es ist in den Lehrplänen und Bildungsstandards verankert.[19] Mathematisches Problemlösen wird als eigenständiger Kompetenzbereich ausformuliert. Es handelt sich dabei um ein mathematisches Problem, „wenn eine Lösungsstruktur nicht offensichtlich ist und dementsprechend ein strategisches Vorgehen bei der Bearbeitung notwendig ist.“[20]

Lompscher formuliert eine Theorie der geistigen Tätigkeit, die beim Lösen eines Problems eine zentrale Rolle einnimmt.[21] Diese geistige Tätigkeit definiert sich als „die subjektive Widerspiegelung der objektiven Realität, deren Ziel und deren Inhalt das Gewinnen von Erkenntnis ist.“[22] Sie kann durch verschiedene ´Indikatoren´ beschrieben werden. Sie beginnt damit, dass sich eine Person ein Ziel und Motiv setzt. Wenn man dies mit dem mathematischen Problemlösen in Beziehung setzt, könnte das Ziel das Lösen des Problems und das Motiv die Förderung der Problemlösefähigkeit sein. Zur Förderung der Problemlösekompetenz postuliert Lompscher folgende fünf Punkte als notwendig:[23]

- Planmäßigkeit: Fähigkeit, ein Problem in Teilkomponenten zu zerlegen und zielgerichtet vorzugehen;

- Exaktheit: Fähigkeit, Wichtiges von Unwichtigem zu trennen;

- Selbstständigkeit: Fähigkeit ein Problem bzw. eine Fragestellung eigenständig zu formulieren, zu lösen und zu evaluieren;

- Aktivität: Grad der Auseinandersetzung mit einer Aufgabe und ihrer Lösung;

- Beweglichkeit: für Problemlösekompetenz von besonderer Bedeutung (nähere Ausführung folgt)

Diese Aspekte sind die Qualitäten des Verlaufs der geistigen Tätigkeit. Wie bereits angedeutet wurde, kommt der geistigen Beweglichkeit eine bedeutende Rolle im Zusammenhang des Problemlösens zu. Sie äußert sich nach Lompscher

„in dem Vermögen, mehr oder weniger leicht von einem Aspekt der Betrachtung zu einem anderen überzuwechseln beziehungsweise einen Sachverhalt oder eine Komponente in verschiedene Zusammenhänge einzubetten, die Relativität von Sachverhalten zu erfassen. Sie ermöglicht es, Beziehungen umzukehren, sich mehr oder weniger leicht oder schnell auf neue Bedingungen der geistigen Tätigkeit einzustellen oder gleichzeitig mehrere Objekte oder Aspekte in der Tätigkeit zu beachten.“[24]

Die Vorgehensweisen, die sich aus diesen Überlegungen ableiten lassen, können durch Prinzipien und Strategien sukzessiv bewusst gemacht werden, die verschiedene Strategieelemente zur Bearbeitung mathematischer Probleme darstellen und zur Lösung ebendieser bedeutsam sind. Es wird davon ausgegangen, dass sich eine mangelnde Problemlösekompetenz bzw. geringer ausgebildete geistige Beweglichkeit durch die Aneignung durch Lernstrategien zum Teil kompensiert werden kann.

Bezogen auf den mathematischen Kontext lassen sich vier wesentliche Faktoren geistiger Beweglichkeit beschreiben:[25]

[...]


[1] Artelt, C./ Moschner, B. (2005): Lernstrategien und Metakognition: Implikationen für Forschung und Praxis – Einleitung. S. 7.

[2] Artelt, C./ Wirth, J. (2014): Kognition und Metakognition. In: Seidel t./Krapp, A. (Hrsg.): Pädagogische Psychologie, 6. Aufl. Weinheim/Basel: Beltz, 167–192, S. 187

[3] Um den Lesefluss nicht zu beeinträchtigen, wird hier und im folgenden Text zwar nur die männliche Form (Schüler, Lehrer) genannt, stets aber die weibliche Form gleichermaßen mitgemeint.

[4] vgl. Leopold, C./ Leutner, D. (2002): Der Einsatz von Lernstrategien in einer konkreten Lernsituation bei Schülern unterschiedlicher Jahrgangsstufen. In: Prenzel, M. (Hrsg.): Bildungsqualität von Schule: Schulische und außerschulische Bedingungen mathematischer, naturwissenschaftlicher und überfachlicher Kompetenzen. Weinheim: Beltz (Zeitschrift für Pädagogik, Beiheft 45), S. 240

[5] vgl. Edelmann, W. (2000): Lernpsychologie. 6. Aufl. Weinheim: Beltz, S. 276

[6] vgl. ebd.

[7] vgl. ebd.

[8] vgl. Klauer, K.J./ Leutner, D. (2012): Lehren und Lernen – Einführung in die Instruktionspsychologie. Weinheim: Beltz, S. 44

[9] vgl. ebd.

[10] Mandl, H./ Friedrich, H.F. (2006): Lernstrategien: Zur Strukturierung des Forschungsfeldes. In: Friedrich, H.F./ Mandl, H.: Handbuch Lernstrategien. Göttingen: Hogrefe, S. 1 [Veränderung durch Verfasserin]

[11] ebd. [Veränderung durch Verfasserin]

[12] Pierre-Yves, M./ Nicolaisen, T. (2015): Einführung und Grundlagen. In: Pierre-Yves, M./ Nicolaisen, T.: Lernstrategien fördern - Modelle und Praxisszenarien. Weinheim: Beltz Juventa, S. 12

[13] vgl. Artelt, C. (2000): Strategisches Lernen. Münster: Waxmann.

[14] vgl. Wild, K.P., Schiefele, U. (1994): Lernstrategien im Studium. Ergebnisse zur Faktorstruktur und Reliabilität eines neuen Fragebogens. Zeitschrift für Differentielle und Diagnostische Psychologie. S. 15, vgl. Leopold, C./ Leutner, D. (2002), S. 241ff

[15] vgl. Pierre-Yves, M./ Nicolaisen, T. (2015), S. 23

[16] vgl. vgl. Leopold, C./ Leutner, D. (2002), S. 241ff

[17] vgl. ebd.

[18] Mandl, H./ Friedrich, H.F. (2006), S. 297

[19] vgl. Blum, W. et al. (2006): Bildungsstandards Mathematik: konkret – Sekundarstufe I: Aufgabenbeispiele, Unterrichtsanregungen, Fortbildungsideen. Berlin: Cornelsen, S. 39

[20] ebd.

[21] vgl. Lompscher, J. (1975): Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung geistiger Fähigkeiten. Berlin: Volk und Wissen, S.17

[22] ebd., S.17

[23] ebd., S.36

[24] ebd., S. 36

[25] vgl. Blum et al. (2006), S.39

Ende der Leseprobe aus 22 Seiten

Details

Titel
Problemlösen mit kognitiven und megakognitiven Lernstrategien (Mathematik Sek I)
Hochschule
Universität Duisburg-Essen
Note
2.0
Autor
Jahr
2017
Seiten
22
Katalognummer
V367266
ISBN (eBook)
9783668462434
ISBN (Buch)
9783668462441
Dateigröße
615 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Problemlösen, Lernstrategien, Mathematik, Unterrichtsreihe, Unterrichtsentwurt, Mathematikunterricht
Arbeit zitieren
Sevim Toker (Autor), 2017, Problemlösen mit kognitiven und megakognitiven Lernstrategien (Mathematik Sek I), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/367266

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