Selbständig-kooperative Bearbeitung von stochastischen Simulationsaufgaben am Computer

Qualitative Analysen zu Schülerkompetenzen und Arbeitsweisen

Diplomarbeit , 2006 , 271 Seiten , Note: 1,3

Didaktik - Mathematik

Diese Diplomarbeit ist in der Didaktik der Mathematik angesiedelt. Im Kontext von internationalen Bemühungen zur empirischen Weiterentwicklung der computergestützten Statistikausbildung werden an der Universität Kassel im Rahmen der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Biehler bereits seit längerer Zeit Konzepte und
Materialien für eine innovative Statistikausbildung entwickelt. Diese werden im Rahmen verschiedener Lehrveranstaltungen, besonders in der Vorlesung der „Elementaren Stochastik“ für Lehramtsstudenten der Grund-, Haupt- und Realschule, eingesetzt und erprobt (vgl. Biehler 2003; Biehler, Kombrink 2004).

Im Kontext dieser Forschungsarbeiten wurde bezüglich eines Promotionsvorhabens von Thorsten Meyfarth weiterhin ein computergestütztes Unterrichtskonzept für das gesamte Kurshalbjahr Stochastik an der gymnasialen Oberstufe mit der Werkzeugsoftware FATHOM1 als Pilotprojekt entwickelt und durchgeführt.

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• Rahmenbedingungen
• Wissenschaftlicher Kontext
• 2 Die Lerngruppe
• 2.1 Das Kurskonzept
• 2.2 Stellung der Diplomarbeit
• 3 Fathomkompetenzen und Arbeiten mit Simulationen
• 3.1 Allgemeine Fathomkompetenz
• 3.2 Formelkompetenz
• 3.3 Simulationskompetenz
• 3.4 Strategische und generalisierende Kompetenzen im Umgang mit Fathom
• 4 Auswertungsebenen
• 4.1 Auswertungsebenen im Überblick
• 4.2 Auswertungsebenen im Detail
• 4.2.1 Fathomkompetenzen und Arbeiten mit Simulationen
• 4.2.2 Bearbeiten der Aufgaben
• 4.2.3 Kommunikation und Interaktion
• 5 Hinführung zur Binomialverteilung
• 5.1 Einbettung in den unterrichtlichen Zusammenhang
• 5.2 Unterrichtsstunde der Kirschaufgabe
• 5.2.1 Wiederholung der letzten Stunde und Vorbereitung des Arbeitsauftrages.
• 5.2.2 Besprechung des Arbeitsauftrages im Plenum
• 5.3 Aufgabenbeschreibung, Intention und Musterlösung der Aufgabenstellungen
• 5.4 Bearbeitung der Kirschaufgabe von Gloria und Christiane
• 5.4.1 Beobachtung der Tätigkeit von Gloria und Christiane
• 5.4.2 Auswertung der Tätigkeit von Gloria und Christiane
• 5.5 Bearbeitung der Kirschaufgabe von Ingo und Boris
• 5.5.1 Beobachtung der Tätigkeit von Ingo und Boris
• 5.5.2 Auswertung der Tätigkeit von Ingo und Boris
• 5.6 Bearbeitung der Kirschaufgabe von Johannes und Walther
• 5.6.1 Beobachtung der Tätigkeit von Johannes und Walther
• 5.6.2 Auswertung der Tätigkeit von Johannes und Walther
• 5.7 Bearbeitung der Kirschaufgabe von Martha und Nadine
• 5.7.1 Beobachtung der Tätigkeit von Martha und Nadine
• 5.7.2 Auswertung der Tätigkeit von Martha und Nadine
• 5.8 Gesamtauswertung der Kirschaufgabe
• 5.8.1 Fathomkompetenzen und Arbeiten mit Simulationen
• 5.8.2 Bearbeiten der Aufgaben
• 5.8.3 Kommunikation und Interaktion
• 6 Anwendungsaufgabe zur Binomialverteilung.
• 6.1 Einbettung der Unterrichtsstunde in den unterrichtlichen Zusammenhang
• 6.2 Aufgabenbeschreibung, Intention und Musterlösung der Aufgabenstellungen
• 6.3 Bearbeitung der Erdbeeraufgabe von Johannes und Ingo
• 6.3.1 Beobachtung der Tätigkeit von Johannes und Ingo
• 6.3.2 Auswertung der Tätigkeit von Johannes und Ingo
• 6.4 Schülererarbeitung: Direktlösung des Aufgabenteils e) der Erdbeeraufgabe
• 6.5 Direktlösung Aufgabenteil e) der Erdbeeraufgabe über die Sample-Funktion
• 7 Rückblick und Fazit
• 7.1 Zur Definition der Fathomkompetenzen und Auswertungsebenen
• 7.2 Zum Umgang mit den Auswertungsebenen
• 7.2.1 Vorschlag zur Änderung der Aufgabenstellung zur Kirschaufgabe
• 7.2.2 Vorschlag zur Änderung der Aufgabenstellung zur Erdbeeraufgabe
• 7.3 Schlusswort zu den Schülerarbeiten in Fathom

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Diplomarbeit analysiert Gruppenarbeiten von Schülern während eines Stochastik-Kurses, der mit der Software Fathom durchgeführt wurde. Sie untersucht, wie Schüler mit der Software umgehen, ob die Aufgaben ihre Intention erfüllen und wie selbstständiges Arbeiten an stochastischen Problemstellungen am Computer gefördert wird.

• Fathomkompetenzen: Entwicklung und Definition von Kompetenzen, die für die Arbeit mit Fathom notwendig sind.
• Auswertungsebenen: Entwicklung und Anwendung von Auswertungsebenen für die Analyse von Schülerarbeiten.
• Analyse von Schülerarbeiten: Untersuchung von Schülerarbeiten anhand von definierten Auswertungsebenen.
• Entwicklung von Aufgaben: Evaluation der Aufgaben und Vorschläge zur Verbesserung.
• Selbstständiges Arbeiten mit Fathom: Analyse der Förderung von selbstständigem Arbeiten mit Fathom.

Zusammenfassung der Kapitel

Kapitel 2 stellt den wissenschaftlichen Kontext und die Software Fathom vor. Kapitel 3 entwickelt und definiert „Fathomkompetenzen“, die für die Beschreibung von Schülerarbeiten in Fathom relevant sind. Kapitel 4 präsentiert die entwickelten Auswertungsebenen. Kapitel 5 analysiert vier Gruppenarbeiten zur Binomialverteilung anhand der definierten Auswertungsebenen. Kapitel 6 untersucht eine anspruchsvollere Aufgabe zur Binomialverteilung und analysiert die Arbeit einer Gruppe. Kapitel 7 reflektiert den Umgang mit den entwickelten Auswertungsebenen und bietet Vorschläge zur Verbesserung der Arbeitsaufträge.

Schlüsselwörter

Fathom, computergestützte Statistikausbildung, Kompetenzen, Auswertungsebenen, Schülerarbeiten, Binomialverteilung, selbstständiges Arbeiten, Gruppenarbeiten, Unterrichtskonzepte, Stochastik.

• Hochschule: Universität Kassel
• Note: 1,3
• Autor: Carolin Keitzer (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2006
• Seiten: 271
• Katalognummer: V84332
• ISBN (eBook): 9783638067171
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Selbständig-kooperative, Bearbeitung, Simulationsaufgaben, Computer