Themen laufender Abschlussarbeiten
Entwicklung eines Kodierleitfadens für Eye-Tracking-Daten aus einem Experiment zur Lokalisierung von Bruchzahlen auf Zahlenstrahlen
Masterarbeit, Berufliche Bildung
Themensteller: Prof. Dr. Andreas Obersteiner
Betreuer: Michael D'Erchie
Bruchzahlen lassen sich auf einem Zahlenstrahl darstellen und lokalisieren. In einem Eye-Tracking Experiment wurden Teilnehmerinnen und Teilnehmer gebeten, Brüche auf einem Zahlenstrahl im Bereich von 0 bis 1 zu platzieren, während ihre Blickbewegungen mit einem Eye-Tracker aufgezeichnet wurden. Ziel dieser Masterarbeit ist es, einen Kodierleitfaden zur Analyse der Blickbewegungsdaten zu entwickeln, um die angewandten Strategien systematisch zu kategorisieren. Im Anschluss sollen die Daten kodiert und ausgewertet werden, um neue Einblicke in die zugrunde liegenden Denkprozesse und Strategien bei der Lokalisierung von Bruchzahlen auf dem Zahlenstrahl zu gewinnen.
Entwicklung von Refutation Texts und Arbeitsmaterialien zum Aufbau und zur Förderung einer tragfähigen Größenvorstellung von Bruchzahlen
Masterarbeit, MBBI
Themensteller: Prof. Dr. Andreas Obersteiner
Betreuer: Michael D'Erchie
Viele Schülerinnen und Schüler haben Schwierigkeiten, Bruchzahlen hinsichtlich ihrer numerischen Größe korrekt zu vergleichen. Eine häufige Ursache ist der Natural Number Bias – eine weit verbreitete Fehlstrategie, bei der Brüche anhand der Größen von Zähler und Nenner beurteilt werden (z. B. wird 2/4 fälschlicherweise als größer als 1/2 eingeschätzt, weil 2 > 1 und 4 > 2). Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen sogenannte Refutation Texts entwickelt werden – gezielte Lerntexte, die typische Fehlvorstellungen explizit aufgreifen, nachvollziehbar widerlegen und durch tragfähige Konzepte und Strategien ersetzen. Aufbauen auf diesen Texten sollen ergänzende Arbeitsmaterialien (z. B. Arbeitsblätter) konzipiert werden, die Schülerinnen und Schüler dabei unterstützen, sich der Problematik des Natural Number Bias bewusst zu werden und Strategien zum korrekten Vergleich von Bruchzahlen zu entwickeln.
Analyse von Logdaten zur Wirksamkeit eines Förderprogramms
Masterarbeit, MBBI
Themensteller: Prof. Dr. Andreas Obersteiner
Betreuer: Michael D'Erchie
Viele Schülerinnen und Schüler haben Schwierigkeiten, Bruchzahlen hinsichtlich ihrer numerischen Größe korrekt zu vergleichen. Eine häufige Ursache ist der Natural Number Bias – eine weit verbreitete Fehlstrategie, bei der Brüche anhand der Größen von Zähler und Nenner beurteilt werden (z. B. wird 2/4 fälschlicherweise als größer als 1/2 eingeschätzt, weil 2 > 1 und 4 > 2). In einer kürzlich veröffentlichten Studie trainierten Schülerinnen und Schüler mithilfe eines eigens entwickelten Förderprogramms, symbolische Brüche mit visuellen Darstellungen zu verknüpfen, um ein fundiertes Verständnis der Bruchgröße aufzubauen. Die Ergebnisse zeigten, dass die trainierte Gruppe ihre Genauigkeit beim Bruchvergleich signifikant stärker verbesserte als zwei Kontrollgruppen und seltener Fehlkonzepte wie den Natural Number Bias aufwies. (Die detaillierten Studienergebnisse können hier nachgelesen werden. Ziel dieser Abschlussarbeit ist es, im Rahmen einer Logdaten-Analyse zu untersuchen, inwieweit sich die beobachteten Lernerfolge auf Nutzungsmerkmale wie die Trainingsdauer oder den Umfang und die Art der bearbeiteten Aufgaben zurückführen lassen.
Clusteranalytische Untersuchung von Lösungsraten bei kongruenten und inkongruenten Bruchvergleichsaufgaben
Bachelorarbeit, Naturwissenschaftliche Bildung
Themensteller: Andreas Obersteiner
Betreuer: Michael D'Erchie
Der Natural Number Bias ist ein bekanntes Phänomen in der Bruchrechnung. Es zeigt sich bei Bruchvergleichsaufgaben, bei denen die Probanden schnell entscheiden müssen, welcher der beiden Brüche größer ist. Bisherige Studien zeigen, dass Schülerinnen und Schüler in drei oder möglicherweise vier Clustergruppen eingeteilt werden können. Diese Gruppen unterscheiden sich in ihrer Leistung bei kongruenten und inkongruenten Bruchvergleichsaufgaben. In dieser Bachelorarbeit soll mithilfe einer Clusteranalyse untersucht werden, ob die im Rahmen des Forschungsprojekts FracMag erhobenen Daten auf eine 3-Cluster- oder eine 4-Cluster-Lösung hindeuten.
Entwicklung und Anwendung eines Kodiermanuals im Themenfeld der Bruchrechnung
Masterarbeit, Berufliche Bildung
Themensteller: Andreas Obersteiner
Betreuer: Michael D'Erchie
In der Literatur wird zwischen konzeptuellem und prozeduralem Wissen unterschieden (z.B. Hiebert & Lefevre, 1986). Beide Wissenstypen sind für das Mathematiklernen relevant (z.B. Siegler & Lortie-Forgues, 2015). Studien weisen darauf hin, dass es Schülerinnen und Schülern vor allem an konzeptuellem Wissen im Bereich der Bruchrechnung mangelt (z.B. Bempeni, Poulopolou, Tsiplaki & Vamvakoussi, 2018). Ein möglicher Grund für diesen Befund könnte sein, dass in Schulbüchern überwiegend Aufgaben verwendet werden, die prozedurales Wissen ansprechen. Ziel ist es, ein Kodiermanual zu entwickeln, mit dessen Hilfe Bruchrechenaufgaben danach klassifiziert werden können, ob sie überwiegend konzeptuelles Wissen oder prozedurales Wissen zur Lösung erfordern. Basierend auf dem entwickelten Kodierschema sollen im Rahmen einer Schulbuchanalyse die Aufgaben zum Themenfeld Bruchrechnung aus mehreren an bayerischen Gymnasien verwendeten Schulbüchern (z.B. Delta, Fokus, Lambacher Schweizer) dahingehend untersucht werden, ob sie überwiegend konzeptuelles oder prozedurales Wissen ansprechen.