Das Diagnostizieren des Lernstandes von Lernenden sowie das Auswählen einer passgenauen Förderung zählen zu zentralen Kompetenzen von Mathematiklehrkräften. Simulationen eignen sich, um diese Kompetenzen in der universitären Lehramtsausbildung zu fördern. Anhand einer Simulation zur Lernunterstützung bei der Bruchrechnung soll untersucht werden, wie Teilnehmende durch eine individuelle Sequenzierung von Fällen in ihrer Kompetenzentwicklung unterstützt werden können. Das Poster stellt die Entwicklung der Fälle mit unterschiedlicher Typizität und Salienz diagnostischer Informationen vor.

Neben generischen werden fachspezifische Indikatoren für Unterrichtsqualität, etwa für die Dimension kognitive Aktivierung, herangezogen. Diese müssen jedoch themenspezifisch ausgearbeitet werden, und zudem sind bisherige Befunde zu ihrem Zusammenhang mit generischen Indikatoren uneinheitlich. Der Beitrag aus dem Projekt PerformA untersucht die kognitive Aktivierung in N = 33 Unterrichtssimulationen angehender Lehrkräfte zum Thema Grenzwerte. Dazu werden themenspezifische Indikatoren beschrieben und deren Zusammenhänge mit weiteren Qualitätsmerkmalen analysiert.

Theoretische Ansätze zum Zeitbegriff und Zeitverständnis aus Psychologie, Mathematikdidaktik und Philosophie lassen sich zu einem Konzept der Zeit als Bezugssystem verbinden. Um das zyklische Zeitverständnis von SchulanfängerInnen zu erfassen, wird der Fokus auf die Kategoriebildung für die Analyse von Leitfadeninterviews zum Zeitverständnis in meinem Promotionsprojekt gelegt. Ziel soll sein, ein deduktives Kategoriesystem aus dem theoretischen Rahmen der Arbeit zu gewinnen, um mit diesem dessen Repräsentationen in den Aussagen der Kinder zu beschreiben und daraus eine Typisierung vorzunehmen.

Das Unterrichtskonzept "Didaktik der Vielfalt" (von der Groeben & Kaiser 2012) verbindet kooperatives und differenzierendes Lernen und ist in der reformpädagogischen Schulpraxis etabliert. Eine wissenschaftliche Beforschung, inwiefern das Konzept tatsächlich diversitätssensibel und lernwirksam im Mathematikunterricht umgesetzt wird, steht jedoch noch aus und wird vom Verbundprojekt DiVa verfolgt. In diesem Beitrag werden Leitprinzipen der Mathematikdidaktik zum guten inklusiven Mathematikunterricht mit Theoriebezügen der Didaktik der Vielfalt verglichen und Übereinstimmungen herausgearbeitet.

Künstliche Intelligenz (KI) beeinflusst zunehmend die Lernprozesse der Schülerinnen und Schüler. Gefahren und Potenziale des Mathematiklernens mit KI werden aktuell vielschichtig diskutiert. Zentral ist jedoch, dass die Gefahren und Potenziale erst im Rahmen der individuellen Nutzung wirksam werden. Daher sollen in der Dissertation die außerunterrichtlichen, eigenständigen Nutzungsweisen der Lernenden von KI in der Klausurvorbereitung sowie deren Zusammenhang mit dem konzeptuellen Verständnis in Bezug auf kombinatorische Grundfiguren untersucht werden.

Vor dem Hintergrund, dass in bisherigen Studien überwiegend Achsensymmetrie untersucht und Schülerlaborangebote vorrangig von Gymnasien genutzt werden sowie lediglich kurzfristige Effekte zeigen, fokussiert der Beitrag das Drehsymmetrieverständnis von Lernenden aus Schulen in herausfordernden Lagen mit Abstand zu einem Schülerlaborprojekttag. Grundlage bildet ein mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewerteter schulischer Follow-up-Test. Die Ergebnisse deuten das Potenzial des Projekttags zur Anbahnung eines ersten Verständnisses an und zeigen die Notwendigkeit schulischer Nachbereitung.

In dieser Metaanalyse untersuchen wir den Effekt von Interventionsstudien mit generativer KI auf Mathematikleistung. Hierzu nutzen wir eine kontinuierliche (kumulative) Metaanalyse mit einer bayesianischen Mehrebenenanalyse, in der neu hinzukommende empirische Befunde fortlaufend in die Evidenzsynthese integriert werden. Auf Grundlage von 14 Studien zeigt sich derzeit ein geringer mittlerer Effekt (g = 0.32). Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die bisherige Evidenz für leistungssteigernde Effekte generativer KI im Mathematikunterricht noch begrenzt ist.

Unser Forschungsprojekt setzt die Idee der Proof Frameworks von Selden und Selden in Form von Scaffolds um, die Studierende in der Studieneingangsphase bei der Beweiskonstruktion unterstützen sollen. Wir möchten dabei Aufschluss darüber erhalten, welche Funktionen solche Scaffolds erfüllen können. Zu diesem Zweck untersuchen wir die Wirkung der Scaffolds sowohl theoretisch-analytisch als auch qualitativ-empirisch anhand von Aufzeichnungen von Studierenden beim Konstruieren von Beweisen.

Technologiegestütztes Lernen kann mathematische Kompetenzen nachweislich fördern. Dennoch werden digitale Mathematiksysteme (DMS) selten von Lernenden im Unterricht eingesetzt. Zur Nutzung von DMS als digitales Werkzeug ohne Vorstrukturierung sind noch viele Forschungsfragen ungeklärt, unter anderem, welche Werkzeugkompetenzen Lernende bei der Bearbeitung von Aufgaben benötigen. In diesem Beitrag wird exemplarisch erarbeitet, welche Werkzeugkompetenzen Lernende an welchen Stellen im Problemlöseprozess unterstützen können.

Es werden die Zusammenhänge zwischen selbstregulatorischen und motivationalen Prozessen und Lernleistung in der FSA (Freie Stillarbeit) in Klasse 5 bis 7 eines Gymnasiums untersucht. Die FSA ist ein pädagogischer Ansatz, der speziell die Selbstregulation der Schüler*innen fördert, indem ihnen die Verantwortung für die Organisation ihres Lernprozesses übertragen wird und sie sich Inhalte ohne Instruktion aneignen. Erste Ergebnisse zeigen, dass ältere Schüler*innen (Kl. 7) eine höhere Motivation in der FSA berichten als jüngere (Kl. 6), aber auch dass die wahrgenommene Unterstützung abnimmt.

Manche Aufgaben in der Stochastik können einfacher mit einem Baum, andere einfacher mit einer Vierfeldertafel gelöst werden, je nachdem, welche Informationen in einer Situation mit 2 dichotomen Merkmalen gegeben sind. In einer Studie mit 114 Schüler*innen haben wir untersucht, wie flexibel die Lösungsstrategien genutzt werden. Hierzu bearbeiteten die Lernenden Aufgaben, in denen entweder eine Vierfeldertafel, ein Baum oder beide Visualisierungen gleichermaßen vorteilhaft sind. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein adaptiver Umgang mit unterschiedlichen Darstellungen kaum erkennbar ist.

Innerhalb des Lehr-Lern-Kontexts werden Dialoge gemeinhin als interpersonelle Prozesse betrachtet. Das Dialogische Lernkonzept nach Ruf & Gallin fokussiert zusätzlich auf eine intrapersonelle Dimension. Vor dem Austausch mit anderen ist eine individuelle Auseinandersetzung mit dem Fachinhalt erforderlich, die auch als Dialog mit der Sache bezeichnet wird. In dem Beitrag wird eine qualitative Inhaltsanalyse von Äußerungen von Lernenden in Lerntagebüchern vorgestellt und im Kontext des Dialogverständnisses diskutiert.

KI-gestützten Tutoren wird ein erhebliches Potenzial zur konstruktiven Unterstützung von Lernenden zugeschrieben. Gegenwärtig beschränken sich entsprechende Tutoren jedoch überwiegend auf prozedurale Hilfestellungen und nutzen interaktive, verstehensförderliche Visualisierungen bislang nur in geringem Maße. Das Promotionsprojekt zielt auf die Entwicklung und empirische Untersuchung eines KI-gestützten, dialogbasierten Tutors ab, der Lernende bei der Bearbeitung von Übungsaufgaben zur Addition von Brüchen konstruktiv unterstützt, indem gezielt interaktive Visualisierungen eingesetzt werden.

Mathematische Studiengänge verzeichnen im Fächervergleich die höchsten Abbruchquoten, wobei mangelnde Motivation eine zentrale Rolle spielt. Der Übergang von der Schule zur Hochschule ist häufig mit veränderten Anforderungen verbunden, die motivationale Probleme begünstigen können. Im Sinne der Person-Umwelt-Passung werden in der geplanten Studie sowohl Studierendenmerkmale als auch Merkmale von Mathematikvorlesungen untersucht. In einer quantitativen Längsschnittstudie wird analysiert, wie diese Merkmale die Motivationsentwicklung und Studienzufriedenheit beeinflussen.

Konstruktivistisch orientierter Mathematikunterricht sollte (auch) Algorithmen als Prozess und nicht nur als Produkt thematisieren. „Algorithmen als Prozess“ bedeutet, das Algorithmisieren als konstruktiv-mathematische Tätigkeit erfahrbar zu machen: Mit diesem Ziel werden Explorier-Lernumgebungen mit Blockprogrammierung entwickelt und mit dem Forschungsinteresse untersucht, ob und in welcher Weise Lernende dadurch algorithmisieren lernen.

Das Poster skizziert erste konzeptionelle Schritte zur Entwicklung und Beforschung eines LLM-gestützten Conversational Tutoring Agents, der eine interaktive Visualisierung zur Volumenberechnung von Quadern und Würfeln integriert. Ziel ist es, Lernende der Sekundarstufe I bei der konstruktiven Bearbeitung von Übungsaufgaben zu unterstützen. Das Forschungsanliegen liegt in der systematischen Identifikation von Potenzialen und Herausforderungen dieses Ansatzes.

Im Rahmen eines Design-Based Research Projekts zur Gestaltung einer Lernumgebung zur unterrichtsintegrierten Förderung rechenschwacher Kinder in der Jahrgangsstufe 5 wurden in einer ersten Explorationsphase leitfadengestützte Interviews mit Lehrkräften geführt. Hauptziel der Interviewstudie war die Erfassung der aktuellen Situation in der Praxis sowie die Erhebung von Herausforderungen und Bedarfen der Lehrkräfte. Zur Erstellung der Interviewleitfäden diente der Value Proposition Canvas; ausgewertet wurden die Interviews mithilfe einer qualitativen Inhaltsanalyse.

Grundlage für individualisierte Lernprozesse ist ein präzises Kompetenzassessment, das Lernstände sowie nächste mögliche Lernschritte sichtbar macht. Im SNF-Projekt SaTiM entsteht eine digitale, formative Assessmentplattform für die linearen Funktionen in der Sekundarstufe, basierend auf der kompetenzbasierten Wissensraumtheorie (CbKST). In diesem Beitrag wird der Prozess der Modell- und Testentwicklung mit CbKST anhand eines Beispiels sowie Herausforderungen bei der Identifikation von Vorläuferbeziehungen anhand einer Expert:innenbefragung diskutiert.

Die Studie untersucht die räumliche Vorstellung von Schüler:innen der Sekundarstufe I und die Wirksamkeit diagnosebasierter Fördermaßnahmen im Rahmen formativen Assessments. In einem Mixed-Methods-Interventionsdesign bearbeiten ca. 1000 Schüler:innen SMART-Prä- und im Nachgang Post-Tests zur Erfassung ihres Umgangs mit geometrischen Objekten. Auf Basis diagnostischer Daten werden gezielte Fördermaßnahmen implementiert, um Veränderungen der räumlichen Vorstellungen systematisch zu analysieren.

Seit dem Schuljahr 2023/24 gilt in Österreich ein neuer Lehrplan für die Sekundarstufe I, der ab 2025/26 erstmals die Wahrscheinlichkeitsrechnung in der 7. und 8. Schulstufe verankert. Lehrpersonen stehen damit vor der Herausforderung, ein neues Inhaltsgebiet oft ohne entsprechende Ausbildung umzusetzen. Die Studie begleitet diesen Implementierungsprozess und untersucht die Stages of Concern von Lehrpersonen nach dem Concerns-Based Adoption Model. Methodisch folgt sie einem Mixed-Methods-Design aus qualitativen Interviews, Fragebogenerhebungen und einer Analyse des realisierten Unterrichts.

Die Nutzung und Beforschung von Videos für das mathematische Lernen sind von großer Relevanz, während es keine einheitlichen Konzeptualisierungen dieser Videos gibt. Basierend auf einem systematischen Literaturreview, in welchem charakterisierende Merkmale für Videos herausgearbeitet worden sind, werden im Beitrag die zeitlichen Entwicklungen einzelner Merkmale untersucht. Erste Ergebnisse zeigen, dass insbesondere die Dauer, Ortsunabhängigkeit der Nutzung und der Fokus auf prozedurales Wissen abnehmen, während mathematikdidaktische Aspekte zunehmen.

In der Lernumgebung ‚Permutationen mit Ziffernkarten‘ können Lernende drei- und vierstellige Zahlen mit verschiedenen und doppelten Ziffern finden und kombinatorische Figuren entdecken. Zum Umgang mit Permutationen mit Wiederholung liegen in der Forschung bislang wenige Ergebnisse vor. In einer explorativen Erprobung bearbeiteten Viertklässler*innen die Lernumgebung in Einzelinterviews. Die Analyse von Lernendenäußerungen zum Vergleich zwischen Permutationen mit und ohne Wiederholung von dreistelligen Zahlen, zeigt Entdeckungen zum Zusammenhang zwischen Ziffernmaterial und Lösungsmenge.

Das Ziel dieses Vortrags besteht in der Ergründung von Kriterien zur anschlussfähigen Gestaltung von Universitätslehre mit Blick auf die erste Diskontinuität. Hierfür wurden Tutoriumssequenzen zur Linearen Algebra 1 entwickelt und erforscht. Als Basis dafür wurden Expert*inneninterviews mit Universitätslehrenden zu möglichen Schwerpunkten sowie Anknüpfstellen durchgeführt und ausgewählte didaktischen Rahmungen und Werke für die Konzeption hinzugezogen. Durch Studierendenbefragungen zu wahrgenommener Kontinuität wurden Merkmale besonders diskontinuitätsreduzierender Sequenzen identifiziert.

Die Studie untersucht, inwiefern Lehramtsstudierende mithilfe cartoonartig gestalteter Vignetten unterschiedliche Schüler*innenargumentationen im Kontext des grafischen Differenzierens in der Sekundarstufe II erkennen und kriterienorientiert bewerten. Auf Basis der Variation Theory wurden Unterrichtssituationen als Vignetten konstruiert, die sich hinsichtlich Struktur und mathematischem Inhalt der Argumente unterscheiden. Erste Ergebnisse zeigen, dass die Vignetten kontrastreiche Einschätzungen hervorrufen und somit ein geeignetes Instrument zur Förderung von Noticing-Prozessen darstellen.

Digitale Tools wie GeoGebra können Lernende beim mathematischen Modellieren auf vielfältige Weise unterstützen. Im Gegensatz zum analogen Modellieren erfordert das Modellieren mit digitalen Tools zusätzliche Fähigkeiten. Dadurch ergeben sich neben den bekannten, analogen Modellierungsteilkompetenzen digitale Teilkompetenzen, die über diese hinausgehen. Der Beitrag untersucht, wie Lernende der 8. und 9. Jahrgangsstufe GeoGebra während des Modellierens verwenden und welches Verhältnis von analogen und digitalen Modellierungskompetenzen erkennbar wird.

‚Gewichte‘ ab Klasse 1? Das Forschungsprojekt fokussiert als Design Research die Entwicklung einer kooperativ-dialogischen Lernumgebung zur Masse. Erforscht wird deren Umsetzbarkeit in Klasse 1, um frühzeitig reichhaltige Erfahrungen zu dieser visuell nicht wahrnehmbaren Größe zu gewähren. Der Beitrag begründet das Anliegen theoretisch und illustriert die Vorbereitung der iterativen Forschung. Auf der sachanalytischen Ebene folgen Entwicklungsstufen zum frühen Gewichtsverständnis und auf Designebene werden Gestaltungsprinzipien aus der dialogischen Didaktik hergeleitet.

Es wurde eine explorative Untersuchung der Fehler und Fehlerprofile von Studierenden beim Ableiten durchgeführt. 69 Studierenden haben in einem Test zum Ableiten 1231 Fehlern produziert. Mit einer qualitativen Inhaltsanalyse wurden 26 datenbasierte Fehlerkategorien gebildet. Diese wurden vier literaturbasierten Kategorien zugeordnet. Mit einer Clusteranalyse konnten vier Fehlerprofile identifiziert werden. Die Resultate geben Aufschluss über die Heterogenität von Ableitungsfehlern, über das allgemeine Fehlerverhalten und zeigen eine geeignete, literaturbasierte Klassifizierung von Fehlern auf.

Die zunehmende Digitalisierung macht Data Literacy zu einer Schlüsselkompetenz. Das Projekt DUDa (Digitale adaptive Unterstützung generischer und fachbezogener Datenkompetenz) entwickelt eine KI-gestützte Bildungstechnologie, die Lernende interdisziplinär und individuell durch Lerneinheiten zu Data Literacy anhand realer Datensätze aus der Gesundheits- und Biodiversitätsforschung führt. Eine qualitative Pilotstudie Anfang 2026 bildet die Grundlage der Evaluation eines Prototyps dieser, der das Ziel hat, sowohl generische als auch fachspezifische Data-Literacy von Schüler*innen zu fördern.

Obwohl das Stellenwertverständnis eine zentrales Elementarithmetischer Kompetenzen darstellt, ist wenig darüber bekannt, wie es in Lehrwerken instruiert wird. Der Beitrag analysiert Umfang, Art und die zu Grunde liegenden Prinzipien von Lerngelegenheiten zum Stellenwertsystem im Anfangsunterricht. Untersucht wurden drei Schulbuchreihen der Jahrgangsstufen 1 und 2. Die Ergebnisse zeigen, dass weniger als 4 % der Segmente explizit das Stellenwertverständnis adres-sieren, überwiegend im Zahlenraum von 21 bis 100. Dabei dominiert das Stellenwertprinzip gegenüber dem Bündelungsprinzip.