Vor dem Hintergrund der QuaMath-Prinzipien wird gezeigt, wie ausgehend von der Schlüsselidee der Tortenstückmethode sich Lernende durch gezieltes Analogisieren u. a. Inhaltsmaße von Kreisringen, Kegeloberflächen sowie verschiedener Körper erarbeiten können. Das Aufgreifen struktureller Gemeinsamkeiten etabliert einen handlungsleitenden Leitgedanken, der spiralförmiges, nachhaltiges und anwendungsorientiertes Lernen unterstützt und Durchgängigkeit als verstehensorientiertes Wiederverwenden tragfähiger Ideen konkretisiert.

Mit dem Einsatz von Sachaufgaben kann der Forderung nach einem lebensweltorientierten Mathematikunterricht Rechnung getragen werden, da Sachaufgaben u. a. mit dem Erschließen der außerschulischen Lebenswelt verbunden werden. Allerdings ist bislang kaum bekannt, inwiefern Sachaufgaben in Schulbüchern für Schüler*innen im Förderschwerpunkt geistige Entwicklung eine Aufgabenkultur im Sinne eines lebensweltorientierten Arbeitens eröffnen. In einer quantitativen Studie wurden deshalb Schulbücher daraufhin analysiert, in welcher Weise sie eine entsprechende Aufgabenkultur anbieten.

Digitale Tafeln prägen Mathematikunterricht der Grundschule und eröffnen ein Spannungsfeld zwischen digitalen und analogen Praktiken. Der Beitrag stellt zwei qualitative, videobasierte Promotionsprojekte vor. Projekt A analysiert das didaktische Handeln von Lehrkräften an der digitalen Tafel und zeigt fragile Verknüpfungen mathematikdidaktischer und technischer Kompetenzen in der Unterrichtsinteraktion. Projekt B richtet den Blick auf spezifische Lernbedingungen, die im Zusammenspiel von Darstellungen und Handlungen an der digitalen Tafel und analogen Arbeitsformen der Schüler*innen entstehen.

Digitale Medien und Werkzeuge werden vielfältig im Mathematikunterricht eingesetzt. Im Fokus fachdidaktischer Forschung stehen digitale Werkzeuge, die kognitiv aktivieren und zum Verständnisaufbau mathematischer Konzepte und Verfahren beitragen. In der vorliegenden Studie wird untersucht, wie durch einen digitalen Prozentstreifen verständiges Prozentrechnen gefördert werden könnte.

Derzeit gibt es eine Fülle von Initiativen zur Steigerung der Qualität des Mathematikunterrichts in Afrika mit Hilfe des Ausbaus der mathematischen Wettbewerbskultur. Über einige derartige Initiativen wird berichtet, sowie über die Hoffnungen, wie die Unterrichtssituation in Afrika auf diesem Weg verbessert werden könnte.

Mathematik-didaktische Forschung zu Wettbewerben ist bis dato nur vereinzelt zu finden, erfährt jedoch ein wachsendes Interesse. Ein jährlich stattfindender Tageswettbewerb ist der Tag der Mathematik, welcher an zwölf Standorten durchgeführt wird. Anhand der Bearbeitungen eines Standortes zeigen wir, welche Darstellungen Teilnehmende in drei ausgewählten Aufgaben nutzen und wie diese die mathematische Bearbeitungstiefe beeinflussen.

FUN-THINKING-FRIENDSHIP. Unter diesem Motto hat eine Gruppe von Mathematiker*innen aus verschiedenen Ländern (Deutschland, Wales, USA, Australien, Japan) in den vergangenen Jahren eine Reihe von internationalen Mathematikcamps für Schüler*innen ausgerichtet. Dieser kurze Beitrag möchte einen Einblick in die grundsätzliche Philosophie, die didaktischen Konzepte und einen mathematischen Beispielinhalt geben.

Mathematische Erkundungen in der Bewegung werden im Kontext der Theorieansätze Embodied-Cognition und der Zeichentheorie nach Peirce betrachtet.

Es wird dabei die bereits in der mathematikdidaktischen Forschung angeregte Vernetzung dieser beiden Theorieansätze aufgegriffen und an einem an einem konkreten Beispiel aus dem Projekt MoMaMat – Moving Makes Maths veranschaulicht.

Sowohl semiotische Deutungen im Sinne des diagrammatischen Arbeitens wie auch Deutungen aus der Embodied Cognition Theorie sind möglich. In der Verschränkung geben sie Hinweise auf mathematische Konzepte der Lernenden.

Die Studie untersucht, wie Augmented Reality (AR) Lernen durch Bewegung am Zahlenstrahl ermöglicht. Die AR-Zahlenstrahl App projiziert einen virtuellen Zahlenstrahl in den Raum und ermöglicht körpergebundene Erkundungen des Zahlenraumes. Die AR-Variante zeigte dabei vergleichbare Lernzuwächse bei Number Line Estimation Tasks wie eine nicht-AR-Variante. Für leistungsschwächere Lernende zeigte die AR-Variante leichte Vorteile. Die Ergebnisse illustrieren das Potenzial von AR für integriertes verkörpertes Lernen, wobei dabei jedoch auch zusätzliche kognitive Belastungen entstehen können.

In diesem Beitrag soll das indirekte Argumentieren von Schüler*innen mit Widersprüchen und Unmöglichkeiten beim qualitativen Lösen von Differenzialgleichungen untersucht werden. Dabei soll aufgezeigt werden, wie diese Form des Argumentierens Schüler*innen natürlich unterstützen kann, ihre Vorstellungen und ihr Verstehen mathematischer Konzepte im Bereich der Analysis aufzubauen und auszudifferenzieren. Die Bedeutung des indirekten Argumentierens für die Lernprozesse der Schüler*innen wird dadurch ersichtlich, insbesondere auch, weil es sich vom formalen indirekten Beweisen unterscheidet.

Den Satz „Von allen Rechtecken gleichen Umfangs hat das Quadrat den größten Flächeninhalt“ kann man auf verschiedenen Stufen des Mathematikunterrichts erarbeiten und begründen. In der Grundschule kann er exemplarisch behandelt werden, in der Sekundarstufe ist er sowohl im Rahmen der elementaren Algebra wie auch der euklidischen Geometrie allgemein beweisbar, mit Mitteln der Funktionenlehre kann er als Extremwertproblem modelliert werden. Dabei wird eine fortlaufende Erweiterung und Ausgereiftheit der verfügbaren mathematischen Methoden und Theoriebestände deutlich.

Das vorliegende systematische Literaturreview liefert einen Überblick über die Forschung zu Zusammenhängen von beweisbezogenen Aktivitäten wie dem Konstruieren, Lesen und Präsentieren von Beweisen sowie deren Subaktivitäten in der Mathematik. Hierfür wurden publizierte Studien systematisch untersucht, die entweder neben der Konstruktion noch eine weitere beweisbezogene (Sub-)Aktivität betrachten oder sich auf das Verstehen und/oder Präsentieren von Beweisen konzentrieren. Insgesamt wurden 90 passende Beiträge identifiziert und in das Review aufgenommen. Erste Ergebnisse werden präsentiert.

Um die Wirksamkeit von Förderungen zu Computational Thinking (CT) zu überprüfen, werden altersgerechte Testinstrumente benötigt. Aufbauend auf der Erkenntnis, dass CT häufig in den Mathematikunterricht – insbesondere in die Arithmetik integriert wird – wird derzeit ein arithmetischer CT-Test für die 4. und 5. Klasse entwickelt. Im Rahmen der Testentwicklung wurden ein Expert*innenrating sowie eine Pilotierung durchgeführt. Um zu überprüfen, ob der Test tatsächlich CT-Kompetenzen erfasst, werden kognitive Interviews als Teil der Inhaltsvalidierung durchgeführt und deren Ergebnisse vorgestellt.

Computational Thinking (CT) bezeichnet die notwendigen Denkprozesse zum algorithmischen Formulieren von Lösungen und wird als Teil der Allgemeinbildung gesehen. Doch wie testen Lernende ihre algorithmisierten Lösungen, wenn diese kein Programm sind, das ein Computer ausführt? Der Beitrag zeigt durch Interviews mit Fünftklässler*innen zwei Test-Typen in Lernumgebungen ohne Computer: das Testen durch Weitergeben von Anweisungen und durch mentales Simulieren der Durchführung. Der Beitrag gibt empirische Einblicke in Denkprozesse der CT-Aktivität des Testens und Evaluierens.

In einem zunehmend datengetriebenen Alltag müssen auch Schüler*innen ungewöhnliche Werte sicher erkennen können. Es wird untersucht, welche Vorkenntnisse und intuitiven Strategien Schüler*innen bei der Erkennung von Ausreißern besitzen. Mit digitalen Arbeitsblättern bearbeiteten 15 Lernende Datensätze mit und ohne Kontext. Mit Hilfe einer qualitativen Inhaltsanalyse wurde ein Kategoriensystem deduktiv-induktiv entwickelt, welches mathematische und kontextuelle Argumentationen sichtbar macht. Die Ergebnisse bieten eine Grundlage für Lernangebote zur Förderung von Data Literacy.

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.

Hilfen als eine Kategorie elaborierten Feedbacks können Lernende – vorausgesetzt der Nutzung dieser Hilfen – in ihrem Lernen unterstützen. Dieser Beitrag untersucht daher die Nutzungsprofile von N = 58 Siebtklässler*innen bei der Bearbeitung von Bruchrechenaufgaben einer digitalen Lernplattform. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Lernenden in drei Gruppen unterscheiden lassen: „(Umfassende) Hilfesuchende“ – die die Hilfen wiederum als positiver wahrnehmen – „Lösungsorientierte Nutzer*innen“ und „Minimale Hilfesuchende“.

Wie beeinflusst das Geschlecht von Grundschulkindern das Feedbackverhalten von Lehrkräften im problemorientierten Mathematikunterricht? Auf Basis videographierter Unterrichtsstunden zeigen erste Analysen leichte Unterschiede in Häufigkeit, Auslösern und inhaltlicher Ausrichtung des Feedbacks und liefern Hinweise auf mögliche geschlechterbezogene Muster und eröffnen Perspektiven für weiterführende Forschung.

Der Beitrag stellt ein Lehrkonzept vor, das die Arbeit mit Schulbuchauszügen systematisch in fachwissenschaftlichen Analysis- sowie Stoffdidaktik-Veranstaltungen integriert. Es wird diskutiert, wie diese Vernetzung mithilfe von spezifisch zu entwickelnden Lernaufgaben Studierenden helfen kann, um hochschulmathematische Inhalte tiefer zu durchdringen und präziser zu formulieren, ihre schulische Relevanz früher zu erkennen und didaktische Entscheidungen fundierter einzuordnen.

Im Beitrag wird der Einsatz interaktiver Bücher in der Veranstaltung Elementare Geometrie betrachtet. Anhand von task-based Interviews wurde mithilfe der Analyse der Nutzung der Buchelemente durch Lehramtsstudierende unterschiedliche Nutzungsweisen der interaktiven Bücher zwischen eigenständigem Erarbeiten verschiedener Beweisansätze und rezipierendem Arbeiten rekonstruiert. Im aktuellen Wintersemester 2025/26 werden die Erkenntnisse zu den Nutzungstypen durch Akzeptanzbefragungen weiter ausgeschärft, um daraus Empfehlungen für das Design digitaler Werkzeuge im Hochschulkontext abzuleiten.

Die Entwicklung früher mathematischer Kompetenzen ist grundlegend für den langfristigen schulischen Erfolg und sollte schon vor Schulbeginn gefördert werden. Eine Möglichkeit zur Förderung sind mathematische Regelspiele. Im Rahmen einer Interventionsstudie mit Prä-Post-Follow-up Design spielten Vorschulkinder vier Wochen solche Spiele – mit oder ohne Lernunterstützung. Linear Mixed Models zeigen: Mit Lernunterstützung werden kurzfristig höhere Zuwächse erzielt als in der Kontrollgruppe. Mittelfristig blieb der Vorsprung erhalten, während Kinder im Setting ohne Lernunterstützung zurückblieben.

In einer Videostudie im letzten Kindergartenjahr wurden sieben Regelspiele mit mathematischem Potenzial eingesetzt, wobei jeweils zwei Spiele das kardinale, ordinale und relationale Zahlverständnis abdecken. Gleichzeitig wurden zwei Spielesettings implementiert: Spielen mit Lernunterstützung und Spielen ohne Lernunterstützung. Anhand von 51 Videosequenzen wird analysiert, inwiefern das theoretisch angenommene Potenzial der Regelspiele in den tatsächlich beobachtbaren mathematischen Aktivitäten der Kinder erkennbar ist und ob sich Unterschiede zwischen den Settings zeigen.

‚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.

Grundvorstellungen zum Volumenbegriff und zum Messprozess sowie Fähigkeiten zur Volumenmessung sind zentrale Bestandteile eines tragfähigen Größenverständnisses im Größenbereich der Volumina. Trotz dieser Relevanz liegen bislang nur wenige einschlägige Studien für das Primarstufenalter vor. Im Rahmen einer Interviewstudie wurden Vorgehensweisen von Kindern der Primarstufe im Umgang mit Messinstrumenten im Größenbereich der Volumina analysiert, um Einblicke in das zugrunde liegende Volumenverständnis zu erlangen. Im Vortrag werden erste Ergebnisse der Vorstudie präsentiert.

Der Chancenstreifen als didaktisches Hilfsmittel bietet Kindern der Grundschule die Möglichkeit, Chancen von Ereignissen numerisch basiert einschätzen und vergleichen zu können. Eine explorative Studie untersucht, wie Schüler*innen der vierten Klasse in einer Binary-Choice-Aufgabe mit Hilfe der Chancenstreifendarstellung ihre Wahl begründen. Im Vortrag werden Lösungshäufigkeiten vorgestellt und Begründungen der Schüler*innen analysiert.

Bereits vor Schuleintritt setzen sich Kinder mit kombinatorischen und probabilistischen Vorgängen auseinander und bringen ihr Vorwissen in den Mathematikunterricht ein. In der Primarstufe finden sich diese Themen in der Leitidee Daten und Zufall. Aktuelle Studien zeigen einerseits Defizite in stochastischen Kompetenzen von Lernenden und belegen andererseits das Potenzial zur frühzeitigen Förderung. Der Umfang und die Qualität einer solchen Förderung sind bisher unklar, als Indikator hierfür dienen die in Schulbüchern enthaltenen stochastischen Lerngelegenheiten.

Mehrsprachigkeit kann als Ressource genutzt werden, um mathematische Konzepte zu verstehen. Dieser Beitrag untersucht die Rolle der Mehrsprachigkeit beim mathematischen Lernen insbesondere beim Verstehen von Divisionsaufgaben in deutsch-spanischen Lerngruppen. Es wird ein Setting vorgestellt, in dem Lernende Aufgaben in Deutsch und Spanisch bearbeiten. Analysiert wird, wie sie strukturelle Zusammenhänge wahrnehmen und Unterschiede zwischen Aufgabenformaten beschreiben.

Der Beitrag verbindet theoretische Ansätze zu Sprache, Mathematiklernen und Argumentation mit einer qualitativ-argumentationstheoretischen Analyse einer bilingualen Interaktion zwischen einer Lehrkraft und einem Viertklässler. Er zeigt, dass die in beiden Sprachen konventionell verwendeten Begriffe zur Parität zu verschiedenen Konzeptualisierungen führen und dadurch neue argumentative Zugänge eröffnen. Damit wird deutlich, dass Mehrsprachigkeit eine wertvolle Ressource darstellt, die mathematisches Argumentieren bereichern kann.

Die Passung zwischen digitaler Handlung und mentaler Operation wird aus theoretischer Perspektive als Potenzial von Mathematik-Apps gesehen. Bislang ist jedoch wenig erforscht, welche (mathematischen) Vorstellungen Kinder zu den digitalen Handlungen aufbauen. In diesem Beitrag werden exemplarisch Äußerungen von Kindern zu digitalen Handlungen aus zwei verschiedenen Studien fokussiert. Im Abgleich mit den Strukturen des jeweils zugrundeliegenden mathematischen Objekts werden exemplarisch evident werdende Differenzen beschrieben, aus denen sich spezifische Forschungsdesiderate ergeben.

Im Rahmen des von der Stiftung für Innovation in der Hochschullehre geförderten Projekts MOin (Mehr Open Educational Resources and Practices) wurde ein Reflexionsinstrument entwickelt, bestehend aus einem Leitfragendokument und einem KI-basierten Reflexionsassistenten. Dieses Instrument soll Lehramtsstudierende bei der fachmathematischen Analyse von bestehenden Aufgaben unterstützen.

Erklärvideos rücken zunehmend in den Fokus der mathematikdidaktischen Forschung. Der Einbezug KI-gestützter Tools erweitert diese Möglichkeiten, etwa durch sprachliche Unterstützung, Übersetzungsfunktionen und individuelles Feedback. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich der Beitrag mit der Themenstellung, wie Lernende im sprachsensiblen Mathematikunterricht durch KI-gestützte, eigenproduzierte Erklärvideos ihre mehrsprachigen Ressourcen nutzen, um mathematische Zusammenhänge zu beschreiben und zu erklären.

Digitale Mathematikwerkzeuge wie GeoGebra können das Mathematiklernen produktiv unterstützen. Entscheidend sind dabei neben den Lehrkräften, deren professionellen Kompetenzen sowie Haltungen und Beliefs zu digitalen Medien auch die Lernenden selbst. Während diverse Studien die Lehrkräfte oder Rahmenbedingungen des Medieneinsatzes fokussieren, sind relevante Faktoren auf Seiten der Lernenden nur wenig erforscht. Im Beitrag wird deshalb eine Interviewstudie mit Lernenden der Sekundarstufe II vorgestellt, in der Einflussfaktoren auf den selbstständigen Einsatz von GeoGebra identifiziert werden.

GeoGebra-Applets bieten verschiedene interaktive Elemente, deren Lernwirksamkeit von ihrer tatsächlichen Nutzung abhängt. Der Beitrag untersucht, inwiefern selbstberichtete Nutzungshäufigkeiten von Animationen, Zugmodus, Eingabefeldern und der Regulierung der Wiedergabegeschwindigkeit mit dem Verständnis der Ableitung sowie der Ausprägung der Grundvorstellung Tangentensteigung zusammenhängen. Multiple lineare Regressionen zeigen konsistent positive Zusammenhänge für den Zugmodus, während eine häufige Nutzung von Animationen tendenziell negativ mit beiden Größen verbunden ist.

Grundlage für gezielte Professionalisierungsmaßnahmen zu Diagnose und Förderung sind Erkenntnisse, wie Lehrkräfte diagnostizieren, darauf bezogene kurz- und langfristige Fördermaßnahmen planen und wie sich diese Expertise im Rahmen von Professionalisierungsmaßnahmen weiterentwickelt. Im Beitrag werden erste Ergebnisse einer Studie vorgestellt, die mittels evaluativer qualitativer Inhaltsanalyse untersucht, welche Expertise (angehende) Lehrkräfte und Multiplizierende in der Lernbegleitung bei einer Förderung im Rahmen einer Vignettenbearbeitung zeigen.

Verschränkungsaufgaben sind Lerngelegenheiten für Lehramtsstudierende, um Hochschulmathematik mit Anforderungen aus der Schulpraxis zu verbinden. Sie werden im Übungsbetrieb einer Geometrievorlesung für das Gymnasiallehramt eingesetzt und bestehen aus der Repräsentation einer Unterrichtssituation und einem mehrstufigen Scaffolding, das die Bearbeitung anleitet. Der Beitrag leitet fachliches Noticing als Zielkonstrukt aus Theorien zu Lehrkräftekompetenz und professionellem Wissen ab. Anhand einer Verschränkungsaufgabe wird deren Aufbau und Einsatz erklärt und mit dem Zielkonstrukt verknüpft.

Computational Thinking (CT) gilt als Schlüsselkompetenz des 21. Jahrhunderts und gewinnt auch im Mathematikunterricht der Grundschule an Bedeutung. Diese Arbeit analysiert Lerngelegenheiten zu „Wege im Graphen“ aus sechs nds. Schulbuchreihen der Grundschule. Untersucht wird, in welchem Umfang graphentheoretische Lerngelegenheiten vertreten sind und welche Denkprozesse von CT dabei adressiert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass viele Aufgaben bereits Potenzial zur Förderung von CT enthalten und insbesondere die Denkprozesse „Datenrepräsentation“ und „Algorithmus-Design“ adressiert werden.

Statistische Tabellen sind ein wichtiges Instrument zur Darstellung und Kommunikation von Daten. Die Fähigkeiten im Umgang mit Tabellen sind grundlegende Teilkompetenzen von Data Literacy und sollten bereits in der Grundschule angebahnt werden. Ob und wie dies erfolgt, ist bislang nur wenig erforscht. Unsere systematische Analyse statistischer Tabellen und zugehöriger Aufgaben in Grundschul-Mathematikbüchern greift diese Forschungslücke auf. Im Minisymposium fokussieren wir die Analyse der Aufgaben und stellen das Kategoriensystem und Ergebnisse zu den adressierten Stufen des Verstehens vor.

Während beim Bayes'schen Schließen die Wirkung natürlicher Häufigkeiten umfassend untersucht ist, gibt es nur wenige Arbeiten zur spezifischen Rolle von Proportionen. Vorhandene Studien vermischen proportionale Framings häufig mit Zahlenangaben oder Designs, die den Multiplikationsschritt eliminieren. Notwendig ist daher ein Ansatz, der Proportionen als eigenständiges kognitives Format testet. Wir prüfen, ob ein Proportions-Framing im Vergleich zu einem Wahrscheinlichkeits-Framing systematisch unterschiedliche mentale Strategien hervorruft und damit zu korrekteren Urteilen führt.

Die Förderung konzeptuellen Verständnisses gilt als zentrales Prinzip des Mathematikunterrichts. Durch die Synthese zweier stoffdidaktischer Sichtweisen wird eine gegenstandsspezifische Konkretisierung von Verständnis beim Einstieg in die Binomialverteilung vorgenommen. Darauf aufbauend werden Verstehensprozesse bei der Auseinandersetzung mit dem Galtonbrett rekonstruiert. Die Ergebnisse verdeutlichen typische Schwierigkeiten von Lernenden der Oberstufe beim Entwickeln informeller Strategien zur Bestimmung von Wahrscheinlichkeiten einer Binomialverteilung.

Beim Lösen kombinatorischer Aufgaben können unterschiedliche Strate-gien verwendet werden, deren Auswahl sich auf den Bearbeitungserfolg auswirkt (z. B. Roa, 2000). In diesem Beitrag wird daher untersucht, wel-che Strategien Lernende bei der Bearbeitung konkreter Aufgaben tatsäch-lich einsetzen. Daran anknüpfend werden im Folgenden zentrale Strategien erläutert und ausgewählte Forschungsergebnisse zu deren Nutzung und Wirksamkeit vorgestellt.

Logische Operationen sind ein wesentliches strukturelles Merkmal des Faches Mathematik. In diesem Beitrag werden Unterschiede in der Interpretation von doppelten Verneinungsaufgaben im außer- und innermathematischen Kontext bei deutschen und türkischen Erstsprachler*innen aufgezeigt. Dafür wurden insgesamt 64 Schüler*innen im Alter von 7 bis 12 Jahren erhoben. Erste Ergebnisse zeigen, dass deutsche Erstsprachler*innen überwiegend kompensatorisch und türkische Erstsprachler*innen vor allem verstärkend verneinend interpretieren.

Sachaufgaben sind ein wichtiger Bestandteil des mathematischen Anfangsunterrichts. Damit Schüler:innen diese erfolgreich bearbeiten können, ist eine grundlegende sprachliche Kompetenz erforderlich. Die Übertragung von lautsprachlichen Textaufgaben in eine Gebärdensprache erfordert eine gründliche Übersetzungsarbeit, bei der vier Aspekte berücksichtigt werden müssen: Zahlgebärden, Richtungsverben, Lokalität und Simultaneität. Eine Untersuchung mit sechsjährigen tauben Kindern hat gezeigt, dass die visuell-räumliche Gebärdensprache ein besonderes Potenzial hat, das weiter zu erforschen ist.

Mathematische Erklärvideos auf YouTube gewinnen an Bedeutung, obwohl ihre fachdidaktische Qualität stark variiert. Im Rahmen des Angebots-Nutzungs-Modells untersucht unsere Studie, welchen Einfluss die fachdidaktische Qualität der Videos und die individuellen Lernvoraussetzungen der Schüler*innen auf Lernprozesse haben. In einem quasi-experimentellen Design mit vier YouTube-Videos zum Ableitungsbegriff von verschiedener Qualität werden sowohl der Lernzuwachs als auch die subjektive Bewertung von 250 Schüler*innen erfasst und vor dem Hintergrund ihrer Lernvoraussetzungen analysiert.

Erklärvideos können Verständnisaufbau fördern, wenn sie kognitiv aktivieren und auf relevante Fachinhalte fokussieren. Neben der Einbettung in Lernumgebungen unterstützen Prompts wie Interaktionselemente und Erklärimpulse die fokussierte kognitive Aktivierung. Der Beitrag berichtet von einer kontrollierten Interventionsstudie mit 239 Lernenden (Klasse 9-11), die beim Systematisieren ihres Vorwissens zum Variablenverständnis durch ein Erklärvideo mit Prompts unterstützt wurden. Die Ergebnisse zeigen signifikante Verständniszuwächse, die durch die Nutzung der Prompts vermittelt sind.

Aufgrund der soziokulturellen Bedingtheit von Noticing ist dessen valide Messung im interkulturell vergleichenden Kontext eine Herausforderung. Unterschiedliche Auffassungen hoher Unterrichtsqualität in verschiedenen kulturellen Kontexten beeinflussen, was und wie Lehrkräfte im Unterricht wahrnehmen. Das TaiGer Noticing Projekt nutzt einen textvignetten-basierten Ansatz, um dies zu untersuchen. Zudem wird die Notwendigkeit, kulturspezifische Referenzrahmen zu explizieren und zu nutzen, deutlich.

Videovignetten können prozessbezogene Kompetenzen von Lernenden im mathematischen Handeln sichtbar machen und eröffnen angehenden Lehrkräften einen strukturierten Zugang zu den Lernprozessen. Im Projekt entstehen inszenierte, auf realen Modellierungs- und Problemlösesituationen basierende Vignetten sowie Begleitmaterialien. Sie unterstützen die fokussierte Beobachtung und Analyse typischer Lernprozesse und stärken die situationsspezifischen Diagnose- und Förderkompetenzen. Die Wirksamkeit der Implementierung der Videos in der mathematikdidaktischen Lehre wird anschließend empirisch untersucht.

Zahlreiche Untersuchungen zeigen, dass gerade das selbstständige Konstruieren von Begründungen für viele Studierende eine große Herausforderung darstellt. Dieser Beitrag stellt einen Teil eines Dissertationsprojektes vor, welches zum Ziel hat zu untersuchen, ob und wie sich die Verwendung heuristischer Lösungsbeispiele als Unterstützungsmaßnahme auf die Begründungskompetenz der Studierenden auswirkt. Darüber hinaus wird analysiert, ob die Lösungsbeispiele Einfluss auf affektive Merkmale wie mathematische Selbstwirksamkeitserwartung haben.

Simulationen sind eine zentrale wissenschaftliche Methode zur Erkenntnisgewinnung und spielen eine wichtige Rolle in gesellschaftsrelevanten Entscheidungsprozessen. Dennoch bleibt das Lernen über Simulationen als wissenschaftliche Methode in deutschen Schulen unterrepräsentiert. Das Dissertationsprojekt untersuchte die für ein grundlegendes Simulationsverständnis notwendigen Kompetenzen und entwickelte darauf aufbauend eine Unterrichtssequenz für den Mathematikunterricht der Sekundarstufe I sowie Fragebögen zur Evaluation der Intervention.

Mathematisches Modellieren ist eine zentrale Kompetenz in den Bildungsstandards, wird jedoch in traditionellen Prüfungsformaten nur eingeschränkt erfasst. Der Beitrag untersucht das diagnostische Potenzial digitaler Portfolios als alternative Prüfungsform. In einer qualitativen Studie mit 91 Schüler*innen der Jahrgangsstufe 9 wurden digitale Portfolios zu digital gestützten Modellierungsaufgaben inhaltsanalytisch ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass zentrale Modellierungsteilkompetenzen sowie zusätzliche metakognitive und strukturierende Aspekte in den Portfolios identifizierbar sind.

Im Projekt MuM-Pro-Lesen wurde eine Unterrichtsreihe erprobt, die zur Förderung von mathematikspezifischen Lese- und Verstehensstrategien sowie der Wahrnehmung sprachlicher Feinstrukturen angelegt ist. Diese wurde hinsichtlich ihrer Wirkungen und Wirksamkeit untersucht, indem unter anderem die Materialnutzung von Lehrkräften in verschiedenen Implementationsbedingungen betrachtet wurde. Im Vortrag werden zwei in Fortbildungen unterschiedlich qualifizierte Gruppen bezüglich der genutzten Aufgaben, gewählten Scaffolds und der benötigten Dauer verglichen und erste Ergebnisse dargestellt.

Das Lesen mathematischer Texte ist auch im digitalen Zeitalter eine zentrale Grundlage selbstregulierten Lernens. Lernenden wie Lehrenden steht eine große Auswahl mathematischer Texte mit unterschiedlichen Merkmalen über Mathematik zur Verfügung. Welche speziellen Anforderungen und Chancen sich dabei für Lernende bei der Aufgabenbearbeitung ergeben können, soll in einer quasi-experimentellen Studie untersucht werden. Im Vordergrund steht dabei die Frage, wie mathematische Texte von Oberstufenschüler*innen und Studierenden ausgewählt und mit welchen Lesestrategien sie verarbeitet werden.

Die Geschichte von Mathematikunterricht und -didaktik stellt ein interdisziplinäres Forschungsfeld dar, zu dem verschiedene methodische Zugänge möglich sind. Zentral sind sowohl hermeneutische Ansätze der Historischen Bildungs- und Sozialforschung als auch qualitative Methoden der Mathematikdidaktik. Im Rahmen des Vortrags wird diskutiert, inwieweit sich die in der empirischen mathematikdidaktischen Forschung etablierte Methode der Qualitativen Inhaltsanalyse für die systematische Untersuchung größerer Mengen bisher unerschlossener historischer Quellen zum Mathematikunterricht eignet.

Der Beitrag beschreibt die Entwicklung und erste Erprobung eines Unterrichtsformats, das Fairness im maschinellen Lernen für die Sekundarstufe zugänglich macht. Mithilfe interaktiver Visualisierungen, realer Datensätze und strukturierter Diskurse identifizieren die Lernenden Bias, entwickeln statistische Fairnessmaße und reflektieren deren normative Bedeutung in verschiedenen Anwendungskontexten. Erste explorative Erhebungen liefern Hinweise auf die fachliche Zugänglichkeit des Designs und Potenziale für weiterführende empirische Untersuchung.

Das Zertifikatsprogramm „KI-Lotse“ der Universität Hamburg qualifiziert angehende Mathematiklehrkräfte für die fachlichen, didaktischen und ethischen Anforderungen einer KI-geprägten Bildungslandschaft. Es zielt auf den Aufbau professionsspezifischer AI-Literacy als transdisziplinärer Schlüsselkompetenz. Durch die Verknüpfung fachdidaktischer Module mit KI-Inhalten, interdisziplinären Lehrformaten und reflektierender Praxis fördert das Programm technisches Verständnis, kritische Urteilskraft und verantwortungsbewusstes pädagogisches Handeln.

In dem Projekt wird eine Fortbildung für Mathematiklehrkräfte evaluiert, deren Ziel es ist, durch gezielte Maßnahmen datengestützte Unterrichtsentwicklung im Kollegium zu etablieren. Bisherige Untersuchungen zeigen, dass Lehrkräfte landesweiten formativen Assessments wie den VERA-8 Tests und ihrem Nutzen für die Unterrichtsentwicklung kritisch gegenüber eingestellt sind. Die vorgestellte Studie stellt den aktuellen Stand der Einstellungen von Lehrkräften zu VERA-8 dar und diskutiert mögliche Veränderungen gegenüber früheren Erhebungen. Erste Ergebnisse werden berichtet.

Differenzierung im Unterricht ist notwendig, um den unterschiedlichen Vorkenntnissen, Bedürfnissen und Fähigkeiten der Lernenden gerecht zu werden. In diesem Vortrag stellen wir FACET, ein KI-Tool zur Erstellung individualisierter Unterrichtsmaterialien in Form von Aufgabenzetteln für den Mathematikunterricht, vor. FACET ist ein Multi-Agenten-System, bei dem die Lehrkraft Profile der Lernenden angeben kann, um unterschiedliche Perspektiven bei der Erstellung von Lehrmaterialien zu berücksichtigen. Das System erstellt differenzierte Materialien, die die Lehrkraft bei Bedarf anpassen kann.

Inwieweit Feedback das Lernen beeinflusst, hängt maßgeblich von der Fähigkeit der Studierenden ab, die Informationen effektiv zu nutzen, um Fehler zu reflektieren und zu korrigieren – eine Kompetenz, die als Feedback Literacy bezeichnet wird. Deren Erforschung erfordert jedoch qualitative Auswertungen, die zeitaufwendig sind. Daher wurde ein KI-basiertes Tool entwickelt, das die Analyse von Transkripten unterstützt. Das Tool nutzt einen modularen Prompt mit festen Analysefragen und variablen Parametern und konnte in ersten Tests relevante Textstellen zuverlässig identifizieren und auswerten.

Das SMART-Projekt entwickelt und beforscht ein Online-Testinstrument, welches das individuelle konzeptuelle Wissen bei Schüler:innen schnell und treffsicher diagnostiziert. Die Rückmeldung fokussiert dabei nicht auf eine Lösungsquote, sondern darauf, welche konkreten Grundvorstellungen ein:e Schüler:in bereits aufgebaut hat und welche spezifischen Fehlvorstellungen ggf. vorliegen. Dieser Vortrag thematisiert gezieltes Diagnose-Feedback auf Schüler:innenebene zu diagnostischen Prozentrechnungstests innerhalb des SMART-Projekts und zeigt erste Forschungsergebnisse.

Für die Gestaltung eines verständnisorientierten und anschlussfähigen Symmetrieunterrichts greifen Lehrkräfte auf fachliches und fachdidaktisches Wissen zurück. Zur Förderung dieser Wissensfacetten wurde im Rahmen des KMK-geförderten Programms QuaMath ein Fortbildungsbaustein zur Symmetrie entwickelt. Strukturelle Vorgaben stellen die Wirkungsforschung zu diesem Baustein vor Herausforderungen. Vor diesem Hintergrund wird gezeigt, wie verschiedene Testformate und -zeitpunkte innerhalb des Moduls Raum und Form 1-4 kombiniert werden, um die Entwicklung des Lehrkräftewissens zu untersuchen.

Der Beitrag präsentiert Zwischenergebnisse eines Projekts, das das metakognitive Potenzial von Aufgaben der österreichischen Version des Multiple-Choice-Wettbewerbs Känguru der Mathematik untersucht. Im Fokus des Vortrags stehen Aufgaben mit ungewöhnlichem Itemverhalten, etwa wenn hohe Gesamtscores der Teilnehmer*innen nicht mit höheren Lösungshäufigkeiten einhergehen. Mittels Rasch-Analyse werden solche atypischen Antwortmuster identifiziert und die Aufgaben hinsichtlich möglicher metakognitiver Anforderungen sowie weiterer Ursachen für ihr ungewöhnliches Itemverhalten analysiert.

Digitalität prägt die Lebenswelt von Kindern. Schulen sind daher gefordert, Lernende zum kompetenten Umgang mit digitalen Technologien zu befähigen – durch Medienbildung und informatische Bildung. Während informatische Kompetenzen ab Klasse fünf in einem eigenständigen Fach oder integriert vermittelt werden, kommt in der Grundschule dem Fach Mathematik eine Leitfunktion zu. Unser Beitrag beleuchtet, inwiefern informatische Kompetenzen curricular verankert sind.

ITS können mathematische Lernprozesse unterstützen. Aktuell ist zu beobachten, dass traditionelle ITS durch die Einbindung von GenAI erweitert werden, etwa durch individuell generiertes Feedback. Ob solche Systeme weiterhin positive Effekte auf Lernprozesse haben können, ist angesichts des Wandels von deterministischen zu probabilistischen Verfahren unklar. Ohne einen fundierten didaktischen Rahmen können Lernerfolge beim Einsatz von ITS mit GenAI sogar gefährdet sein. Daher ist es nötig, didaktische Rahmenbedingungen in ITS mit und ohne GenAI zu identifizieren und systematisch zu vergleichen.

Vorgestellt wird eine KI-gestützte Lernumgebung zum PPDAC-Datenanalysezyklus für Studierende des Lehramts Sonderpädagogik. In dieser werden die Studierenden paarweise durch den Datenanalysezyklus geführt und erhalten in jeder Phase ein Feedback durch das LLM. Dieses entscheidet zudem über Phasenübergänge und trifft eine Vorauswahl geeigneter Datensätze. Die Lernumgebung wird im Übungsbetrieb unter tutorieller Begleitung eingesetzt und als Design Research entwickelt. Es werden Ergebnisse der ersten Erhebung präsentiert und die Weiterentwicklung wird diskutiert.

Der Gender-Gap im Fach Mathematik ist in Österreich mittlerweile zur (traurigen) Tradition geworden. Bei der Reifeprüfung schneiden Kandidaten im Fach Mathematik durchschnittlich besser ab als Kandidatinnen. Dabei gibt es Aufgaben mit einem Gender-Gap von über 20 Prozentpunkten zugunsten der Kandidaten, aber auch einige Aufgaben, bei denen die Lösungsquote der Kandidatinnen höher ist. Das Projekt Gen[ ]Rep versucht, eine Erklärung auf Aufgabenebene dafür zu finden. Im Vortrag werden erste Analyseansätze präsentiert.

An den Beispielen anthropogener Emission und atmosphärischer Konzentration von CO2 möchte ich thematisieren, wie die Auseinandersetzung mit Klimadaten vom Einsehen bis zum Verarbeiten mathematisch ist; aber eben auch längst nicht nur. Schon beim Einsehen gibt es Hürden: CO2- oder C-, absolute oder relative, Bestands- oder Änderungsangaben? Welche Bezugsgröße genau? Dass das Verarbeiten keine rein mathematische Angelegenheit ist, sondern auch Resilienzstrategien erfordert, merkt schon der Lehrende beim vorbereitenden Hineinknien in die Daten. Austausch erwünscht: MBNE muss Thema bleiben.

In dieser explorativen Mixed-Methods-Studie wird untersucht, ob und wie sich Beliefs von Schüler*innen der Sek. II über Mathematiker*innen verändern lassen. Die Intervention umfasst mehrere zeitlich versetzte, interaktive Begegnungen mit Mathematiker*innen, ausgewählt mit maximaler Variation. Die Datenerhebung erfolgt längsschnittlich mittels halbstrukturierter Interviews und Fragebögen. Die Auswertung erfolgt mittels qualitativer Inhaltsanalyse bzw. Varianzanalyse. Der Vortrag bietet Einblicke in die Pilotierung sowie Ansatzpunkte zur Weiterentwicklung interventionsbasierter Studiendesigns.

Die Nutzung digitaler Programme zum Üben im Mathematikunterricht wurde bisher meist mit Fokus auf die Schüler:innenperspektive untersucht. Wie Lehrkräfte solche Programme im Unterricht einsetzen und welche Rolle ihre professionellen Kompetenzen dabei spielen, ist bislang wenig erforscht. Eine Mixed-Methods-Feldstudie am Beispiel der Übungsplattform MatheBattle kombiniert Fragebogen-, Log- und Interview-Daten und adressiert diese Forschungslücke. Im Vortrag werden das Studiendesign sowie vorläufige Ergebnisse vorgestellt.

Seit der Veröffentlichung von ChatGPT rückt der Einsatz künstlicher Intelligenz im Mathematikunterricht verstärkt in den Fokus. Die Studie untersucht, wie Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I den Einsatz eines KI-Tutors beim Erwerb mathematischer Kompetenzen erleben. In einer Unterrichtssequenz arbeiteten 14-jährige Lernende mit einem KI-Tutor, der adaptive Hinweise ohne Lösungsangaben bereitstellte. Schriftliche Rückmeldungen wurden mittels deduktiver qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen Potenziale und Herausforderungen KI-gestützter Lernunterstützung auf.

Der Einsatz digitaler Medien im Mathematikunterricht hängt wesentlich mit digitalisierungsbezogenen Kompetenzen von Lehrkräften und deren Selbstwirksamkeitsüberzeugungen (SWÜ) zusammen. Das QuaMath-Fortbildungsmodul "Digitale Medien 5-10" adressiert diese Kompetenzen in drei Bausteinen, um den qualitätsvollen Einsatz digitaler Medien zu fördern. Zur Untersuchung der Wirksamkeit der Fortbildung wurden Erhebungsinstrumente für SWÜ entwickelt. Dieser Beitrag stellt ein pilotiertes Erhebungsinstrument vor und schlüsselt Faktoren für SWÜ im Bereich “Diagnose mit Audience Response Systemen” auf.

Im Rahmen des Teilprojekts SIMBA-MINT innerhalb des vom Land Baden-Württemberg geförderten Verbundprojekts Simulierte Welten (2011-2028) werden Lehr-Lern-Konzepte zum simulationsbasierten Lernen in den MINT-Fächern entwickelt. Im Kurzvortrag wird zum einen das Instrument zur Erfassung von Simulationskompetenz vorgestellt, das im Frühjahr 2026 pilotiert wird. Zum anderen werden erste Prototypen von Simulationstools präsentiert und zur Diskussion gestellt, die im Rahmen von SIMBA-MINT für den mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe I entwickelt werden.

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.

Unsere Pilotstudie mit 33 angehenden Primarlehrpersonen liefert erste empirische Belege, dass die Behandlung nicht-dekadischer Stellenwertsystemen das Verständnis der schriftlichen Subtraktion im dezimalen Stellenwertsystem fördert (operationalisiert durch die Fähigkeit das Verfahren zu erklären). Implikationen für die Hauptstudie werden diskutiert. Diese hat das Ziel, zur Evidenzbasierung der fachwissenschaftlichen Ausbildung von Lehrpersonen am Beispiel nicht-dekadischer Stellenwertsysteme beizutragen.

Gegenwärtig gewinnt die Ausbildung zukunftsrelevanter, nachhaltigkeitsbezogener Lernprozesse in der Fachdidaktik an Bedeutung. Im Vortrag wird hierzu ein Projekt vorgestellt, das Designprinzipien von entsprechend ausgerichteten MINT-Lernumgebungen aus der Perspektive des Faches Mathematik diskutiert. Die empirischen Fragen konzentrieren sich auf die autonomen Lernprozesse und individuellen Lernpfade von Schüler:innen zu Beginn der Sekundarstufe, die sich in einem Lehr-Lern-Labor eigenständig mit zukunftsrelevanten und nachhaltigkeitsbezogenen mathematischen Fragestellungen auseinandersetzen.

In Niedersachsen ist Mathematik für Lehramtsstudierende der Primarstufe als Schulfach nicht verpflichtend und kann durch eine Basisqualifikation ersetzt werden. Viele dieser Studierenden stehen mathematischen Inhalten skeptisch bis ängstlich gegenüber. Für dieses Klientel wurde ein Lehrkonzept erprobt, das fachliche und fachdidaktische Grundlagen verbindet und in die Planung, Durchführung und Evaluation eigener Lehr-Lernangebote mündet. Ziel war neben dem Erwerb von Basisfähigkeiten die Förderung der Mathematikeinstellung. Ergebnisse der Evaluation werden im Vortrag vorgestellt und diskutiert.

Die Qualitätssicherung großer Mengen digitaler Aufgaben erfordert skalierbare Verfahren jenseits manueller Einzelprüfung. Vorgestellt wird ein Ansatz für STACK-Aufgaben, der Batch-Tests über eine API mit LLM-basierten Lösungsversuchen kombiniert. Im Mittelpunkt steht die Konsistenzprüfung zwischen Aufgabentext, Auswertungslogik und generiertem Feedback. Der Vortrag analysiert, wo KI Fehler verlässlich identifiziert, wo Automatisierung an Grenzen stößt, und zeigt, wie KI-gestützte Vorprüfungen Redaktionsprozesse robuster machen können.

Diese Studie analysiert die professionelle Unterrichtswahrnehmung von Mathematiklehrkräften aus Deutschland, Chile und China mit unterschiedlicher Berufserfahrung. Als situationsspezifische Fähigkeit gilt sie als zentral für die Lehrkräfteprofessionalisierung und entwickelt sich über Ausbildung und Berufspraxis. Die Ergebnisse zeigen länderspezifische Unterschiede zugunsten erfahrener Lehrkräfte in Chile und China, während in Deutschland Lehrkräfte am Anfang der Berufslaufbahn stärker abschneiden. Dies verweist auf kulturell geprägte Lerngelegenheiten und Schwerpunkte in Ausbildung und Praxis.

Wir stellen das Konzept und die Inhalte zum „Karlsruher Didaktik Workshop“ (KIT) vor: eine seit 2022 fünfmal durchgeführte Reihe zum Mathematikunterricht der Sekundarstufen aus stoffdidaktischer Sicht. In Vorträgen und Diskussionen bringen wir Lehrkräfte, Lehramtsstudierende und Forschende aus der Fachdidaktik sowie der Fachmathematik zusammen, um aktuell erfolgreiche und zukünftig mögliche Unterrichtsinhalte, Materialien und Settings vorzustellen und zu diskutieren. Die Themen reichten bisher von moderner Stoffdidaktik über differenzierende Aufgaben bis zu Algebra und Stochastik.

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.

Auf Basis öffentlich verfügbarer Lösungsreports der International Mathematical Modeling Challenge (IMMC) 2024/25 (Kategorie Outstanding) sowie ausgewählter Beiträge aus Deutschland und Österreich (Honorable Mention) wurde ein fünfdimensionales Bewertungsraster für die frühen Modellierungsschritte entwickelt. Im Beitrag wird gezeigt, wie damit Unterschiede zwischen den Kategorien bereits im ersten Modell sichtbar werden und wie das Raster in einem fachdidaktischen Seminar eingesetzt wurde, um angehende Lehrkräfte für begründete Modellierungsurteile und Rückmeldungen zu sensibilisieren.

In vorhergehenden Studien hat sich gezeigt, dass Studierende bei der Bearbeitung mathematischer Übungsblätter häufig Schwierigkeiten haben, insbesondere aufgrund eines unzureichenden Verständnisses neuer Begriffe und Konzepte. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Verfügbarkeit generativer KI-Systeme stellt sich die Frage, wie diese unterstützend eingesetzt werden können, ohne die eigenständige Problembearbeitung zu ersetzen. Dieser Beitrag skizziert erste Überlegungen zu möglichen Einsatzszenarien und diskutiert beispielhafte Prompt-Strategien zur Förderung des Aufgabenverständnisses.

In diesem Spiel werden Vorschulkinder dazu angeregt, die Bündelung von Dienes-Blöcke selbst vorzunehmen, indem sie Magnetwürfel nach einem einfachen Algorithmus bündeln. Erste Ergebnisse aus dem Feld sind sehr vielversprechend. Der Algorithmus ist bereits im Alter von drei Jahren erlernbar und erzeugt eine hohe intrinsische Motivation. Damit lässt sich ein erstes intuitives Verständnis des Stellenwertsystems spielerisch vermitteln. So konnte beispielsweise ein vierjähriges Kind aus ungebündelten Würfeln problemlos die dazugehörige sechsstellige Dualzahl generieren.

Kognitive Aktivierung wurde bisher nicht systematisch in der Sekundarstufe II erforscht. Im Kontext der Differenzialrechnung soll nun mit Hilfe einer Fragebogenstudie (N=400) eruiert werden, inwiefern Lehrkräfte der SEK II in der Lage sind kognitive Aktivierung im Unterricht einzuschätzen. Daran anschließend geben Videografien des Unterrichts samt externer Ratings Aufschluss darüber, ob das Verhalten der Lehrkräfte im Unterricht kohärent mit den Antworten im Fragebogen ist. Schülerfragebögen in ausgewählten Klassen eröffnen eine weitere Perspektive.

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.

Wenn Flow vollständige Versunkenheit ins eigene Tun beschreibt, verringert sich dann die Kollaborationsbereitschaft? Eine Fragebogenauswertung (n = 108) lässt im Educational Escape Room das Gegenteil vermuten: Flow zeigt sich hier stärker als soziales Phänomen, denn als individuell erlebter Zustand. Zudem kann kein Einfluss von Mindset, sozialem Geschlecht und Mathematikbegeisterung auf das immersive und kollaborative Spielerlebnis bestätigt werden. Damit ist diese Methode für alle Schüler*innen zum Aufbau der 4K-Kompetenz geeignet; gerade im Kontext eines aktivierenden Mathematikunterrichts.

Die bundesweiten Bildungsstandards der KMK beschreiben Regelstandards, welche die durchschnittlich zu erreichenden Kompetenzen von Schüler:innen darstellen. Offen bleibt jedoch, welche inhaltlichen Mindestanforderungen für einen Schulabschluss notwendig sind. Das vorgestellte Projekt untersucht diese Frage anhand von Lehrkräftebefragungen. Ziel ist es, eine normative Perspektive für die Priorisierung einzelner Kompetenzen innerhalb der Bildungsstandards Sek. I zu gewinnen. Im Vortrag werden Beispiele und erste Ergebnisse einer Pilotierung mit angehenden Lehrkräften diskutiert.

Die Bearbeitung von Modellierungsproblemen stellt sowohl für Lernende als auch für Lehrkräfte oft eine Herausforderung dar. In diesem Beitrag wird daher das Potenzial generativer künstlicher Intelligenz für die individuelle Unterstützung von Modellierungsprozessen untersucht. Zu diesem Zweck wurde ein modellierungsspezifischer KI-Assistent instruiert und eine Lernumgebung analysiert, in der Studierende Modellierungsprobleme mit Hilfe des entwickelten KI-Assistenten bearbeiten. Neben dem Design der Studie werden erste Ergebnisse einer Videostudie präsentiert, die an die Pilotstudie anknüpfen.

Algorithmische Entscheidungssysteme (engl. algorithmic decision-making systems, ADMS) nutzen statistische Modelle und datenbasierte Algorithmen, um große Datenmengen zu analysieren und menschliche Entscheidungen zu unterstützen oder zu automatisieren. Angesichts des wachsenden Einflusses von ADMS auf gesellschaftliche Prozesse wird ein Fragebogen entwickelt, um Erfahrungen und selbst eingeschätztes Wissen zu ADMS sowie Einstellungen zur unterrichtlichen Behandlung bei Lehrkräften zu erheben. Der Kurzvortrag stellt Ergebnisse einer Pilotierung der Items mit angehenden Mathematiklehrkräften vor.

SMART-Tests diagnostizieren neben Verstehensstufen auch gezielt themenspezifische Fehlvorstellungen. Beim SMART-Test zum arithmetischen Mittelwert in zwei 7. Klassen eines Gymnasiums konnte mehr als die Hälfte der Schüler:innen das Konzept nicht richtig im Sachkontext deuten. Dabei sind die Kalkülfertigkeiten nicht mit den relevanten Vorstellungen verbunden. Es werden Fragen für die weitere Forschung vorgestellt, konkret welche Aspekte konzeptuellen Wissens Schüler:innen fehlen, die nur über prozedurales Wissen verfügen, und wie sich dies über die Klassenstufen hinweg verändert.

Das Promotionsprojekt untersucht mittels Comicvignetten professionelles Wissen angehender Mathematiklehrkräfte. In qualitativen Interviews analysieren die Teilnehmenden Lehr-Lernsituationen, indem sie sich in die Lehrendenrolle versetzen, vorgegebene Äußerungen interpretieren und Aussagen zum Stellenwert von Sprache im Mathematikunterricht bewerten. Als theoretischer Zugang dient das PID-Modell, zu dessen einzelnen Aspekten Zusammenhänge zur Aktivierung von PK, PCK, CK und zugrundeliegenden Überzeugungen hergestellt werden. Erste Ergebnisse zeigen verstärkte CK-Nutzung bei Interpretationen.

Es wird die Professionalisierung von Studierenden in einem phasenübergreifenden Seminar in der Grundschuldidaktik Mathematik untersucht. Studierende und Referendar:innen entwickeln und erproben offene Aufgaben für einen natürlich differenzierenden Mathematikunterricht. Videovignetten des eigenen Unterrichts werden in Gruppeninterviews nach dem learning-to-notice-framework (Van Es & Sherin, 2021) analysiert. Die Ergebnisse zeigen Professionalisierung als reflexiven Aushandlungsprozess, in dem Theorie-Praxis-Transfer als wechselseitige Abstimmung unterschiedlicher Wissensformen sichtbar wird.

Die TOSCAneo-Studie untersucht die Effektivität der gymnasialen Oberstufe an beruflichen Gymnasien in Baden-Württemberg unter Berücksichtigung heterogener Eingangsvoraussetzungen. Längsschnittlich werden fachliche Leistungen sowie motivationale und kognitive Merkmale erhoben und mit anderen Schularten verglichen (N > 4000). Erste Befunde zeigen unter anderem deutliche leistungsbezogene Unterschiede je nach Herkunftsschulart und gewähltem Profil. Wir diskutieren auch die zum letzten Messzeitpunkt im Frühjahr 2026 eingesetzten Messinstrumente, welche das Abiturniveau der Lernenden erfassen.

Eine „gute" Unterrichtsplanung gilt als Qualitätsmerkmal von Unterricht. Unterrichtsplanungskompetenz erhält insbesondere in der jüngeren Lehrer:innenprofessionsforschung Aufmerksamkeit. Der Beitrag diskutiert erste Ergebnisse eines schriftlichen Vignettentests, der die Planungskompetenz von Mathematiklehrkräften der Sek I erfasst. Er ist Teil einer umfangreichen Längsschnittstudie, die den Seiteneinstieg innerhalb des Referendariats von 2024 bis 2026 in NRW begleitet und evaluiert. Es werden sowohl Aussagen zur Testgüte getroffen als auch vergleichende Analysen beider Gruppen präsentiert.

Hypothesentesten wird im Mathematikunterricht oft als unzugänglich und abstrakt wahrgenommen, auch weil Verbindungen zur Mittelstufen-Stochastik selten sind und der Unterricht häufig stark am Kalkül orientiert ist. Um dem entgegenzuwirken wird ein spiralcurricularer Unterrichtsansatz vorgeschlagen, der Kernideen als strukturierende Elemente nutzt und auf konzeptuelles Verständnis abzielt. Die Kernideen wurden in einem mehrstufigen Prozess entwickelt und von Expert/inn/en validiert. Im Vortrag werden das Modell und eine dazu intendierte empirische Studie vorgestellt und diskutiert.

Der Vortrag beschäftigt sich mit dem Erfahrungsbergriff im Kontext finanziell allgemeinbildenden Mathematikunterrichts (MU) zum Thema Inflation. Der Fokus liegt dabei auf den persönlichen Erfahrungen, die Schüler:innen in der konkreten Beschäftigung - insbesondere beim Problemlösen und Modellieren - heranziehen. Diese werden durch Mikrophänomenologische Interviews erfasst und für die Analyse nutzbar gemacht. Ein Verständnis dieser Erfahrungswelten soll Grundlagen für zukünftige Konzeptionen schaffen und dazu beitragen, den Erfahrungsbegriff im Kontext des MUs auszuschärfen.

Obwohl generative KI komplexe mathematische Probleme löst, bereiten ihr schultypische Modellierungsaufgaben Schwierigkeiten. In diesem Vortrag werden Ergebnisse zweier aufeinander aufbauender Studien präsentiert: Zunächst wurden Fehlermuster identifiziert, die anschließend mittels eines standardisierten Tests quantitativ validiert und konkret im Modellierungskreislauf verortet wurden. Die Ergebnisse bestätigen, dass Defizite trotz gestiegener Leistung bestehen. Implikationen für Aufgabendesign und kritische KI-Reflexion werden kurz diskutiert.

Das Dissertationsvorhaben untersucht das Operationsverständnis von Addition und Subtraktion in der Schuleingangsphase. Im Fokus steht dabei, wie Kinder symbolische Darstellungen interpretieren, eigene Darstellungen zu Additions- und Subtraktionsgleichungen erstellen und den Zusammenhang beider Operationen als Umkehroperationen nutzen. Unter besonderer Beachtung von Grundvorstellungen und der Darstellungsvernetzung werden dafür videografierte Leitfadeninterviews analysiert, um subjektive Bedeutungszuschreibungen zu rekonstruieren und mögliche Potenziale von Eigenproduktionen aufzuzeigen.