GeoGebra und Tabellenkalkulation im Bereich elementarer Funktionen – Wirksamkeit eines fachdidaktischen Seminars auf die Entwicklung digitaler Werkzeugkompetenzen und auf die Veränderung technologiebezogener Überzeugungen von Mathematik-Lehramtsstudierenden
- Angesichts der Forderung, dass Schülerinnen und Schüler (bspw. in Rheinland-Pfalz) ab
Klassenstufe 7 selbständig mit Dynamischer Geometrie-Software und einem
Tabellenkalkulationsprogramm arbeiten müssen, kommt Lehrkräften eine besondere Rolle
bei der Integration digitaler Mathematikwerkzeuge (DMW) in den Mathematikunterricht zu.
Dies lässt sich z.B. in Bezug auf die Leitidee L4 (Funktionaler Zusammenhang) exemplarisch
umsetzen, da sich zur Förderung des funktionalen Denkens der Einsatz von digitalen
Mathematikwerkzeugen anbietet. Im Rahmen des QLB- Projektes MoSAiK des
Bundesministeriums für Bildung und Forschung wurden im Teilprojekt Digitale
Forschungswerkstatt Multiple Repräsentationen im Mathematikunterricht
Werkzeugkompetenzen von Studierenden der Lehrämter RS plus, Gymnasium und
Berufsbildende Schule bezogen aufAngesichts der Forderung, dass Schülerinnen und Schüler (bspw. in Rheinland-Pfalz) ab
Klassenstufe 7 selbständig mit Dynamischer Geometrie-Software und einem
Tabellenkalkulationsprogramm arbeiten müssen, kommt Lehrkräften eine besondere Rolle
bei der Integration digitaler Mathematikwerkzeuge (DMW) in den Mathematikunterricht zu.
Dies lässt sich z.B. in Bezug auf die Leitidee L4 (Funktionaler Zusammenhang) exemplarisch
umsetzen, da sich zur Förderung des funktionalen Denkens der Einsatz von digitalen
Mathematikwerkzeugen anbietet. Im Rahmen des QLB- Projektes MoSAiK des
Bundesministeriums für Bildung und Forschung wurden im Teilprojekt Digitale
Forschungswerkstatt Multiple Repräsentationen im Mathematikunterricht
Werkzeugkompetenzen von Studierenden der Lehrämter RS plus, Gymnasium und
Berufsbildende Schule bezogen auf die beiden DMW GeoGebra und Tabellenkalkulation und
technologiebezogene Überzeugungen am Beispiel der elementaren Funktionen der
Sekundarstufe I beforscht.
Dazu wurde ein spezifisches fachdidaktisches Seminar, welches die Förderung von
Bedienkompetenzen der beiden DMW und eine darauf aufbauende Unterrichtsplanung und
Erprobung von Unterrichtsstunden beinhaltete, konzipiert. Vor und nach Besuch des Seminars
wurden von 55 Studierenden Bedien- und Auswahlkompetenzen der beiden Softwares
anhand eines selbstentwickelten Kompetenztestes gemessen. Darüber hinaus wurden die
Teilbereiche TK, TPK und TCK des TPACK-Modells, Selbstwirksamkeitsüberzeugungen sowie
technologiebezogene Überzeugungen in Bezug auf Vor- und Nachteile des Einsatzes von DMW
anhand eines Studierenden-Fragebogens erhoben. Die Seminarintervention erzielte einen
signifikanten Effekt auf die Entwicklung der Bedienkompetenzen der Studierenden für die
Werkzeuge GeoGebra und Tabellenkalkulation. Ergebnisse einer qualitativen Inhaltsanalyse
mit quantitativen Elementen zeigten, dass insbesondere die Visualisierungs- und
Kontrollfunktion von den Studierenden als Vorteile der beiden DMW beim Unterrichten von
funktionalen Zusammenhängen gesehen werden. Als Nachteil wurde am häufigsten eine
Gefahr für händische Rechenverfahren genannt. In Bezug auf die benötigte Zeit beim
Benutzen der Technologie wurde einerseits eine Ersparnis durch den Einsatz von GeoGebra
und Tabellenkalkulation erwartet, andererseits ein hoher Aufwand befürchtet, wenn die
Schüler nicht über die notwendigen Werkzeugkompetenzen verfügen.…


- In view of the requirement that students (e.g. in Rhineland-Palatinate) from grade 7 onwards
have to work independently with dynamic geometry software (e.g. GeoGebra) and a
spreadsheet program, teachers have a special role in the integration of digital mathematics
toolsin mathematics lessons. For example this can be implemented, with regard to the guiding
idea L4 (Functional connection), since the use of digital mathematics tools is recommended to
promote functional thinking. Within the qualitive offensive for pre-service-teacher training,
which has been established by the Ministry of Education, the project MoSAiK provided a
Digital Research Workshop Multiple Representations in Mathematics Education using the
topic of elementary functions on secondary school level. On the one hand this workshop
examined tool skills ofIn view of the requirement that students (e.g. in Rhineland-Palatinate) from grade 7 onwards
have to work independently with dynamic geometry software (e.g. GeoGebra) and a
spreadsheet program, teachers have a special role in the integration of digital mathematics
toolsin mathematics lessons. For example this can be implemented, with regard to the guiding
idea L4 (Functional connection), since the use of digital mathematics tools is recommended to
promote functional thinking. Within the qualitive offensive for pre-service-teacher training,
which has been established by the Ministry of Education, the project MoSAiK provided a
Digital Research Workshop Multiple Representations in Mathematics Education using the
topic of elementary functions on secondary school level. On the one hand this workshop
examined tool skills of students in relation to the two softwares GeoGebra and spreadsheets
that apply for secondary schools, high schools and vocational schools. On the other hand
(technology-related) beliefs of the students were researched according to the function
concept.
For that reason a specific didactic workshop, which included on the one hand the fostering of
operating skills for the tools GeoGebra and spreadsheet and on the other hand the
subsequent planning and teaching of lessons had been conceived. Before and after attending
the workshop the operating and selection skills in both tools have been measured in a sample
of 55 students using a self-developed competency test. In addition, the sub-areas TK, TPK and
TCK of the TPACK-framework, self-efficacy beliefs and technology-related beliefs regarding
the advantages and disadvantages of using digital mathematics tools were collected using a
student questionnaire. The workshop intervention achieved a significant effect on the
development of the students' operating skills for both tools – GeoGebra and spreadsheet. The
results of a qualitative content analysis with quantitative elements show that in particular the
visualizing of functions and the checking of results were viewed as advantages of the digital
tools when teaching functional thinking. The most frequently cited disadvantage was a danger
to manual calculation methods. With regard to the time required, on the one hand, savings
were expected when using digital tools, but on the other hand, there were fears of high
expenditure if pupils do not have the necessary tool skills.…


| Author: | Ralf Holzmann |
|---|---|
| URN: | urn:nbn:de:hbz:kob7-25987 |
| DOI: | https://doi.org/10.82549/opus4-2598 |
| Place of publication: | Koblenz |
| Referee: | Peter Ullrich, Ute Sproesser |
| Advisor: | Peter Ullrich |
| Document Type: | Doctoral Thesis |
| Language: | German |
| Date of Publication (online): | 2025/10/16 |
| Date of first Publication: | 2025/10/16 |
| Publishing Institution: | Universität Koblenz, Universitätsbibliothek |
| Granting Institution: | Universität Koblenz, Fachbereich 3 |
| Date of final exam: | 2025/09/18 |
| Release Date: | 2025/10/16 |
| Tag: | Didaktischer Mehrwert; Digitale Mathematikwerkzeuge; Digitale Werkzeugkompetenzen; Fachdidaktik Mathematik; Funktionen; GeoGebra; Kompetenzen; Kompetenztest; Lehr-Lern-Labor; Lehramt Mathematik; Lehrerprofessionswissen; Qualitätsoffensive Lehrerbildung; Repräsentationswechsel; Selbstwirksamkeit; Selbstwirksamkeitsüberzeugungen; TPACK-Modell; Tabellenkalkulation; Technologiebezogene Überzeugungen; Theorie-Praxis-Verknüpfung; Werkzeugkompetenzen; Überzeugungen |
| GND Keyword: | FunktionGND; GeoGebraGND; KompetenzGND; Lehr-Lern-LaborGND; SelbstwirksamkeitGND; TabellenkalkulationGND; ÜberzeugungGND |
| Page Number: | 472 |
| Note: | Im Rahmen der vorliegenden Dissertationsschrift ist digitales Begleit- und Videomaterial entstanden, das auf Anfrage vom Autor zur Verfügung gestellt werden kann. Siehe hierzu die Hinweise im Abschnitt 17.10 Digitaler Anhang. |
| Institutes: | Fachbereich 3 / Mathematisches Institut |
| Licence (German): | Es gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG |

