Projekt EfEKt

Effekte durch den Einsatz einer App zur mathematischen Frühförderung auf die Entwicklung mathematischer Kompetenzen

Laura Birklein, Prof. Dr. Anna Susanne Steinweg

Inhalt und Ziele

In der nationalen und internationalen mathematikdidaktischen Literatur finden sich etliche Hinweise darauf, welche Kompetenzen Kindergartenkinder bis Schulbeginn entwickelt haben sollten, um ihnen einen guten Start im Mathematikunterricht der Schule zu ermöglichen (z. B. Wittmann, 2009; Steinweg, 2013, 2008; NAEYC & NCTM, 2010). Ebenso gibt es Forschungen in der Entwicklungspsychologie, die einige dieser Kompetenzen als prädikativ für schulische Leistungen nachweisen konnten (Dornheim, 2008).

In der Evaluationsstudie steht die digitale Spielumgebung MaiKe („Mathematik im Kindergarten entdecken") zur Förderung mathematischer Basiskompetenzen im Mittelpunkt. Die App wurde in Zusammenarbeit zwischen Prof. Dr. Weth (FAU Erlangen-Nürnberg) und Prof. Dr. Steinweg (Otto-Friedrich-Universität Bamberg) entwickelt. Sie berücksichtigt den aktuellen fachdidaktischen Erkenntnisstand und stellt die Entwicklung mathematischer Kompetenzen aufgrund tragfähiger arithmetischer und geometrischer Grundvorstellungen in den Mittelpunkt. Die mathematischen Inhalte sind eingebettet in eine ansprechende digitale Spielumgebung, die mathematische Lern- und Denkprozesse anregen soll.

Der Fokus des Projekts EfEKt liegt darin, die App MaiKe durch Einsatz in Kindertagesstätten in divergenten Setting im Hinblick auf mögliche Lerneffekte zu evaluieren.

Methode

Um die verschiedenen Formen der Implementation der App möglichst umfassend abzubilden, werden sowohl qualitative als auch quantitative Daten erhoben und ausgewertet.

Zum Vergleich der mathematischen Kompetenzentwicklung ist eine methodische Anlage im Pretest-Posttest Design unter Einbezug einer Kontrollgruppe sinnvoll. Zusätzlich halten Logfiles der App Daten zum Spielverhalten der Kinder fest. Videos der Spielsitzungen ermöglichen einen vertieften und qualitativen Zugang zum Spielverhalten der aufgezeichneten Kinder. Der Umgang mit speziellen digitalen Funktionen und Gestaltungselementen der Lernumgebung sowie Lern- und Entwicklungsprozesse können so auf individueller Ebene des Kindes genauer nachvollzogen werden.

Zur Datenauswertung werden Methoden der deskriptiven Datenanalyse und der Inferenzstatistik angewandt. Aspekte aus den Videodaten werden durch Kategorisierung zunächst quantifiziert, um einen Überblick zu erhalten und Muster im Datenmaterial feststellen zu können. Diese Mixed-Method-Variante steuert zudem die Fallauswahl für die folgenden qualitativen Einzelfallstudien.

(Erste) Ergebnisse

Indizien aus den Logfiles deuten an, dass sich die unterschiedlichen Implementationsformen in den Settings auf das Spiel- und Nutzungsverhalten der Kinder auswirken.

Auch die Einsichten aus den ersten Videoanalysen stützen die meisten Ergebnisse empirischer Wirkungsforschung zum Einsatz digitaler Medien, die zeigen, dass „Wirkungen neuer Medien nicht durch die Medien selbst ausgehen, sondern von dem didaktischen Konzept, das dem Einsatz neuer Medien zugrunde gelegt wird“ (Kerres, 2003, S. 37).

Gesellschaftliche Relevanz und Nutzung der Ergebnisse

Einerseits bestätigen die Ergebnisse zahlreicher empirischer Untersuchungen die große Bedeutung früher mathematischer Bildung. Andererseits sind mobile Endgeräte mittlerweile in nahezu allen Familien verfügbar und werden durch die ortsungebundenen, vielseitigen Nutzungsoptionen und die flexible und intuitive Handhabung gerade auch für kleinere Kinder interessant. Dementsprechend erhöht sich die Anzahl an Apps zum Lernen und Spielen explosionsartig.

Zum Einsatz digitaler Medien in der mathematischen Frühförderung wurden in den letzten Jahren unterschiedliche Forschungsansätze mit verschiedenen Foki verfolgt (vgl. Birklein & Steinweg, 2017). Dennoch erkennt Krauthausen (2012) „noch ein deutliches Defizit, was die didaktische Bewertung und Evaluation von Softwareprogrammen betrifft“ (S. 242).

Die Ergebnisse aus dem Projekt EfEKt sollen dazu beitragen, den Erkenntnisstand diesbezüglich zu erweitern und mögliche Potentiale für Lehr- und Lernprozesse zu identifizieren. Der Fokus auf einzelne Gestaltungselemente der digitalen Umgebung, die Interaktion mit den Lernenden und der Einbezug von unterschiedlichen Settings, berücksichtigt - stärker als eine reine Wirkungsstudie - auch kognitive, affektive und interaktive Prozesse im Zusammenspiel zwischen digitalem Medium und Nutzer.

Bamberger Kompetenzen

Die frühe mathematische Bildung ist ein Forschungsschwerpunkt der Bamberger Professur für Didaktik der Mathematik & Informatik. Thematisch ist das Projekt universitätsübergreifend verortet im Kooperationsprojekt MaiKe – Mathematik im Kindergarten entdecken der Mathematikdidaktiken der Otto-Friedrich-Universität und der FAU Erlangen-Nürnberg.

Aktuelle Publikation

Birklein, Laura (2019/eingereicht). Einsatz einer App zur mathematischen Frühförderung – Vergleich zweier Implementationsformen. Beiträge zum Mathematikunterricht 2019 (S. XX). Münster: WTM-Verlag.

Birklein, Laura (2018). Digitale Aufgabenformate zur Wahrnehmung und Bestimmung von Anzahlen bis 10 – Eine qualitative Analyse. In Fachgruppe Didaktik der Mathematik der Universität Paderborn (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2018 (Bd. 1, S. 301-304). Münster: WTM-Verlag.

Birklein, Laura, & Steinweg, Anna S. (2018). Early maths via app use – some insights in the EfEKt project. In Ch. Benz, H. Gasteiger, A. Steinweg et al. (Eds.) Mathematics Education in the Early Years - Results from the POEM3 Conference, 2016 (pp. 231-251). Cham: Springer International.

Birklein, Laura (2017). Einsatz einer App zur mathematischen Frühförderung - Einblicke in eine Evaluationsstudie. In U. Kortenkamp & A. Kuzle (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2017 (S. 1325-1328). Münster: WTM-Verlag. http://dx.doi.org/10.17877/DE290R-18549

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