Digitale Lehrbücher fördern das Mathematik-Lernen
TU München: Studie zum Tablet-Einsatz im Mathematikunterricht vorgestellt

Die Technische Universität München hat in einer Studie die Effekte digitaler Lehrbücher auf den Lernfortschritt von Schüler*innen im Mathematikunterricht untersucht. Die Forscher*innen kommen dabei zu erfreulichen Ergebnissen: gerade in der Gruppe der leistungsschwächeren Kinder sind die positiven Effekte klar erkennbar und führen zu teils deutlich besseren Ergebnissen als mit konventionellen Lernmitteln. Ein Überblick.

Nicht erst seit der Coronapandemie, aber doch befeuert durch diese hält die Digitalisierung auch an deutschen Schulen Einzug. Die TU München hat nun eine Studie zum Einsatz von tabletgestützten digitalen Lehrbüchern mit interaktiven Aufgaben im Mathematikunterricht vorgestellt. Hierfür wurde der Lernkomplex "Bruchrechnung" herangezogen, für den das Forschungsteam ein spezielles Lehrbuch entwickelt hat, welches nun auf Deutsch, Englisch und Spanisch zum kostenfreien Download bereitsteht. 

Im Bereich der Mathematik gelte die Bruchrechnung "als eines der anspruchsvollsten Themen im Mathematikunterricht für jüngere Kinder. Vielen Schülerinnen und Schülern gelingt es nur mit Mühe, eine Vorstellung für Bruchzahlen zu entwickeln, die in vielfacher Hinsicht weniger zugänglich als natürliche Zahlen sind. Beispielsweise fällt es ihnen schwer, zu erkennen, dass acht Neuntel kleiner sind als sieben Sechstel, oder zu verstehen, dass nach einer Multiplikation das Ergebnis nicht immer größer ist als die Ausgangszahl", heißt es in einer Mitteilung der Universität.

Das Forschungsteam wählte daher einen möglichst intuitiven Zugang zur Bruchrechnung, die sich aus den Alltagserfahrungen der Kinder herleitet. Etwa Visualisierungen am Beispiel einer Pizza sollen dabei helfen, "ein tieferes Verständnis der Bruchzahlen zu erreichen". Das digitale Schulbuch, das für die sechste Jahrgangsstufe entwickelt wurde, nutzt für alle Aufgaben den Touchscreen und sichert so "greifbare" Interaktion. "Die oft geäußerte Sorge, dass die Konzentration auf ein intuitiveres Zahlenverständnis das Lernen des Rechnens behindert oder verzögert, hat sich als unbegründet erwiesen", erläutert Dr. Frank Reinhold in einer Mitteilung. "Im Gegenteil sehen wir beim Thema der Bruchzahlen einen positiven Einfluss auf die Rechenfähigkeiten."

An Mittelschulen fielen die Ergebnisse am deutlichsten aus. Beispielsweise lag dort die Wahrscheinlichkeit, eine mittelschwere Aufgabe korrekt zu beantworten mit dem digitalen Schulbuch bei 20 Prozent – in den Vergleichsgruppen ohne dieses Schulbuch bei lediglich 13 Prozent. An den Gymnasien ist dieser Unterschied nicht festzustellen, allerdings gab es auch dort einen positiven Einfluß bei visuellen Aufgabenstellungen. 

"Von der Arbeit mit dem Tablet-Schulbuch profitieren im Mathematikunterricht also vor allem leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler", führt Prof. Kristina Reiss vom Lehrstuhl für Didaktik der Mathematik an der TUM in einer Mitteilung aus. "Beim Lernen des anspruchsvollen Bruchrechnens hilft ihnen offenbar, dass sich der Schwierigkeitsgrad an ihr Lerntempo anpasst und dass sie unmittelbar Feedback bekommen. Zudem kann es lernpsychologisch vorteilhaft sein, dass sie die Darstellungen der Zahlen mit ihren Händen bearbeiten können." Zu den wichtigsten Erkenntnissen der Studie zählten laut Reiss die "Hinweise, an welchen Schulen die Einführung von Tablets mit sinnvoll gestalteten Lernmaterialien einen besonders großen Mehrwert hat.“ 

Quellen:

Frei verfügbares digitales Schulbuch „Bruchrechnen. Bruchzahlen & Bruchteile greifen & begreifen“: https://www.alice.edu.tum.de

https://www.presseportal.de/pm/16314/4930997