Problemlösen

Begriff - Strategien - Einflussgrößen - Unterricht - (häusliche) Förderung

Autor	Ulrike Kipman
Verlag	Springer Gabler
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	253 Seiten
ISBN	9783658223700
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	29,99 EUR

Problemlösen gilt als eine der Schlüsselqualifikationen des 21. Jahrhunderts. Es geht beim Problemlösen nicht nur darum, Informationen sinnvoll zu vernetzen, dynamisch in Beziehung zu setzen, Wahrscheinlichkeiten zu berechnen und eine Kette richtiger Entscheidungen zu treffen, sondern auch vielfach darum, eine Vielzahl an Außenkriterien zu berücksichtigen und ein entsprechendes 'Weltwissen' an den Tag zu legen. Dieses Buch soll die Frage beantworten, wie man zu einem guten Problemlöser / einer guten Problemlöserin werden kann bzw. warum bestimmte Personen bei der Lösung von Problemen erfolgreicher sind als andere. Nach einer umfassenden Zusammenstellung der Literatur zu diesem Thema werden Einflussgrößen auf das Problemlösen analysiert und miteinander abgeglichen und Ideen für den Unterricht in der Primarstufe und Sekundarstufe I präsentiert. Zudem werden verschiedene Arten des Unterrichts im Hinblick auf die Wirksamkeit für unterschiedliche Personengruppen diskutiert, dies vor dem Hintergrund, dass nicht nur Problemstellungen stark variieren sondern auch die Problemlöser/innen. Eine Handreichung mit Brettspielen, die die Kriterien des Problemlösens erfüllen, ist ebenfalls Teil dieses Buches. Letztendlich wird ein Modell vorgeschlagen, welches erfolgreiches Problemlösen vielschichtig zu erklären versucht.

Ulrike Kipman ist Professorin an der Pädagogischen Hochschule Salzburg im Bereich Bildungswissenschaften. Sie lehrt an der Pädagogischen Hochschule, an der Universität Salzburg und an der Fachhochschule Salzburg in der Bereichen Pädagogik, Psychologie und Mathematik und unterrichtet an diversen Akademien und Instituten. Ihre Forschungsinteressen liegen vor allem im Bereich Problemlösen, Entscheidungsstrategien und Kombinatorik.

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort	5
Inhaltsverzeichnis	6
1 Einleitung und Gliederung	12
Zusammenfassung	12
Literatur	16
2 Definitionen	17
Zusammenfassung	17
2.1Was ist ein Problem?	17
2.2Was bedeutet Problemlösekompetenz?	20
2.3Gibt es verschiedene Problemtypen?	22
2.3.1Analytische Probleme	24
2.3.2Synthetische Probleme	25
2.3.3Dialektische Probleme	26
2.4Der Prozess des Problemlösens	27
2.4.1Verstehen der Aufgabe	28
2.4.2Ausdenken eines Plans	28
2.4.3Ausführen des Plans	29
2.4.4Rückschau	29
2.5Problemlösestrategien (Heuristiken)	30
2.5.1Heuristische Hilfsmittel	31
2.5.1.1 Informative Figuren	32
2.5.1.2 Tabellen	33
2.5.1.3 Wissensspeicher	35
2.5.1.4 Lösungsgraphen	35
2.5.1.5 Gleichungen	36
2.5.2Heuristische Prinzipien	36
2.5.2.1 Das Analogieprinzip	36
2.5.2.2 Das Rückführungsprinzip	36
2.5.2.3 Das Transformationsprinzip	37
2.5.2.4 Das Invarianzprinzip	37
2.5.2.5 Das Symmetrieprinzip	37
2.5.2.6 Das Extremalprinzip	37
2.5.2.7 Das Zerlegungsprinzip	38
2.5.2.8 Die Fallunterscheidung	38
2.5.2.9 Das Schubfachprinzip	38
2.5.3Heuristische Strategien	38
2.5.3.1 Systematisches Probieren	39
2.5.3.2 Vorwärts- und Rückwärtsarbeiten	39
2.5.3.3 Rückführung von Unbekanntem auf Bekanntes	40
2.5.3.4 Analogiebildung	41
2.5.3.5 Umstrukturieren eines Problems	41
2.6Zusammenfassung	41
Literatur	42
3 Voraussetzungen erfolgreichen Problemlösenlernens	44
Zusammenfassung	44
3.1Übungseffekte	45
3.2Problemisomorphe	45
3.3Heuristiken anwenden und Transferleistungen erbringen können	45
3.4Handlungsorientierter Unterricht	47
3.5Training	50
3.6Persönlichkeit und Problemlösekompetenz	52
3.7Intelligenz und Problemlösekompetenz	52
3.8Expertise und Problemlösekompetenz	53
3.9Motivation, Emotion und Problemlösekompetenz	53
3.10Planungsfähigkeit und Problemlösekompetenz	58
3.11Hintergrundmerkmale und Problemlösekompetenz	58
3.12Zusammenfassung	59
3.13Storyboard	60
3.14Abgeleitete Fragestellungen	61
3.15Überlegungen zu den Forschungsfragen	62
3.16Abgeleitete Modelle zu den Einflussgrößen	64
3.17Abgeleitete Modelle zur Strategienutzung	67
Literatur	68
4 Die Problemlösekompetenzen der österreichischen Schüler	76
Zusammenfassung	76
4.1Die Erhebung von Problemlösekompetenzen in Large Scale Assessments	77
4.2Allgemeine Informationen zur PISA-Studie	78
4.3Die PISA-Problemlöseaufgaben	79
4.3.1Beispiel 1 – Anschlusszüge	79
4.3.2Beispiel 2 – Bewässerung	79
4.3.3Beispiel 3 – Ferienlager	79
4.3.4Beispiel 4 – Bibliothekensystem	79
4.4Allgemeines zur Auswertung und Interpretation der PISA-Daten	87
4.4.1Metrik	87
4.4.2Zuteilung zu den Kompetenzstufen	88
4.4.2.1 Level 1	88
4.4.2.2 Level 2	88
4.4.2.3 Level 3	90
4.4.2.4 Level 4	90
4.4.2.5 Level 5	91
4.4.2.6 Level 6	91
4.4.3Die Gewichtung bei PISA	92
4.4.4Die Plausible Values bei PISA	95
4.4.5Die Standardfehlerberechnung bei PISA	95
4.5Die Problemlösekompetenzen der österreichischen Schüler im Ländervergleich	97
4.6Die Verteilung der Schüler auf die Kompetenzstufen im Ländervergleich	98
4.7Geschlechtsunterschiede im Problemlösen	100
4.8Sozioökonomischer Hintergrund und Problemlösekompetenzen	101
4.8.1Operationalisierung der Variablen	101
4.8.1.1 Elternbildung	101
4.8.1.2 Anzahl der Bücher zu Hause	101
4.8.1.3 Lernressourcen zu Hause	102
4.8.1.4 Wohlstand	102
4.8.1.5 Häusliche Besitztümer	102
4.8.2Analysen	102
4.8.3Ergebnisse	104
4.9Emotionale Faktoren (Selbstkonzept, Motivation…) und Problemlösekompetenzen	105
4.9.1Operationalisierung der Variablen	105
4.9.1.1 Mathematics Behaviour	105
4.9.1.2 Mathematics Self-Efficacy (Selbstwirksamkeit in Mathematik)	106
4.9.1.3 Mathematics Intentions (Präferenzen für Mathematik)	106
4.9.1.4 Mathematics Work Ethic (Arbeitsmoral in Mathematik)	107
4.9.1.5 Openness for Problem Solving (Offenheit für Problemfragestellungen)	107
4.9.1.6 Mathematics Self-Concept (Selbstkonzept in Mathematik)	108
4.9.1.7 Mathematics Interest (Interesse an Mathematik)	108
4.9.1.8 Subjective Norms in Mathematics (subjektive Normen in Mathematik)	109
4.9.2Analysen	109
4.9.3Ergebnisse	110
4.9.3.1 Item- und Skalenanalysen	110
4.9.3.2 Inhaltliche Analysen	112
4.10Kombinationen aus Hintergrundmerkmalen und Persönlichkeitsmerkmalen	114
4.11Zusammenfassung	118
Literatur	118
5 IQ und EQ – ist der Mix entscheidend und macht der Problemtyp einen Unterschied?	120
Zusammenfassung	120
5.1Allgemeines	121
5.2Erhobene Konstrukte	121
5.2.1Emotionale Selbstwirksamkeit	122
5.2.2Allgemeine Selbstwirksamkeit	123
5.2.3Proaktive Einstellung	123
5.2.4Coping	123
5.2.5Selbstregulation	124
5.2.6Intelligenz	124
5.2.7Problemlösekompetenz	125
5.3Analysen	125
5.4Ergebnisse	126
5.4.1Skaleninformationen	126
5.4.2Inhaltliche Analysen	128
5.5Zusammenfassung und Schlussfolgerung	132
Literatur	133
6 Kombinatorik und Problemlösen?	135
Zusammenfassung	135
6.1Was ist Kombinatorik?	137
6.1.1Allgemeines Zählprinzip	137
6.1.2Permutation ohne Wiederholung	138
6.1.3Permutation mit Wiederholung	139
6.1.4Variation ohne Wiederholung	139
6.1.5Variation mit Wiederholung	140
6.1.6Kombination ohne Wiederholung	140
6.1.7Kombination mit Wiederholung	141
6.2Kombinatorik zum Problemlösenlernen?	142
6.2.1Lösungen mit Baumdiagrammen (Skizzen)	142
6.2.2Lösungen mit Gleichungen	142
6.2.3Lösungen mit Lösungsgraphen	143
6.2.4Lösungen mithilfe von Tabellen	143
6.3Wahrscheinlichkeiten und Kombinatorik	145
6.4Zusammenfassung	146
Literatur	146
7 Einflussfaktoren auf die Leistung in Kombinatorik	147
Zusammenfassung	147
7.1Allgemeines	148
7.2Operationalisierung der Konstrukte	148
7.2.1Sozialer Hintergrund	148
7.2.2Mathematische Fähigkeiten	149
7.2.3Mathematisches Interesse	149
7.2.4Note in Mathematik	149
7.2.5Lesekompetenz	149
7.2.6Intelligenz	149
7.2.7Kombinatorikfähigkeiten	150
7.2.7.1 Aufgabe zur Kombination	150
7.2.7.2 Aufgabe zum allgemeinen Zählprinzip	151
7.2.7.3 Aufgabe zur Permutation	151
7.2.7.4 Aufgabe zum synthetischen Problemlösen	152
7.3Analysen	152
7.4Ergebnisse	153
7.5Zusammenfassung	158
Literatur	158
8 Strategien zur Lösung von Kombinatorikaufgaben	159
Zusammenfassung	159
8.1Allgemeines	159
8.2Operationalisierung der Strategien	161
8.3Vorgegebene Aufgaben	162
8.4Analysen	163
8.5Ergebnisse	164
8.5.1Kombination und Variation mit den Eiskugeln	164
8.5.2Variation und Kombination mit den Autos	166
8.5.3Permutation mit den Tieren (3 und 4 Elemente)	167
8.5.4Vergleich Papier-Bleistift-Lösungen vs. Einzelsetting mit Materialien	168
8.6Exkurs: Lösungsstrategien bei Erwachsenen	170
8.6.1Kombination und Variation mit den Eiskugeln (Erwachsene)	170
8.6.2Kombination mit den Autos (Erwachsene)	173
8.6.3Permutation mit den Tieren (3 und 4 Elemente)	173
8.7Vergleich Lösungshäufigkeiten und Strategien	175
8.8Zusammenfassung	175
Literatur	176
9 Wie kann man die Kombinatorikleistung verbessern?	177
Zusammenfassung	177
9.1Allgemeines	178
9.2Analysen	180
9.3Ergebnisse	180
9.3.1Voranalysen	180
9.3.1.1 ICC	180
9.3.1.2 Kombinatorikleistung vor der Intervention	180
9.3.2Leistungszuwachs	181
9.3.2.1 Handlungsorientierter Unterricht	181
9.3.2.2 Arbeitsblattunterricht	182
9.3.3Tiefergehende Analysen	182
9.3.3.1 Interaktionen	182
9.3.3.2 Geschlecht und Leistungsverbesserung	183
9.3.3.3 Alter und Leistungsverbesserung	183
9.3.3.4 Sozioökonomischer Hintergrund und Leistungsverbesserung	184
9.3.3.5 Mathematische Fähigkeiten und Leistungsverbesserung	184
9.3.4Mathematisches Interesse und Leistungsverbesserung	184
9.4Zusammenfassung	185
Literatur	185
10 Stochastische Fähigkeiten bei Spitzenschülern im Grundschulalter	186
Zusammenfassung	186
10.1Allgemeines	186
10.2Analysen	187
10.3Ergebnisse	187
10.4Zusammenfassung	188
11 Spielen und dabei Problemlösen lernen? Spiele zur Förderung von Problemlösekompetenzen	189
Zusammenfassung	189
11.1Allgemeines	189
11.2Brettspiele zur Kompetenzerweiterung im Bereich Problemlösen	190
11.2.1Uluru	190
11.2.1.1 Kurzbeschreibung des Brettspiels „Uluru“	190
11.2.1.2 Beispiel	191
11.2.1.3 Zusatzinformationen	191
11.2.1.4 Problemlöseanspruch	192
11.2.2Dimension	192
11.2.2.1 Kurzbeschreibung	193
11.2.2.2 Zusatzinformationen	194
11.2.2.3 Problemlöseanspruch	194
11.2.3Der bunte Hund	194
11.2.3.1 Kurzbeschreibung	195
11.2.3.2 Beispiel	195
11.2.3.3 Zusatzinformationen	196
11.2.3.4 Problemlöseanspruch	197
11.2.4Corona	197
11.2.4.1 Kurzbeschreibung	198
11.2.4.2 Beispiel	198
11.2.4.3 Zusatzinformationen	199
11.2.4.4 Problemlöseanspruch	199
11.2.5Scotland Yard (Master)	199
11.2.5.1 Kurzbeschreibung	199
11.2.5.2 Beispiel	200
11.2.5.3 Zusatzinformationen	200
11.2.5.4 Problemlöseanspruch	201
11.2.6Rush Hour	202
11.2.6.1 Kurzbeschreibung	202
11.2.6.2 Beispiel	202
11.2.6.3 Zusatzinformationen	203
11.2.6.4 Problemlöseanspruch	203
11.2.7Master Mind	203
11.2.7.1 Kurzbeschreibung	204
11.2.7.2 Beispiel	205
11.2.7.3 Zusatzinformationen	205
11.2.7.4 Problemlöseanspruch	205
11.2.8Big Band	206
11.2.8.1 Kurzbeschreibung	206
11.2.8.2 Beispiel	207
11.2.8.3 Zusatzinformationen	208
11.2.8.4 Problemlöseanspruch	208
11.2.9Pinguintanz	209
11.2.9.1 Kurzbeschreibung	209
11.2.9.2 Beispiel	210
11.2.9.3 Zusatzinformationen	210
11.2.9.4 Problemlöseanspruch	211
11.2.10 Allein im Drachenlabyrinth	211
11.2.10.1 Kurzbeschreibung	212
11.2.10.2 Zusatzinformationen	212
11.2.10.3 Problemlöseanspruch	212
11.2.11 Tatort Nachtexpress	212
11.2.11.1 Kurzbeschreibung	213
11.2.11.2 Beispiel	213
11.2.11.3 Zusatzinformationen	213
11.2.11.4 Problemlöseanspruch	214
11.2.12 EXIT	214
11.2.12.1 Kurzbeschreibung	214
11.2.12.2 Beispiel	214
11.2.12.3 Zusatzinformationen	214
11.2.12.4 Problemlöseanspruch	216
11.2.13 Metro Ville	216
11.2.13.1 Kurzbeschreibung	216
11.2.13.2 Beispiel	217
11.2.13.3 Zusatzinformationen	218
11.2.13.4 Problemlöseanspruch	218
11.2.14 Weitere Spiele zum Problemlösenlernen	218
11.2.14.1 Room Escape Games	218
11.2.14.2 Black Stories	219
11.3Zusammenfassung	219
Literatur	219
12 Handlungsorientierte Kombinatorikaufgaben für den Unterricht in der Primarstufe und der Sekundarstufe I	221
Zusammenfassung	221
12.1Allgemeines	221
12.2Problemlöseaufgaben aus der Kombinatorik für den Unterricht	222
12.2.1Bälle in Schachteln sortieren	222
12.2.2Stifte im Federpennal	222
12.2.3Autos	223
12.2.4Haus mit Lift und Treppen	223
12.2.5Restaurant	224
12.2.6Test	225
12.2.7Schüler kommen in die Klasse	225
12.2.8Tresor	226
12.2.9Licht	226
12.2.10 Badematten	227
12.2.11 Skilager	227
12.2.12 Snowboarden	228
12.2.13 Spielplatz	228
Literatur	229
13 Zusammenfassung und Resümee	230
Zusammenfassung	230
13.1Zu den Hintergrundvariablen	237
13.2Zu den Persönlichkeitsvariablen und zur Kognition	238
13.3Zu den kombinierten Merkmalen	240
13.4Weitere interessante Ergebnisse	241
Literatur	243
14 Ein neues dynamisches Modell zum Problemlösen/Ausblick	245
Zusammenfassung	245
14.1Vorschlag für ein dynamisches Modell	245
14.2Ausblick	250
Literatur	252

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