Geleitwort | 6 |
Danksagung | 7 |
Inhalt | 8 |
Abbildungsverzeichnis | 13 |
Tabellenverzeichnis | 18 |
Einleitung | 20 |
1 Zur Rolle von Darstellungen und Darstellungswechseln für das Lernen von Mathematik | 25 |
1.1 Darstellungen | 25 |
1.1.1 Formen von Darstellungen | 26 |
1.1.2 Darstellungen als Lernhilfe | 27 |
1.1.3 Darstellungen als Lernstoff | 32 |
1.1.4 Zwischenfazit | 36 |
1.2 Darstellungswechsel | 37 |
1.2.1 Darstellungswechsel als Bestandteil mathematischen Denkens und Handelns | 37 |
1.2.2 Darstellungswechsel als didaktisches Prinzip | 40 |
1.2.3 Darstellungswechsel als Lernziel | 43 |
1.2.4 Darstellungswechsel als Indikator für Operationsverständnis | 47 |
1.2.5 Darstellungswechsel als Übersetzungsprozess | 49 |
1.3 Zusammenfassung | 51 |
2 Zur Rolle von Darstellungen und Darstellungswechseln bei der Multiplikation | 53 |
2.1 Zur Bereichsspezifität des Darstellungswechsels | 53 |
2.2 Sachanalytische Aspekte zur Multiplikation natürlicher Zahlen | 54 |
2.3 Darstellungen der Multiplikation natürlicher Zahlen | 58 |
2.3.1 Bildliche Darstellungen | 59 |
2.3.2 Mathematisch-symbolische Darstellungen | 64 |
2.3.3 Sprachlich-symbolische Darstellungen | 66 |
2.4 Tragfähiger Darstellungswechsel bei der Multiplikation | 68 |
2.5 Zusammenfassung | 70 |
3 Darstellungswechsel aus produkt- und prozessorientierter Sicht – Darstellung des Forschungsstands | 71 |
3.1 Darstellungswechsel aus produktorientierter Perspektive | 72 |
3.1.1 Representational Competence | 73 |
3.1.2 Operations- und Zahlverständnis | 76 |
3.1.3 Darstellungswechsel als Fähigkeitskonglomerat | 84 |
3.1.4 Zwischenfazit | 87 |
3.2 Darstellungswechsel aus prozessorientierter Perspektive | 87 |
3.2.1 Problemlösen – Versprachlichen bildlicher Darstellungen | 88 |
3.2.2 Visuelle Strukturierungsfähigkeit | 89 |
3.2.3 Rechenaufgaben und Muster | 92 |
3.2.4 Zwischenfazit | 94 |
3.3 Zusammenfassung | 94 |
4 Lerntheoretische Grundlagen | 96 |
4.1 Zur besonderen Rolle von Darstellungen in der mathematischen Kommunikation | 96 |
4.1.1 Besondere epistemologische Situation der Mathematik | 97 |
4.1.2 Interaktion mit mathematischen Darstellungen | 102 |
4.1.3 Arbeiten in verschiedenen semiotischen Registern | 104 |
4.2 Darstellungswechsel als Lernprozess | 110 |
4.2.1 Darstellungswechsel aus sozial-konstruktivistischer Perspektive | 110 |
4.2.2 Darstellungswechsel aus epistemologischer Perspektive | 114 |
4.3 Zusammenfassung | 119 |
5 Forschungsdesign | 121 |
5.1 Von den Forschungsfragen zum Forschungsparadigma | 121 |
5.2 Konzeption der Interviewstudie | 125 |
5.2.1 Klinische Interviewmethode | 126 |
5.2.2 Interviewaufgaben | 128 |
5.2.3 Erhebung der Daten | 142 |
5.3 Auswertung der Daten | 144 |
5.3.1 Allgemeines zur Datenauswertung | 144 |
5.3.2 Auswertung der Daten mit dem epistemologischen Dreieck | 145 |
6 Analyse der Vorgehensweisen beim Darstellungswechsel | 149 |
6.1 Wie können Darstellungswechsel aus epistemologischer Perspektive beschrieben werden? | 150 |
6.1.1 Fallbeispiel Kieran | 151 |
6.1.2 Fallbeispiel Christos | 157 |
6.1.3 Zusammenfassung | 167 |
6.2 Welche Kriterien nutzen Kinder beim Darstellungswechsel? | 172 |
6.2.1 Fokussierung auf das Ergebnis | 173 |
6.2.2 Fokussierung auf einzelne Elemente | 184 |
6.2.3 Fokussierung auf die Relation der Elemente | 196 |
6.2.4 Zusammenfassung | 203 |
6.3 Wie konstant sind die Fokussierungen? | 204 |
6.3.1 Zusammenwirken verschiedener Fokussierungen innerhalb eines Darstellungswechsels | 204 |
6.3.2 Vergleich der Fokussierung über mehrere Darstellungswechsel | 222 |
6.3.3 Zusammenfassung | 225 |
6.4 Analyse der Vorgehensweisen bei der Variation | 226 |
6.4.1 Wie variieren Kinder Darstellungen? Variationen aus epistemologischer Perspektive | 226 |
6.4.2 Welche Schwierigkeiten können bei der Aufgabe der Variation auftreten? | 238 |
6.4.3 Welche Besonderheiten können bei der Variation auftreten? | 249 |
6.4.4 Wie konstant sind die Fokussierungen bei der Variation? | 263 |
6.4.5 Zusammenfassung | 276 |
7 Zusammenfassung und Ausblick | 278 |
7.1 Zentrale Ergebnisse | 279 |
7.2 Ausblick | 283 |
7.2.1 Konsequenzen für die Forschung | 283 |
7.2.2 Konsequenzen für den Mathematikunterricht | 285 |
7.2.3 Weiterführende Fragen | 287 |
Literaturverzeichnis | 289 |
Anhang | 306 |