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Rekonstruktion diagrammatischen Schließens beim Erlernen der Subtraktion negativer Zahlen

Vergleich zweier methodischer Zugänge

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Zeichen und Sprache im Mathematikunterricht
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Zusammenfassung

Diagrammatisches Schließen wird im Zusammenhang mit dem Lernen von Mathematik und ihrer Symbolsprache als wesentliche Theorie der Wissenskonstruktion diskutiert. Dabei wird häufig davon ausgegangen, dass die Wissenskonstruktion im Sinne diagrammatischen Schließens erfolgt. Deskriptive Rekonstruktionen diagrammatischen Schließens bei Lernenden stellen jedoch ein Desiderat der mathematikdidaktischen Forschung dar. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der Fragestellung, wie sich diagrammatisches Schließen bei Lernenden rekonstruieren lässt. Als mögliche Werkzeuge für eine solche Rekonstruktion werden Toulmins Argumentationsschema und Vergnauds Schema-Begriff exemplarisch auf das diagrammatische Schließen eines Schülerpaars beim Einstieg in die Subtraktion negativer Zahlen angewandt. Abschließend wird die tatsächliche Eignung der beiden Ansätze zur Rekonstruktion diagrammatischen Schließens diskutiert.

Abstract

Diagrammatic reasoning is discussed as an essential theory for explaining the process of knowledge construction in the context of learning mathematics and its symbolic language. These ideas base on the proposition that constructing knowledge takes place in the sense of diagrammatic reasoning. However, descriptive reconstructions of students’ actual processes of diagrammatic reasoning are a desideratum in the research of mathematics education. In this paper, we compare Toulmin’s scheme of argumentation and Vergnaud’s theory of schemes as tools for the reconstruction of student’s diagrammatic reasoning in the context of the subtraction of negative numbers. Finally, we discuss the suitability of both tools for reconstructing diagrammatic reasoning.

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Notes

  1. 1.

    An dieser Stelle soll auf eine allzu ausgedehnte Erklärung der Begriffe Diagramm, Zeichen, Ikon, Index und Symbol verzichtet werden. Als weiterführende Literatur zu diesen Begriffen empfehlen wir Hoffmann 2001, 2005 sowie Brunner 2009.

Literatur

  • Bakker A, Hoffmann MHG (2005) Diagrammatic reasoning as the basis for developing concepts: a semiotic analysis of students’ learning about statistical distribution. Educ Stud Math 60(3):333–358. https://doi.org/10.1007/s10649-005-5536-8

    Article  Google Scholar 

  • Beth EW, Piaget J (1966) Mathematical epistemology and psychology. Reidel, Dordrecht

    MATH  Google Scholar 

  • Bohnsack R (2014) Rekonstruktive Sozialforschung, 9. Aufl. Budrich, Opladen & Toronto

    Google Scholar 

  • Brunner M (2009) Lernen von Mathematik als Erwerb von Erfahrungen im Umgang mit Zeichen und Diagrammen. J Math-Didaktik 30(3/4):206–231

    Article  Google Scholar 

  • Dörfler W (2006) Diagramme und Mathematikunterricht. J Math-Didaktik 27(3/4):200–219

    Article  Google Scholar 

  • Dörfler W (2016) Signs and their use: Peirce and Wittgenstein. In: Bikner-Ahsbahs A (Hrsg) Theories in and of mathematics education. Springer, Cham, S 21–31. https://doi.org/10.1007/978-3-319-42589-4_4

  • Fetzer M (2011) Wie argumentieren Grundschulkinder im Mathemathematikunterricht? Eine argumentationstheoretische Perspektive. J Math-Didaktik 32(1):27–51. https://doi.org/10.1007/s13138-010-0021-z

    Article  Google Scholar 

  • Freudenthal H (1983) Didactical phenomenology of mathematical structures. Reidel, Dordrecht

    Google Scholar 

  • Glade M (2016) Individuelle Prozesse der fortschreitenden Schematisierung. Springer Fachmedien, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-11254-7

    Book  Google Scholar 

  • Hattermann M (2011) Der Zugmodus in 3D-dynamischen Geometriesystemen(DGS). Vieweg + Teubner, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-8348-8207-3

    Book  Google Scholar 

  • Hoffmann MHG (2001) Peirces Zeichenbegriff: seine Funktionen, seine phänomenologische Grundlegung und seine Differenzierung. Bielefeld. https://www.researchgate.net/publication/228367348_Peirces_Zeichenbegriff_seine_Funktionen_seine_phanomenologische_Grundlegung_und_seine_Differenzierung. Zugegriffen: 30. März 2019).

  • Hoffmann MHG (2005) Erkenntnisentwicklung. Ein semiotisch-pragmatischer Ansatz. Klostermann, Frankfurt a. M.

    Google Scholar 

  • Hoffmann MHG (2009) Über die Bedingungen der Möglichkeit durch diagrammatisches Denken etwas zu lernen: Diagrammgebrauch in Logik und Arithmetik. Z Semiotik 31(3/4):241–274

    Google Scholar 

  • Kadunz G (2014) Constructing knowledge by transformation, diagrammatic reasoning in practice, 141–153. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-3489-4

  • Kindt W (2008) Die Rolle sprachlicher Indikatoren für Argumentationsanalysen: Ein Ergebnisbericht aus der Linguistischen Rhetorik. In: Kreuzbauer G, Gratzl N, Hiebl E (Hrsg) Rhetorische Wissenschaft: Rede und Argumentation in Theorie und Praxis. LIT, Wien, S 147–162

    Google Scholar 

  • Knipping C (2003) Beweisprozesse in der Unterrichtspraxis. Vergleichende Analysen von Mathematikunterricht in Deutschland und Frankreich. Franzbecker, Hildesheim

    Book  Google Scholar 

  • Krummheuer G (2013) The relationship between diagrammatic argumentation and narrative argumentation in the context of the development of mathematical thinking in the early years. Educ Stud Math 84(2):249–265

    Article  Google Scholar 

  • Krummheuer G, Fetzer M (2004) Der Alltag im Mathematikunterricht: Beobachten, Verstehen, Gestalten. Springer Spektrum, Wiesbaden

    Google Scholar 

  • Malik S (2018) Analyse diagrammatischen Denkens von Schülerinnen und Schülern im Umgang mit ganzen Zahlen. Unveröffentlichte Masterarbeit, Universität Paderborn

    Google Scholar 

  • Meyer M (2007) Entdecken und Begründen im Mathematikunterricht. Von der Abduktion zum Argument. Franzbecker, Hildesheim

    Book  Google Scholar 

  • Peirce CS (1976a) The new elements of mathematics (C Eisele, Hrsg) Mathematical philosophy (Bd. 3/1). Mouton Publishers, The Hague.

    Google Scholar 

  • Peirce CS (1976b). The new elements of mathematics (C Eisele, Hrsg) Mathematical philosophy (Bd. 4). Mouton Publishers, The Hague

    Google Scholar 

  • Peirce CS (1990) Semiotische Schriften Band 2. (C Kloesel & H Pape, Hrsg). Frankfurt a. M.: Suhrkamp

    Google Scholar 

  • Prediger S (2005) „Auch will ich Lernprozesse beobachten, um besser Mathematik zu verstehen.“. Didaktische Rekonstruktion als mathematikdidaktischer Forschungsansatz zur Restrukturierung von Mathematik. mathematica didactica 28(2):23–47

    Google Scholar 

  • Rabardel P (2002) People and Technology: a cognitive approach to contemporary instruments. https://halshs.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/1020705/filename/people_and_technology.pdf. Zugegriffen: 30. März 2019

  • Reichertz J (2013) Die Abduktion in der qualitativen Sozialforschung. Springer Fachmedien, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-531-93163-0

    Book  Google Scholar 

  • Rezat S (2009) Das Mathematikbuch als Instrument des Schülers. Eine Studie zur Schulbuchnutzung in den Sekundarstufen. Vieweg + Teubner, Wiesbaden

    Book  Google Scholar 

  • Schumacher J (2018) Semiotische Analyse von Sinnkonstruktionsprozessen bei einem innermathematischen Zugang zum Erlernen negativer Zahlen. In: Fachgruppe Didaktik der Mathematik der Universität Paderborn (Hrsg) Beiträge zum Mathematikunterricht 2018. WTM, Münster

    Google Scholar 

  • Schütte M, Jung J (2016) Methodologie und methodisches Vorgehen Interpretativer Unterrichtsforschung am Beispiel inklusiven Lernens von Mathematik. Z Inklusion (4). https://www.inklusion-online.net/index.php/inklusion-online/article/view/320. Zugegriffen: 30. März 2019).

  • Toulmin SE (2003) The uses of argument. Cambridge University Press, Cambridge. https://doi.org/10.1017/CBO9780511840005

    Book  Google Scholar 

  • Vergnaud G (1996) The theory of conceptual fields. In: Steffe LP, Nesher P, Cobb P, Goldin GA, Greer B (Hrsg) Theories of mathematical learning. Erlbaum, Mahwah, S 219–239

    Google Scholar 

  • Vlassis J (2004) Making sense of the minus sign or becoming flexible in ‚negativity‘. Learn Instr 14(5):469–484

    Article  Google Scholar 

  • Vosniadou S (2014) Examining cognitive development from a conceptual change point of view: The framework theory approach. Eur J Dev Psychology 11(6):645–661

    Article  Google Scholar 

  • Wittmann EC, Müller GN (1990) Handbuch produktiver Rechenübungen. 1. Vom Einspluseins zum Einmaleins. Klett, Stuttgart

    Google Scholar 

  • Wittmann EC, Müller GN (1992) Handbuch produktiver Rechenübungen. 2. Vom halbschriftlichen zum schriftlichen Rechnen. Klett, Stuttgart

    Google Scholar 

  • Zwetzschler L (2015) Gleichwertigkeit von Termen. Springer, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-08770-8

    Book  Google Scholar 

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Schumacher, J., Rezat, S. (2020). Rekonstruktion diagrammatischen Schließens beim Erlernen der Subtraktion negativer Zahlen. In: Kadunz, G. (eds) Zeichen und Sprache im Mathematikunterricht. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-61194-4_5

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