Das Projekt ProMaPrim (Programmieren im Mathematikunterricht der Primarstufe) ist ein Forschungsprojekt gegründet an der Universität Duisburg-Essen, Didaktik der Mathematik. Das Ziel des Projektes ist es, die Erforschung von Lernumgebungen zum Programmieren im Mathematikunterricht der Grundschule zu betreiben. Dabei wird die Programmierumgebung Scratch (scratch.mit.edu) verwendet.

Inhaltlich geht darum, mathematische Themen mit algorithmischen Strukturen in Reichweite von Grundschüler*innen der Klassen 3/4 zu identifizieren, die sich für diese Altersgruppe sowohl eignen, Gegenstand von lösbaren Programmierproblemen zu sein, als auch Gegenstand einer vertiefenden mathematischen Exploration. Das Projekt geht dabei zwei Forschungsfragen nach:

  • Forschungsfrage 1: Inwieweit gelingt es Schüler*innen in der Grundschule (Klasse 3/4), Elemente algorithmischer Strukturen aus mathematischer (Paper-Pencil-)Tätigkeit in kohärenten algorithmischen Strukturen auf Programmebene zu modellieren?
  • Forschungsfrage 2: Inwieweit erlangen diese Schüler*innen mit den fertigen Programmwerkzeugen weiteren Einblick in die mathematischen Zusammenhänge des Ausgangsproblems?

Die Forschungsmethodik des Projektes orientiert sich dabei an iterativen Zirkeln nach dem Design Research Forschungsansatz (Gravemeijer & Cobb, 2006; Prediger, Gravemeijer & Confrey, 2015). Der Forschungsprozess wird dabei in mehrere Teilsegmente aufgeteilt, so dass ggf. Teilprojekte entstehen. Der prospektive Forschungsverlauf ist dabei folgender Abbildung zu entnehmen:

ProMaPrim Projektverlauf

Promaprim prospektiver Projektverlauf

Im WS20/21 haben wir dem Design Research Ansatz folgend die erste Version der lokalen Instruktionstheorie formuliert. Die lokale Instruktionstheorie und der ihr zugrundeliegende Forschungsstand (Literaturstudium) und einem vorstudienähnlichen Erfahrungshintergrund aus Programmier-AGs (Schwätzer, 2018) wird auf der Seite Positionen näher erläutert.

Auf dieser Grundlage werden wir ebenfalls im WS20/21 damit beginnen, Module eines mathematikdidaktisch orientierten Programmierkurses zu entwerfen, bestehend zunächst aus einem Vorkursmodul (Adaption eines bereits empirisch erprobten Kurses, Einführung in informatische Grundideen und die Programmierumgebung Scratch) und eine ersten mathematischen Modul M1, in dem dann die Umsetzung und Vertiefung eines mathematischen Themas erfolgt.

In dem Design Research Prozess typischen Schleifen sollen dann immer wieder Kursmodule empirisch (z.B. durch Analyse von Screen- und Audiocaptures der Programmierprozesse von Kindern im pair-programming in verschiedenen Stichproben und Settings) erprobt und überarbeitet werden (siehe Folgeprozesse). Dabei fließen die Erfahrungen aus den Vorsegmenten optimierend in den Prozess mit ein. Das Ziel ist es, am Ende einen praktikablen und leicht einsetzbaren mathematikdidaktischen Programmier- und Forscherkurs für die Unterrichtspraxis zu entwickeln.


Literatur:

  • Gravemeijer, K. & Cobb, P. (2006). Design research from the learning design perpective. In J. Van den Akker, J. Van den Akker, K. Gravemeijer, S. McKenney & N. Nieveen (Hrsg.), Educational design research (S. 45–85). London, New York: Routledge.
  • Prediger, S., Gravemeijer, K. & Confrey, J. (2015). Design research with a focus on learning processes: an over-view on achievements and challenges. ZDM, 47(6), 877–891.
  • Schwätzer, U. (2018). Programmieren in der Grundschule: Erfahrungen | Scratch-Codes | Tipps & Tricks.