Während eines Großteils ihrer Lehrkarriere verließ sich Carrie Stark auf Mathespiele, um ihre Schüler zu motivieren, in der Annahme, dass sie Konzepte wie Multiplikation lernen würden, indem sie sie in Aktion sehen würden. Die Kinder hatten viel Spaß, aber der Unterricht hielt nie.
Vor ein paar Jahren änderte sie ihren Ansatz und wandte sich einer direkteren Erklärung zu, nachdem sie eine Website über eine Reihe evidenzbasierter Praktiken namens Mathematik gefunden hatte.
„Ich konnte den Zusammenhang zwischen Spiel und Multiplikation erkennen, aber die Kinder stellten diesen Zusammenhang nicht her“, sagte Stark, ein Mathematiklehrer in einem Vorort von Kansas City. „Man muss die Inhalte explizit vermitteln.“
Während US-Schulen daran arbeiten, die während der Pandemie eingebrochenen Mathematikergebnisse wieder in den Griff zu bekommen, drängen einige Forscher darauf, einer Reihe forschungsbasierter Mathematikunterrichtspraktiken mehr Aufmerksamkeit zu schenken. Die Bewegung hat leidenschaftliche Unterstützer, aber sie steckt noch in den Kinderschuhen, insbesondere wenn man sie mit der phonetischen „Wissenschaft des Lesens“ vergleicht, die zu Veränderungen in der Art und Weise geführt hat, wie in Klassenzimmern im ganzen Land Alphabetisierung thematisiert wird.
Experten sagen, dass die Mathematikforschung nicht so viel Geld oder Aufmerksamkeit erhalten hat, insbesondere über die Grundstufe hinaus. Unterdessen funktioniert der Mathematikunterricht, den die Schulen derzeit nutzen, nicht sehr gut. Die Vereinigten Staaten liegen bei den Mathematikleistungen hinter anderen Ländern mit hohem Einkommen zurück, und in letzter Zeit schließen immer mehr Schüler die High School mit Defiziten in grundlegenden Mathematikkenntnissen ab.
Befürworter sagen, dass Lehrpraktiken, die auf quantitativer Forschung basieren, hilfreich sein könnten, sie werden jedoch weiterhin betont.
„Ich glaube nicht, dass die Bewegung noch an Dynamik gewonnen hat. Ich denke, das ist eine Idee“, sagte Matthew Burns, Professor für Sonderpädagogik an der University of Missouri, der zu den Forschern gehörte, die bei der Erstellung einer Website über die Wissenschaft der Mathematik als Ressource für Lehrer mitgewirkt haben.
WAS IST DIE WISSENSCHAFT DER MATHEMATIK?
Es gibt Debatten darüber, welche evidenzbasierten Praktiken in die mathematische Wissenschaft fallen, aber die Forscher sind sich über einige grundlegende Ideen einig.
Oberstes Prinzip: Der Mathematikunterricht sollte systematisch und explizit sein. Lehrer müssen klare und präzise Anweisungen geben und neue Konzepte in kleinen Abschnitten einführen, während sie gleichzeitig auf älteren Konzepten aufbauen. Solche Ansätze wurden durch Dutzende Studien des Institute of Education Sciences, einer Zweigstelle des US-Bildungsministeriums, die Unterrichtspraktiken bewertet, bestätigt.
Diese Ausrichtung steht im Gegensatz zu explorativen oder forschenden Bildungsmodellen, bei denen die Schüler unter Anleitung des Lehrers Konzepte selbst erforschen und entdecken. Es ist unklar, welche Ansätze in Schulen am weitesten verbreitet sind.
In mancher Hinsicht ähneln Best Practices in der Mathematik der Wissenschaft des Lesens, die den Schwerpunkt auf detaillierte und explizite Lautlehre legt, anstatt Kinder anhand von Bildern oder kontextbezogenen Hinweisen erraten zu lassen, wie ein Wort zu lesen ist. Nachdem die Wissenschaft des Lesens an Bedeutung gewonnen hatte, verabschiedeten 18 Bundesstaaten in nur drei Jahren Gesetze, die Lehrer dazu verpflichteten, beim Leseunterricht evidenzbasierte Methoden anzuwenden.
Margie Howells, eine Grundschullehrerin für Mathematik in Wheeling, West Virginia, recherchierte zunächst nach Best Practices, weil es nicht so viele Ressourcen für Dyskalkulie, eine Mathe-Lernstörung, gab wie für Legasthenie. Nachdem sie etwas über die Wissenschaft der mathematischen Bewegung gelesen hatte, äußerte sie sich ausführlicher zu Dingen, von denen sie annahm, dass sie die Schüler verstanden hätten, wie zum Beispiel, dass die horizontale Linie in einem Bruch dasselbe bedeutete wie ein Divisionszeichen.
„Ich unterrichte viel mehr Vokabeln und Erklärungen von Symbolen, damit die Schüler ein ganzheitliches Verständnis haben“, sagte Howells, der an der Entwicklung eines naturwissenschaftlichen Nachhilfeprogramms für Schüler mit Dyskalkulie und anderen Lernschwierigkeiten arbeitet.
DIE SOGENANNTEN MATHEMATISCHEN KRIEGE
Einige Elemente des Mathematikunterrichts betonen allgemeine Konzepte. Bei anderen geht es darum, das Rechnen zu lernen. Im Laufe der Jahrzehnte wurden Zusammenstöße zwischen Denkrichtungen, die die eine oder andere befürworteten, als „Mathekriege“ bezeichnet. Ein Schlüsselprinzip der mathematischen Bewegungswissenschaft ist, dass beides wichtig ist und dass Lehrer das prozedurale und konzeptionelle Verständnis fördern sollten.
„Wir müssen das alles gleichzeitig tun“, sagte Stark.
Wenn Stark ein Problem mit einer langen Division demonstriert, schreibt sie die Schritte zur Berechnung der Lösung auf, während die Schüler eine Tafel oder Blöcke verwenden, um das Problem konzeptionell zu verstehen.
Stark hilft anderen Lehrern an ihrer Schule, Schüler in Schwierigkeiten zu unterstützen – etwas, wozu sie sich trotz 20 Jahren Unterrichtserfahrung nicht in der Lage fühlte. Die meisten Ressourcen, die sie online fand, schlugen lediglich verschiedene Mathe-Spiele vor. Also recherchierte sie online, meldete sich für eine spezielle Schulung an und begann, sich mehr auf die Grundlagen zu konzentrieren.
Einer Fünftklässlerin, die Schwierigkeiten mit Brüchen hatte, lernte sie explizit äquivalente Brüche aus der dritten Klasse nach – zum Beispiel, warum zwei Viertel gleich einer Hälfte sind. Er hatte drei Jahre lang mit ihr zusammengearbeitet, aber das war das erste Mal, dass sie ihn sagen hörte: „Jetzt verstehe ich es vollkommen!“
„Er hat den Erfolg wirklich gespürt. Er war sehr stolz auf sich“, sagte Stark.
Skeptiker der Mathematik stellen jedoch die Betonung des Lernens von Algorithmen und schrittweisen Rechenverfahren in Frage. Befürworter halten sie für notwendig, ebenso wie das Auswendiglernen mathematischer Fakten (grundlegende Operationen wie 3×5 oder 7+9) und regelmäßiges Üben auf Zeit – Ansätze, die oft mit nervenaufreibenden Übungen und Arbeitsblättern verbunden sind.
Mathematik ist „eine kreative, künstlerische, unterhaltsame Aktivität voller Überlegungen. Und es unterscheidet sich stark von Algorithmen“, sagte Nick Wasserman, Professor für Mathematikdidaktik am Teachers College der Columbia University.
Befürworter argumentieren, dass die Beherrschung mathematischer Fakten die Voraussetzungen für kreative Problemlösung schafft, indem das Arbeitsgedächtnis freigesetzt wird – und dass Forschen, Kreativität und Zusammenarbeit nach wie vor für den Erfolg der Schüler von entscheidender Bedeutung sind.
„Wenn wir diese Dichotomie haben, entsteht eine unnötige Kluft und eine gefährliche Kluft“, sagte Elizabeth Hughes, Professorin für Sonderpädagogik an der Penn State und führend in der mathematischen Bewegungswissenschaft. Die Menschen haben das Bedürfnis, sich zwischen „Team-Algorithmen“ und „Team-Erkundungen“ zu entscheiden, aber „wir brauchen wirklich beides“.
Eine größere Bedeutung des Lesens?
Best Practices sind eine Sache. Einige sind sich jedoch nicht einig, dass es eine „Wissenschaft der Mathematik“ in gleicher Weise wie die des Lesens gibt. Es gibt einfach nicht das gleiche Forschungsvolumen, sagte der Bildungsforscher Tom Loveless.
„Lesen ist ein Thema, bei dem wir viel mehr gute, fundierte Ursachenforschung haben, die den Unterricht mit dem Erfolg der Schüler in Verbindung bringen kann“, sagte er.
Für einige spiegelt der weniger fortgeschrittene Stand der Mathematikforschung gesellschaftliche Werte und die Tatsache wider, dass sich viele Lehrer selbst stärker für das Lesen interessiert fühlen. Viele Grundschullehrer zweifeln an ihren eigenen Fähigkeiten in Mathematik und haben Angst davor, Mathematik zu unterrichten.
„Viele von uns werden bereitwillig zugeben, dass wir in Mathe nicht gut waren“, sagte Daniel Ansari, Professor für kognitive Neurowissenschaften an der Western University in Kanada. „Wenn ich Analphabet wäre, würde ich es niemandem erzählen.“
Dennoch, so Ansari, gebe es genügend Forschungsergebnisse, um im Klassenzimmer etwas zu bewirken.
„Wir verstehen einige der Dinge, die wirklich funktionieren“, sagte er, „und wir wissen, einige der Dinge, für die es sich nicht lohnt, Zeit zu investieren.“
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Die Education Reporting Collaborative, ein Zusammenschluss von acht Nachrichtenredaktionen, dokumentiert die Mathematikkrise, mit der Schulen konfrontiert sind, und hebt die erzielten Fortschritte hervor. Zu den Kooperationsmitgliedern gehören AL.com, The Associated Press, The Christian Science Monitor, The Dallas Morning News, The Hechinger Report, Idaho Education News, The Post and Courier in South Carolina und The Seattle Times.
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