Wie Lehrkräfte mit digitalen Tools und cleveren Konzepten algorithmisches Denken in den Mathematikunterricht integrieren
Forschungsfrage: Wie müsste das Verständnis von Algorithmen und ihre Anwendung in digitalen Tools im Mathematikunterricht behandelt werden?
Forschungswerkstatt: „Medienbildung im Fachunterricht. Games, Tools und Medienkompetenz“ 2024/25 – Andreas Hedrich
Autor*innen: Matthias Greenslade, Esther Hoesmann
Zusammenfassung:
Die Einbindung algorithmischer Denkweisen im Mathematikunterricht ist die Kompetenz D5.5 der digitalen Kompetenzen des aktuellen Hamburger Bildungsplans. Unser Forschungsprojekt widmete sich der Frage, wie Algorithmen didaktisch sinnvoll vermittelt und durch digitale Tools veranschaulicht werden können. Dabei stand weniger die technische Umsetzung im Vordergrund, sondern die Frage, wie Algorithmen als Werkzeuge zum Problemlösen genutzt werden können.
Methode:
In vier halbstrukturierten Interviews mit Mathelehrkräften aus zwei Hamburger Schulen wurden Erfahrungen, Einschätzungen und Herausforderungen rund um den Einsatz von Algorithmen erhoben. Die qualitative Auswertung nach Mayring erfolgte mit MAXQDA.
Ergebnisse:
Die befragten Lehrkräfte unterschieden zwischen Algorithmen als Handlungsvorschrift (z. B.: Rechenroutinen) und Algorithmen als programmierbare Abläufe, die selbst entwickelt und verstanden werden können. Letztere wurden vor allem von drei Lehrkräften als wertvolle Lerngelegenheit gesehen, insbesondere zur Förderung von analytischem Denken, Fachsprache und Selbstständigkeit.
Als Herausforderungen wurden beispielsweise genannt:
- Zeitmangel im Unterricht
- sprachliche Hürden bei der Formulierung von Handlungsanweisungen
- starke Leistungsunterschiede in der Klasse
- geringe Vorerfahrungen der Schüler:innen
Ein weiteres Problem ist, dass der Begriff „Algorithmus“ ist vielen Schüler:innen kaum bewusst ist, obwohl sie regelmäßig damit arbeiten. Dieses fehlende Bewusstsein führt zu einer geringen Transferleistung.
Algorithmen sind ein fester Bestandteil des Mathematikunterrichts, werden aber oft nicht als solche benannt oder bewusst reflektiert. Digitale Tools, wie GeoGebra oder Excel, werden von den Lehrkräften als hilfreiche Medien genannt, um algorithmisches Denken sichtbar und nachvollziehbar zu machen. Sie fördern eine aktive Auseinandersetzung, schnelles Feedback und sind Motivationsfördern.
Fazit:
Algorithmen eröffnen vielfältige didaktische Potenziale, wenn sie nicht nur als „Kochrezepte“ vorgegeben werden, sondern als kreative Werkzeuge zur Lösung mathematischer Probleme. Digitale Tools können hierbei helfen. Trotzdem braucht Algorithmisches Denken mehr Raum und Zeit im Mathematikunterricht. Lehrkräfte sehen zwar großes Potenzial, kämpfen aber mit strukturellen und didaktischen Hürden. Die gezielte Förderung algorithmischen Denkens kann so nicht nur mathematische Kompetenzen stärken, sondern auch die zentralen digitalen Schlüsselkompetenzen fördern.
Poster:
