Die Forschung unterstreicht die Leistungsfähigkeit interaktiver, gestenbasierter Lektionen bei der Vermittlung abstrakter Mathematikkonzepte

Forscher der Colorado State University untersuchen, wie die nonverbale Kommunikation von Lehrkräften genutzt werden könnte, um Bildungsziele zu erreichen und das individuelle Lernen rund um abstrakte Mathematikkonzepte zu unterstützen.

Die Arbeit wird von Professor Hortensia Soto geleitet und in einem neuen Artikel beschrieben veröffentlicht In Probleme, Ressourcen und Probleme im Mathematik-Grundstudium (PRIMUS). Der Artikel zeigt, wie Gesten und Körpersprache verwendet werden können, um abstrakte algebraische Ideen zu erklären, mit denen sich Schüler mit formalen Lehrmethoden möglicherweise nur schwer auseinandersetzen können.

Die Arbeit erweitert Sotos Forschung zur verkörperten Kognition im Mathematikunterricht – indem er körperliche Gesten zusammen mit Sprache verwendet, um Schüler bei der Entwicklung und Kommunikation von Bedeutungen zu unterstützen. Um dieses Konzept in der Arbeit zu untersuchen, untersuchten Soto und ihr Team die Art und Weise, wie Lehrer und Studenten im Grundstudium in einem Klassenzimmer für abstrakte Algebra interagierten, bei dem die wechselseitige Beteiligung und die nonverbale Kommunikation im Vordergrund standen.

Der Artikel untersucht, wie die daraus resultierenden organischen Interaktionen im gesamten Klassenzimmer die Aufmerksamkeit auf Schlüsselkonzepte lenkten und gleichzeitig Gerechtigkeit förderten und unterschiedliche Lernbedürfnisse unterstützten.

„Ein Teil dieses Experiments bestand darin, den Schülern Raum zu geben, sich frei zu fühlen, mit Gesten Kommentare abzugeben – nicht nur durch Schreiben oder Sprechen, sondern durch ihren Körper“, sagte Soto, der der Fakultät für Mathematik angehört. „Das geschah bereits auf organische Weise, aber diese Arbeit zeigt, wie Lehrer mit diesem Instinkt der Schüler interagieren und ihn stärken können, um das Lernen über mehrere Sinne zu unterstützen.“

Um dieses Konzept zu veranschaulichen, stellte Soto fest, dass vielen Kindern oft beigebracht wird, dass das Abzählen an den Fingern nicht die „richtige“ Art ist, Mathematik zu machen. Der Einsatz von Fingern oder anderen Arten von Körperbewegungen kann jedoch die kognitive Belastung verringern, die zum Erlernen von etwas Neuem erforderlich ist, und kommt Schülern, Lehrern und sogar Mathematikern zugute. Ebenso kann die Einbeziehung physischer Materialien in den Unterricht den Schülern ein weiteres Medium bieten, das ihnen hilft, schwer zu verbalisierende Ideen auszudrücken.

Der Aufsatz dokumentiert und untersucht diese Art von Aktivitäten, bei denen der Lehrer die Schüler durch Gesten zur Teilnahme aufforderte oder die organische Körpersprache eines Schülers wiederverwendete, um den Unterricht voranzutreiben. Soto sagte, dass es keinen einzigen „richtigen Weg“ gibt, diese Art von Aktivitäten in den Unterricht zu integrieren, dass sie jedoch wirkungsvolle Werkzeuge sein können, um das Lernen zu unterstützen und Konzepte zu vermitteln.

„Wir übermitteln Informationen durch den Körper an andere, bevor wir sprechen. Erst viel später erhalten wir Symbole, mit denen wir unsere Gedanken und Worte niederschreiben können“, sagte sie. „Allzu oft beginnen wir mit einer sehr formellen Art und Weise, diese Konzepte zu unterrichten, weil es uns so beigebracht wurde und die Schüler möglicherweise nicht darauf vorbereitet sind.“

Soto sagte, dass Schüler, die mit diesem Ansatz lernen, den Stoff in einer Bewertungsumgebung möglicherweise besser verstehen oder auch nicht. Stattdessen sagte sie, dass das Ziel eines solchen Ansatzes darin bestehe, die Beherrschung abstrakter Konzepte zu fördern und die Schüler besser auf die Auseinandersetzung mit den folgenden formalen Definitionen, Theoremen und Beweisen vorzubereiten.

Alissa Romero, Mitautorin des Papiers und Doktorandin an der CSU, sagte, die Arbeit habe praktische Auswirkungen für Lehrer aller Klassenstufen und beschränke sich nicht nur auf Gesten.

„Ein Lehrer könnte eine mathematische Idee auch anhand alltäglicher Erfahrungen formulieren, bevor er beispielsweise eine formale mathematische Definition oder einen Satz einführt“, sagte sie.

Jessi Lajos ist außerdem Co-Autorin des Artikels und Assistenzprofessorin an der Utah State University. Lajos sagte, dass die Aufmerksamkeit des Lehrers für die Unterrichtsaktivitäten und der Einsatz von Verkörperung nicht nur die Fähigkeit des Schülers zum abstrakten Denken unterstützte, sondern auch Spiel und Freude in den Unterricht brachte.

Soto sagte, die Forschung zeige, dass der Nachweis des Lernens im Klassenzimmer nicht wie etwas Prozedurales oder Formales aussehen müsse.

„Nicht jeder ist für den Formalismus bereit, und Lehrer können auf ihre eigene Weise Aktivitäten entwickeln, die fördern, was die Schüler mit ihren Körpern sagen“, sagte sie.

„Es erfordert Kreativität und ein Umdenken bei der Art und Weise, wie wir abstrakte Mathematikkonzepte vermitteln, aber Sie können damit beginnen, sie wissen zu lassen, dass Ihre Geste mir gerade etwas darüber gesagt hat, was Sie verstanden haben.“