In den letzten zwei Jahrzehnten haben Forscher große Fortschritte gemacht, um herauszufinden, wie Kinder Mathematik lernen, aber laut einem neuen Buch über Mathematikunterricht ist nur wenig von diesem neuen Wissen zu den Lehrern durchgesickert.
Die Kluft zwischen Forschung und Praxis ist besonders bedauerlich angesichts des aktuellen Stands der mathematischen Fähigkeiten amerikanischer Studenten, sagte Nancy Krasa, Co-Autorin von Wie Kinder Mathe lernen: Die Wissenschaft des Mathelernens in Forschung und Praxis.
„Amerikanische Kinder sind nicht gut in Mathe“, sagte Krasa, der außerordentlicher Assistenzprofessor für Psychologie an der Ohio State University ist.
„2019 nur ca Ein Viertel der Abiturienten erreicht oder über dem Leistungsniveau in Mathematik. Und alles deutet darauf hin, dass sich dies mit dem Lernverlust im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie nur noch verschlimmert hat.“
Aber es gibt eine Möglichkeit, diese Herausforderung zu meistern, so Krasa, der a lizenzierter Psychologe, spezialisiert auf Kinder mit Lernschwierigkeiteneinschließlich derjenigen, die Probleme mit Mathematik haben.
„Die wissenschaftliche Forschung darüber, wie Kinder Mathematik lernen, ist in den letzten 20 Jahren explodiert, mit Tausenden neuer Studien, die sich darauf konzentrieren, wie Kinder Zahlen und verschiedene andere Aspekte der Mathematik verstehen“, sagte sie.
„Das Problem ist, dass wenig von dieser Arbeit für Lehrer an vorderster Front zugänglich war.“
Krasa sagte, sie und ihre Co-Autoren, Karen Tzanetopoulos und Colleen Maasschrieb Wie Kinder Mathe lernen um Lehrern und Eltern die neuesten Entdeckungen im Mathematiklernen näher zu bringen und ihnen forschungsbasierte Möglichkeiten zu bieten, jungen Schülern die Grundlagen zu vermitteln. Das Buch konzentriert sich auf das Kleinkindalter durch das Lernen von Brüchen.
Ein gutes Beispiel für eine der neuen Entdeckungen ist das Erlernen räumlicher Fähigkeiten. Die Bedeutung räumlicher Fähigkeiten in der frühen Mathematik ist eine der entscheidenden Erkenntnisse, die es nicht bis zu den Lehrern der frühen Bildung geschafft hat, sagte Krasa.
Die meisten Menschen denken an räumliche Fähigkeiten in Bezug auf Geometrie, aber neuere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die räumlichen Fähigkeiten einer Person allgemeiner mit ihren mathematischen Fähigkeiten verbunden sind.
„Das ist etwas, wovon die meisten Lehrer keine Ahnung haben, aber die Ergebnisse sind bemerkenswert konsistent“, sagte sie.
„Was noch nicht ganz klar ist, ist, wie sie zusammenhängen – warum tun sich Menschen mit guten räumlichen Fähigkeiten leichter mit Mathe?“
Eine Hypothese ist, dass Menschen sich numerische Größen entlang einer mentalen Zahlenlinie vorstellen, als ob sie im Raum existieren würden. Eine reale Anwendung im Klassenzimmer ist, dass eine physische Zahlenreihe im Klassenzimmer bei richtiger Verwendung helfen kann, kleinen Kindern Zahlen beizubringen.
Untersuchungen zeigen jedoch, dass Kinder bereits vor der Schule mit der Entwicklung räumlicher Fähigkeiten beginnen. Eine Möglichkeit, wie sehr kleine Kinder räumliche Fähigkeiten erlernen, ist das Spielen mit Bauklötzen.
Einer lernen Krasa und ihre Co-Autoren erwähnen in dem Buch, dass, wenn Mütter und ihre 3-Jährigen zusammen mit Blöcken bauen, die Menge an räumlicher Sprache, verwandten Gesten und Planungsunterstützung, die die Mütter bieten, die mathematischen Fähigkeiten der Kinder in der ersten Klasse vorhersagen.
Die Auswirkungen des Spielens mit Bauklötzchen und seine Auswirkungen auf die räumlichen Fähigkeiten gehen weit über die frühen Klassen hinaus.
Andere lernen fanden heraus, dass die Blockbildungsfähigkeiten von Kindern im Vorschulalter ihre Auswahl an Mathematikkursen, Mathematiknoten und standardisierten Mathematikergebnissen an der High School vorhersagten.
Eine Implikation der jüngsten Forschung ist, dass Kinder früh im Leben auf räumliche Fähigkeiten untersucht werden sollten, ebenso wie auf Lesefähigkeiten, sagte Krasa. Die gute Nachricht: „Räumliche Fähigkeiten sind trainierbar, vor allem wenn wir frühzeitig erkennen können, wer Hilfe benötigt.“
Ein weiteres wichtiges Ergebnis der jüngsten Forschung sei die Bedeutung der Sprache beim Erlernen von Mathematik, sagte sie.
„Die mathematische Sprache ist sehr abstrakt. Mit vertrauten Begriffen, wie zum Beispiel „und“ anstelle von „plus“, können Schüler mathematische Konzepte besser verstehen.“
„Außerdem ist Mathematik nicht vom Lesen zu trennen. Untersuchungen haben gezeigt, dass Kinder mit Leseschwierigkeiten, insbesondere Legasthenie, einem großen Risiko ausgesetzt sind, in Mathematik zu versagen.“
Eine Studie ergab, dass 55 % der Kinder, bei denen im Kindergarten eine Sprachentwicklungsstörung diagnostiziert worden war, bis zur fünften Klasse ernsthafte mathematische Schwierigkeiten hatten – mehr als das Zehnfache der Rate in der Allgemeinbevölkerung.
Trotz der alarmierenden Statistiken über das Mathematikwissen amerikanischer Kinder sagte Krasa, die Arbeit an dem Buch habe sie davon überzeugt, dass die Situation nicht hoffnungslos sei.
„Ich glaube, dass mit der richtigen Unterstützung alle Kinder mit normaler Intelligenz Mathematik lernen können. Selbst mit Herausforderungen wie Armut, Lese- und Sprachbehinderungen, schwachen räumlichen Fähigkeiten und Aufmerksamkeitsproblemen können sie die grundlegenden Konzepte lernen und verstehen“, sagt sie sagte.
Der Schlüssel ist, dass die Schüler früh anfangen müssen, oder, wenn sie es nicht tun, müssen sie zurückgehen und mit den Grundlagen beginnen. Mathematische Fähigkeiten und Konzepte, die Schüler in der High School lernen, bauen auf denen aus der Grundschule auf – und diese bauen auf Fähigkeiten auf, die sie in der Vorschule und zu Hause gelernt haben.
Das bedeutet, dass viele der Probleme, mit denen Schüler in der High School konfrontiert sind, ihre Wurzeln in der frühen Mathematikerziehung haben.
„Wenn wir es richtig machen wollen, müssen wir von vorne anfangen“, sagte Krasa.
Das Versagen der USA im Mathematikunterricht sei nicht die Schuld der Lehrer, sagte sie. Sie geben ihr Bestes angesichts ihrer Ausbildung und der Herausforderungen, denen sie gegenüberstehen.
„Wir möchten, dass Lehrer über die neuesten Forschungsergebnisse darüber verfügen, wie Kinder Mathematik tatsächlich lernen, damit sie helfen können, das Ruder herumzureißen. Deshalb haben wir dieses Buch geschrieben.“
Das Buch bietet Aktivitäten, die für Lehrer und Eltern leicht verständlich sind, aber derzeit in den meisten Klassenzimmern nicht verwendet werden, sagte sie.
Diese neuen Ansätze werden dringend benötigt.
„Eindeutig funktioniert etwas im Mathematikunterricht in diesem Land nicht. Wir könnten es viel, viel besser machen“, sagte Krasa.