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This is the final volume of Heisenberg's Collected Works. It contains his papers on a (nonlinear) unified theory of elementary particles, as well as his contribution to superconductivity and multiparticle production. Especially interesting is the first group of papers, which is split intotwo sections dealing with, firstly, the formulation of the famous nonlinear spinor equation and, secondly,its applications. Among others the reader willfind a thorough discussion of Heisenberg's collaboration with W. Pauli on these matters. Illuminating annotations to the various sections in this volume have been provided by H. Koppe, R. Hagedorn and the editors.

This second Series A volume of Werner Heisenberg's Collected Works covers a period of about 15 years beginning with the early papers on quantum field theory in 1929/30 and ending with those on the scattering matrix (up to 1946). The reader will find Heisenberg contributions to Dirac's theory of the electron, to nuclear physics, to cosmic ray phenomena, and to reactor physics. The papers on the Uranium Project, classified for a long time and never fully published before, will certainly attract a wide audience. As in the first volume, each group of papers is furnished with an introduction in English by an eminent scientist. The contributing scientists are: R. Haag, A. Pais, C.F. von Weizsäcker, E. Bagge, K. Wirtz, and R. Oehme.

Die Forschung zum Pädagogischen Argumentieren untersucht, wie Lehrpersonen ihr Wissen nutzen, um zu produktiven Unterrichtshandlungen zu kommen. Es wird insbesondere angenommen, dass fachliches und fachdidaktisches Wissen relevant ist, um Vor- und Nachteile alternativer Unterrichtshandlungen in typischen Anforderungssituationen zu analysieren und so zu professionellen Entscheidungen zu gelangen. In der vorliegenden Arbeit wird die Nutzung des mathematikbezogenen fachlichen und fachdidaktischen Wissens von angehenden Mathematiklehrpersonen (Novizen) und qualifizierten Mathematiklehrpersonen (Experten) verglichen. Die dazu durchgeführten Studien liefern empirische Belege dafür, dass sich Expertise von Mathematiklehrpersonen auch in der Fähigkeit zeigt, verschiedene fachliche und fachdidaktische Argumente flexibel auf potentielle Unterrichtshandlungen beziehen zu können. Das fachliche und fachdidaktische Wissen entfaltet demnach seine Wirkung für die Unterrichtspraxis insbesondere dann, wenn dieses in Form von fachlichen und fachdidaktischen Argumenten integrativ auf Unterrichtshandlungen bezogen werden kann.

Wozu braucht man eigentlich Mathematik? Haben Sie sich das auch schon gefragt oder sind Sie selbst Mathematiker/-in und hören dies oft?Mathematik ist weit mehr als die Suche nach der nächsten Primzahl oder dem x-ten Beweis des Satzes von Pythagoras. Mathematik ist eine zentrale Schlüsseltechnologie für viele Wissenschaftsbereiche. Die Frage, ob es einen Klimawandel gibt und wie man Veränderungen im Klima beobachtet, kann ohne Mathematik genauso wenig beantwortet werden wie die Frage, wie sich eine Pandemie ausbreitet. Viele weitere Beispiele werden in dem Buch angesprochen.In einem lockeren Erzählstil erläutert der Autor, wo überall Mathematik verborgen ist und wie man mit einfachen Mitteln schon verstehen kann, wie brisante Probleme gelöst werden. Vorausgesetzt werden (je nach Kapitel) teils gar keine Mathematik-Vorkenntnisse bis maximal zum Abitur-Wissen.

Dieses Kaleidoskop zeigt, wie facettenreich und lebendig Mathematik ist – und lädt dazu ein, mehr über diese einzigartige Wissenschaft zu erfahren. Sorgfältig ausgewählte Beiträge spannen einen Bogen von zeitlosen Themen wie Zahlen, Unendlichkeiten, Dimensionen und Wahrscheinlichkeiten bis hin zu aktuellen Anwendungen in der Logistik, der Finanzwelt, der Kryptografie, der Medizin und anderen Feldern. Neben Ausschnitten aus klassischen mathematischen Texten werden aktuelle Beiträge präsentiert und durch eigens für diesen Band verfasste Abschnitte eingeordnet und abgerundet. Leicht verständliche, unterhaltsame Texte finden sich ebenso wie anspruchsvollere mathematische Herausforderungen. Ob Schülerinnen oder Schüler, Studierende, Lehrkräfte oder einfach nur alle, die bei „Pi“ nicht nur ein „e“ vermissen und an Torte denken wollen: Für jede und jeden ist etwas dabei, zum Stöbern und Schmökern, zum Ansehen und Durchblättern, zum Durcharbeiten und Mitdenken.Das Buch wurde fürden Abiturpreis der Deutschen Mathematiker-Vereinigung zusammengestellt und wird in diesem Rahmen traditionell als Preis an hervorragende Abiturientinnen und Abiturienten überreicht. Für die vorliegende dritte Auflage wurde das Buch aktualisiert und um einige Beiträge erweitert – insbesondere zu aktuellen Forschungs- und Anwendungsfeldern wie Künstliche Intelligenz, Quantencomputing und Epidemiologie.

Diagnostische Kompetenz ist eine der zentralen Kompetenzen von Lehrkräften. Diese Kompetenz hängt von der jeweiligen diagnostischen Situation ab. Das Analysieren von reichhaltigen Schüler•innendokumenten, wie sie zum Beispiel bei der Bearbeitung offener Lernangebote entstehen, wurde als diagnostische Situation bisher kaum betrachtet. Das vorliegende Buch widmet sich daher der Operationalisierung und Förderung diagnostischer Kompetenz bezüglich der Analyse von Schüler•innendokumenten zu offenen Lernangeboten der Arithmetik. Dazu wird eine Operationalisierung der diagnostischen Kompetenz und insbesondere des diagnostichen Denkens als Synthese bisheriger Forschung vorgeschlagen. Die Operationalisierung stützt sich auf die Adaption epistemischer Aktivitäten und einen adaptierten Prozess des Anpassens und Vergleichens. Weiter werden zwei empirische Studien vorgestellt, die die Wirksamkeit verschiedener Interventionen zur Förderung diagnostischer Kompetenz nachweisen können.

Dieses Buch bietet eine umfassende Darstellung der Geschichte der indischen Mathematiker und Statistiker und deckt viele fehlende Teile der wissenschaftlichen Darstellung der mathematischen und statistischen Forschung in Bengalen (heute Westbengalen), Indien, im 19. und 20. Jahrhundert ab. Dieses Buch gibt einen kurzen historischen Überblick über die Einrichtung der ersten beiden Abteilungen an einer indischen Universität, in denen Lehre und Forschung für Graduierte eingeführt wurden. Dies war eine einzigartige Auszeichnung für die 1857 gegründete Universität von Kalkutta. Auch die Gründung des weltberühmten Indischen Statistischen Instituts (ISI) in Kalkutta wird kurz beschrieben. Leben und Werk der 16 Pioniere der mathematischen Wissenschaft, die an oben genannten Institutionen und dem ersten indische Institut für Technologie (IIT) in Indien wirkten, werden in klarer Sprache dargestellt. Einige herausragende Gelehrte, die am ISI ausgebildet wurden, Indien aber dauerhaft verließen, werden in einem eigenen Kapitel kurz vorgestellt. Dieses Buch schließt eine seit langem bestehende Lücke in der Geschichte der modernen indischen Mathematik, was das Buch für Forscher in der Geschichte der Wissenschaft und der Mathematik sehr nützlich machen wird. Das Buch ist in sehr klarer Sprache geschrieben, mit wenig mathematischem oder statistischem Jargon, was es auch für allgemeine Leser mit Interesse an Wissenschaftsgeschichte, selbst mit nicht-mathematischem, nicht-statistischem Hintergrund, sehr lesbar macht. Dieses Buch ist eine klare Darstellung des Kampfes und des Erfolges der Forscher in den mathematischen Wissenschaften in Bengalen (einem wichtigen Teil des kolonialen Indiens), die vor der internationalen Gemeinschaft der mathematischen Wissenschaftler enthüllt wird. Echte Kenner werden den Wert des Buches zu schätzen wissen, da es viele vorherrschende Missverständnisse ausräumen wird.Die Übersetzung wurde mit Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt. Eine anschließende menschliche Überarbeitung erfolgte vor allem in Bezug auf den Inhalt.

Wesentliche Zielsetzung dieser Arbeit ist ein theoretisch fundierter und empirisch abgestützter Beitrag zur Messung einer Facette diagnostischer Kompetenz bei Lehrpersonen der Primarstufe – dem Erkennen von Stärken und Schwächen in Lösungen von Schülerinnen und Schülern im Größenbereich Gewichte. Diagnostische Kompetenz gilt als Grundlage dafür, den Grad von Verständnis in Lösungen von Schülerinnen und Schülern zu erkennen. Ebenso gilt sie als Voraussetzung dafür, fehlerhafte und richtige Überlegungen zu identifizieren und deren Genese zu interpretieren. Diagnostische Kompetenz reliabel und valide zu messen, gestaltet sich in der Umsetzung jedoch oft schwierig, da Kombinationen von Wissen und Können gemessen werden sollen. Oft findet deshalb in der Forschung eine Fokussierung auf die Urteilsakkuratheit statt. Um das Feld von Untersuchungen, bei denen die Urteilsakkuratheit als Paradigma im Vordergrund steht, zu erweitern, wurde ein Testinstrument entwickelt, mit dem der Fokus auf das Erkennen von Stärken und Schwächen gelegt wird. Auf der Basis der Ergebnisse der Arbeit kann gezeigt werden, dass einerseits das Erkennen von Stärken und Schwächen durch eine Intervention trainiert und verbessert werden kann und andererseits, dass diese Veränderungen mit dem dafür entwickelten Kompetenzmessinstrument erfasst werden können.

Politische Themen mit wissenschaftlichem Bezug werden medial immer präsenter. In Talkshows, Zeitungen und politischen Beratungsgremien finden oft Expertinnen und Experten mit Physikausbildung Gehör. Egal, ob es um Klimawandel, Finanzmarktcrashs, Pandemiepolitik oder erneuerbare Energien geht: wir müssen den Aussagen dieser Expertinnen und Experten blind vertrauen, wenn wir selbst kein Fachwissen besitzen. In diesem Buch werden physikalische Grundlagen hinter gesellschaftlich relevanten Themen auf eine allgemeinverständliche Weise erklärt. Dabei geht es vor allem darum, die für die Physik typischen Denkweisen klar zu machen. Auf welchen Grundlagen (Mechanik, Elektrodynamik, Quantentheorie, Feldtheorien, Relativitätstheorien, Statistische Physik) beruhen eigentlich physikalische Aussagen? Wie sind diese Grundlagen entstanden? Wie erstellt man in der Physik Modelle zur Beschreibung komplexer Themen? Was ist „Wahrheit'in Wissenschaften?Wie ist das Verhältnis von Modellen zur Wirklichkeit? Beim Beantworten dieser und vieler weiterer Fragen hat der Autor darauf geachtet, nur Mathematik vorauszusetzen, die das Niveau der Mittelstufe nicht überschreitet. Der vorliegende Band richtet sich an alle, die für Entscheidungen und Urteile ein einfaches aber solides Verständnis des physikalischen Denkens suchen: sei es im Alltag, in Unternehmen oder in der Politik.

Das Verstehen der Realsituation in Modellierungsaufgaben ist eine notwendige Bedingung für einen korrekten Lösungsprozess. Eine Determinante des Textverstehens ist das Leseziel. Durch dieses kann die Aufmerksamkeit beim Lesen und Verstehen eines Textes auf lesezielrelevante Informationen gerichtet werden. Das Leseziel sollte sich konkretisieren lassen, indem die zu einer Modellierungsaufgabe zugehörige Fragestellung dem Aufgabentext vorangestellt wird. Frühere Studien zeigen, dass die Spezifizierung des Leseziels über die Voranstellung von Fragestellungen vor den Text positive Effekte auf das Leseverhalten, das Textverstehen und die Effizienz dabei induzieren kann. In zwei Studien mit Lernenden der gymnasialen Oberstufe und aus Erweiterungskursen der Realschule wurde überprüft, inwiefern diese Ergebnisse sich auf Modellierungsaufgaben übertragen lassen. In Studie 1 (N = 192) wurde der Einfluss der Position der Fragestellung auf die Lese- und Bearbeitungsdauer, das Textverstehen unddas Mathematisieren bei Modellierungsaufgaben untersucht. In Studie 2 (N = 75) wurde zudem überprüft, inwiefern die Position der Fragestellung das Leseverhalten und die Aufmerksamkeitsallokation auf (ir-)relevante Informationen in den verschiedenen Phasen des Leseprozesses beeinflusst.

In diesem Buch wird die Suche nach extraterrestrischen Strukturen diskutiert, die möglicherweise künstlichen Ursprungs sind. Die Fahndung nach künstlichen, extraterrestrischen Objekten wird jedoch durch die extrem vielfältigen Erscheinungsformen von natürlichen Himmelkörpern erschwert. Trotzdem ist die gezielte Suche nach außerirdischen Maschinen von riesigen Ausmaßen eine Möglichkeit, extraterrestrische Intelligenz zu entdecken. Tatsächlich besteht die Möglichkeit, einige Beobachtungen von außergewöhnlichen Himmelsobjekten entweder im Zusammenhang mit exotischen natürlichen Phänomenen oder aber als solche Technologiesignaturen zu deuten. Extraterrestrische Maschinen könnten technologisch viel fortschrittlicher sein als ihre irdischen Gegenstücke. Im Rahmen des zweiten Erklärungsansatzes könnten modifizierte Sterne als stellare Maschinen dienen, ganze Planeten nach den Bedürfnissen ihrer Bewohner umgestaltet werden oder gigantische Megastrukturen ihre Heimatsterne verdunkeln. Auch in unserem Sonnensystem wären Signaturen von extraterrestrischen Maschinen denkbar. Entsprechend könnten Beobachtungen von einigen sich bewegenden Himmelsobjekten mitunter im Zusammenhang mit interstellaren Raumsonden oder extraterrestrischem Weltraumschrott interpretiert werden. Neben der Vorstellung von möglichen beobachteten Technologiesignaturen und deren natürlichen und künstlichen Erklärungsmodellen, werden in diesem Buch auch verwandte irdische Technikvorhaben mit den entsprechenden Beobachtungen verglichen. In diesem Zusammenhang könnte das Auffinden von extraterrestrischen Maschinen sogar die menschliche Technologieentwicklung verändern.

Sobald Sie sich eingehender mit der Geschichte der Mathematik beschäftigen, werden Sie auch auf Personen stoßen, deren Namen Ihnen bislang unbekannt waren oder von deren Bedeutung für die Entwicklung der Mathematik Sie bisher nichts wussten. Dieses Buch bietet Ihnen einen Einblick in das Leben und Wirken von 67 besonderen Persönlichkeiten aus dem europäischen Raum – und geht bei der Betrachtung der Einzelschicksale jeweils auch der Frage nach, warum diese Personen vergleichsweise unbekannt sind, warum sie regelrecht „vergessen“ wurden. Die Gründe dafür sind vielfältig und meist in den jeweiligen politischen, gesellschaftlichen oder individuellen Lebensumständen zu finden – viele wurden diskriminiert und konnten ihre Fähigkeiten gar nicht erst entfalten, andere waren Ihrer Zeit voraus und blieben lange Zeit unverstanden. Über die historische Einordnung hinaus werden einige der mathematischen Beiträge dieser Personen dargestellt – so ausgewählt, dass sie mit denin der gymnasialen Oberstufe üblicherweise vermittelten Kenntnissen nachvollzogen werden können. Die in diesem Buch enthaltenen Darstellungen beginnen mit Persönlichkeiten aus dem 16. Jahrhundert und schließen somit chronologisch an das Buch Geschichten aus der Mathematik desselben Autors an, sind aber unabhängig davon lesbar. Das Buch richtet sich an alle, die sich für die Entwicklung der Wissenschaften interessieren und dabei insbesondere ein tieferes Verständnis für die menschlichen Aspekte der Mathematik entwickeln möchten.

Die vorliegende Arbeit stellt die Konzeption und Evaluation des Lehr-Lern-Laborseminars MiRA-digital zum mathematischen Modellieren mit digitalen Werkzeugen dar. MiRA-digital wird als fachdidaktisches Seminar im Rahmen der ersten Phase der Lehrkräftebildung an der Universität Münster angeboten. Das Seminar zeichnet sich durch eine Theorie-Praxis-Verzahnung sowie komplexitätsreduzierte Rahmenbedingungen aus und zielt darauf ab, Mathematiklehramtsstudierende bereichsspezifisch (d.h. für den Unterrichtsbereich des mathematischen Modellierens mit digitalen Werkzeugen) zu professionalisieren. Die Evaluation des Seminars bezieht sich auf die Wirksamkeit dieser Professionalisierung und erfolgt mittels einer quantitativen quasi-experimentellen Interventionsstudie im Prä-Post-Design. Mit Fokus auf das bereichsspezifische Aufgabenwissen und das bereichsspezifische adaptive Interventionswissen wurden Daten von N = 165 Studierenden über vier Semester erhoben und kumulativ ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Entwicklung der beiden bereichsspezifischen Wissensarten positiv und signifikant durch die Teilnahme am Seminar MiRA-digital beeinflusst wird. In einem Lehr-Lern-Laborseminar zum mathematischen Modellieren ohne digitale Werkzeuge und einer Kontrollgruppe konnte hingegen keine umfassende signifikante Entwicklung dieser Wissensarten festgestellt werden. Damit wird die Wirksamkeit des Lehr-Lern-Laborseminars MiRA-digital bestätigt.

​Die Entwicklung von Flexibilität beim Rechnen gilt seit vielen Jahren als zentrales Ziel des Arithmetikunterrichts der Grundschule. Dennoch belegen die Ergebnisse empirischer Studien zu Vorgehensweisen von Kindern, dass viele Schüler•innen einen Hauptrechenweg bevorzugen und selten flexibel agieren. Flexibilität scheint sich also nicht automatisch zu entwickeln, sondern muss gezielt gefördert werden. Aufbauend auf Ergebnissen anderer Studien wurde für die vorliegende Untersuchung eine Unterrichtskonzeption zur kontinuierlichen Förderung von Flexibilität vom ersten bis zum vierten Schuljahr entwickelt und umgesetzt. Im Rahmen dieser längsschnittlichen Studie wurden die Vorgehensweisen der Schüler•innen beim Addieren und Subtrahieren sieben Mal im Projektzeitraum in leitfadengestützten Einzelinterviews erfasst, um anhand qualitativer Inhaltsanalyse mit darauf folgender Fallkontrastierung und Typenbildung charakteristische Entwicklungen im Grundschulverlauf rekonstruieren zu können. Alszentrales Ergebnis wird eine Typologie zur Einordnung der Vorgehensweisen beim Lösen von Additions- und Subtraktionsaufgaben vorgestellt, anhand derer Fort- und Rückschritte im Entwicklungsverlauf dokumentiert werden können.

Im Mathematikunterricht stehen Lehrkräfte tagtäglich vor der Aufgabe, das Verhalten ihrer Schülerinnen und Schüler zu verstehen. Sie sehen, was die Lernenden tun, und hören, was sie sagen. Und sie fragen sich dann: Was erleben die Lernenden, wenn sie tun, was sie tun, und sagen, was sie sagen? Die vorliegende Arbeit rückt diesen Prozess des Fremdverstehens von Lehrkräften im Mathematikunterricht ins Zentrum des Forschungsinteresses und setzt sich zum Ziel, ihn empirisch zu rekonstruieren und theoretisch zu beschreiben. Auf diese Weise trägt sie zu einem tieferen Verständnis eines Prozesses bei, der sich in jeder sozialen Situation zwischen Mathematiklehrenden und -lernenden vollzieht.

Eine zentrale Grundvorstellung des Funktionsbegriffs ist die Objektvorstellung. Sie umfasst u.a. ein fachlich tragfähiges Verständnis quadratischer Funktionen. Für eine Entwicklung dieses Verständnisses sind verstehensbasierte Darstellungswechsel zwischen Parabeln und Gleichungen zentral. Verstehensbasiert heißt in diesem Zusammenhang, dass Schüler•innen die Darstellungswechsel nicht nur korrekt ausführen, sondern auch mit Hilfe weiterer Grundvorstellungen erklären und begründen können. Empirische Studien zeigen, dass es Schüler•innen besonders schwerfällt, Darstellungswechsel zwischen horizontal verschobenen Parabeln und Gleichungen der Form y= (x-d)2 zu verstehen. In dieser Arbeit wird ein Lernpfad entwickelt und beforscht, der zeigt, wie die entsprechenden Verstehensgrundlagen bei Schüler•innen entwickelt werden können und welche Grundvorstellungen hierfür notwendig sind. Als theoretische Grundlage wird zudem ein Konzept verstehensbasierter Darstellungswechsel erarbeitet, das mathematische Begriffsanwendungen mit Hilfe von Grundvorstellungen in den Mittelpunkt setzt. Die Entwicklung und Beforschung des Lernpfads erfolgt im Rahmen der Fachdidaktischen Entwicklungsforschung im Dortmunder Modell.

Dieses Handbuch gibt einen aktuellen Überblick über Forschungsgebiete der Mathematikdidaktik. In 26 Kapiteln stellen führende Vertreterinnen und Vertreter der Disziplin Diskussionsstände zu Mathematik als Bildungsgegenstand, als Lehr- und Lerninhalt, als Denkprozess sowie zu Mathematik im Unterrichtsprozess und zur Mathematikdidaktik als Forschungsdisziplin dar. Seit der 1. Auflage des Handbuchs im Jahr 2015 hat sich die Forschung auf allen dargestellten Gebieten so weiterentwickelt, dass eine gründliche Überarbeitung und Erweiterung erforderlich wurde. An der 2. Auflage haben zahlreiche neue Autorinnen und Autoren mitgewirkt, einzelne Kapitel wurden ergänzt, Themengebiete der Primarstufe finden nun eine größere Beachtung und es wurde stärker auf historische bzw. fachliche und fachdidaktische Entwicklungen aus einer Metaperspektive eingegangen. Das Handbuch wurde geschriebenfür im Studium fortgeschrittene Studierende als eine grundlegende und einführende Lektüre für ein Referat, eine Hausarbeit oder eine Abschlussarbeit in der Mathematikdidaktik;für Masterstudierende und angehende Promovierende zu Beginn einer eigenen Forschungsarbeit in der Mathematikdidaktik;für Lehrerinnen und Lehrer zum Kennenlernen forschungsbasierter Fragestellungen in der Mathematikdidaktik sowie als Grundlage für theoriegeleitete Reflexionen über eigenen oder fremden Unterricht;für Mathematikdidaktikerinnen und -didaktiker, die sich einen Überblick über zentrale Themen und derzeit aktuelle Forschungsfragen in verschiedenen Teilbereichen ihrer Disziplin verschaffen möchten.

Dieses Buch bietet eine grundlegende Einführung in den Einsatz der Methode des Decision Theater zur Vermittlung von mathematischer Modellierungskompetenz im Schulkontext. In den letzten Jahren hat sich unter anderem anhand der Covid-19 Pandemie mehr denn je gezeigt, wie Mathematik im Allgemeinen und das mathematische Modellieren im Speziellen zum Verständnis globaler Herausforderungen und Möglichkeiten zu ihrer Bewältigung beiträgt. Deshalb sollte die mathematische Modellierungskompetenz eine zentrale Rolle im Schulunterricht spielen. Doch der Prozess von Vermittlung und Erwerb einer solchen Kompetenz ist komplex und mit vielfältigen Schwierigkeiten verbunden. Angesichts dieser Ausgangslage stellt das Buch die Methode des Decision Theater als innovative Lernumgebung neuer Art vor, die die Vermittlung von mathematischer Modellierungskompetenz unterstützen kann. Dabei trägt die Methode des Decision Theatre auf drei Ebenen dazu beiträgt, Modellierungskompetenz und ein damit verbundenes ganzheitliches Bild der Mathematik zu fördern: Das Decision Theatre dient als IT-Dienstleister, als Wissenschaftskommunikator und als interaktiv-diskursive Lernumgebung. Neben Geschichte und Definition des Decision Theater, stellt das Buch dessen Einsatz konkret am Beispiel des Projekts „Schule @ Decision Theatre Lab“ des Berliner Exzellenzclusters MATH+ Berlin Mathematics Research Center vor. Als Zusammenfassung der wichtigsten Aspekte des Einsatzes der Methode des Decision Theater im Schulkontext richtet sich das Buch an Didaktiker•innen und Lehrkräfte aller Schulformen.

Die Zeit ist ein rätselhaftes und vielschichtiges Naturphänomen. Auf dem menschheitsgeschichtlichen Weg die Zeit besser zu verstehen und mit ihr umzugehen, ist auch immer ihre Visualisierung von alltagspraktischer Bedeutung gewesen. Aus der Perspektive des Grundschullehramts konzentriert sich das fachdidaktisch-pädagogische Anliegen dieser Arbeit auf die Veranschaulichungen der Zeit. Zum einen sind dies die subjektive und objektive Zeit, analoge und digitale Uhrzeitformate und lineare und zyklische Zeitdarstellungsformen. Diese drei großen, teils komplementär zu begreifenden Begriffspaare stellen den Kern der Arbeit dar, die sich unter anderem auch in der durchexerzierten Befragung von Sachunterrichtsstudierenden und in einer umfangreichen Schulbuchanalyse widerspiegeln. Darüber hinaus werden eine Vielzahl an didaktisch wertvollen Abbildungen angeboten, die vor allem Anwärter•innen des Grundschullehramtes für abstrakte Aspekte des Themas Zeit in der Grundschule sensibilisieren soll.

Die Grundlage dieses Buches bildet ein Interview mit einer Erstklässlerin zur Zahl Null. Dieses wurde mit verschiedenen theoretischen Perspektiven unter Nutzung einer interpretativen Methode analysiert. Die Perspektiven entstammen der Mathematik, ihrer Didaktik sowie diverser Bezugsdisziplinen (u. a. Germanistik, Naturwissenschaftsdidaktik, Philosophie und Soziologie). Ziel der Analysen (der Geschichten) ist die interaktionistische Rekonstruktion des Gespräches: Was erlaubt die jeweilige Theorie zu erfassen? Anschließend werden die Analysen verglichen, um Spezifika und den Mehrwert herauszustellen.

Das Verstehen und Beherrschen der Multiplikation gehört zu den zentralen Kompetenzen, die Schüler und Schülerinnen am Ende der Grundschule erreicht haben sollen. In dieser Arbeit wird eine empirische Studie vorgestellt, die Lösungswege bei der Multiplikation zweistelliger Zahlen erfasst und die Strategieverwendung unter Berücksichtigung auftretender Fehler untersucht. Vor diesem Hintergrund wurden Rechenstrategien und Fehler bei der Bearbeitung von Multiplikationsaufgaben zweistelliger Zahlen umfassend kategorisiert und ausgewertet. Dafür wurden etwa 10.000 Lösungswege von 2000 Kindern zu Beginn der 5. Jahrgangstufe mittels einer schriftlichen Befragung erhoben.

Überzeugungen und mathematische Begründungen fachfremd unterrichtender Grundschullehrkräfte, die an einer Fortbildungsmaßnahme zur Förderung der prozessbezogenen Kompetenzen teilnehmen, werden untersucht. Eine fünfteilige Fortbildungsmaßnahme mit dem Fokus auf der Verknüpfung von fachlichen und fachdidaktischen Anteilen wurde durchgeführt und zyklisch überarbeitet. Dadurch können Designprinzipien einer solchen Fortbildungsmaßnahme abgeleitet werden. Zu den zentralen Ergebnissen zählt, dass sich nicht nur die grundschulgemäßen und algebraischen Begründungen der Lehrkräfte verbessern, sondern sich auch die Überzeugungen nach der Fortbildungsmaßnahme verändern. Vor allem die Selbstwirksamkeitsüberzeugungen der Teilnehmenden steigen nach eigenen Angaben. In den Interviewdaten wird ersichtlich, dass Lehrkräfte vermehrt angeben, dass diese Veränderung der Selbstwirksamkeitsüberzeugungen auch auf den fachlichen Fokus der Fortbildungsmaßnahme zurückgeführt werden kann. Die Komplexität von Begründungen operativer Veränderungen wird mit einem dafür entwickelten Modell verdeutlicht und Teilnehmendenlösungen verortet.

In einer qualitativ-explorativen Studie untersucht Luisa-Marie Hartmann die Prozesse beim Problem Posing zu gegebenen realweltlichen Situationen und die Verbindung zum mathematischen Modellieren. Dazu wurden die Entwicklungs- und Bearbeitungsphasen angehender Lehrkräfte mit Hilfe einer inhaltlich-strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse tiefgehend analysiert. Sowohl bei der Entwicklung als auch bei der Bearbeitung der eigenen Aufgaben konnten Problem Posing- und Modellierungsaktivitäten identifiziert werden. Basierend auf den identifizierten Aktivitäten und deren Verbindungen entwickelt die Autorin Hypothesen, die zur Erweiterung des Modellierungskreislaufs aus einer Problem Posing-Perspektive genutzt werden.

Soziale Ungleichheit im Bildungswesen stellt eine wesentliche Herausforderung moderner Gesellschaften dar. Zusammenhänge zwischen der sozialen Herkunft von Schüler:innen und ihrer Mathematikleistung können statistisch vielfach nachgewiesen werden. Ebenso legen zahlreiche Studien nahe, dass das System Schule dazu tendiert, die außerschulischen Handlungslogiken sozial benachteiligter Personen als defizitärer einzustufen. Gerade beim Umgang mit Modellierungsaufgaben, d.h. realitätsnahen und offenen Problemen, können die außerschulischen Logiken von Schüler:innen wirksam werden. Die Bedeutung mathematischen Modellierens für soziale Ungleichheit wird dabei in der Literatur kontrovers diskutiert. Diese qualitativ angelegte Forschungsstudie untersucht auf Grundlage von Bourdieus Konzepten Mechanismen sozialer Ungleichheit beim Modellieren aus einer bildungssoziologischen Perspektive, die die Verfügbarkeit von Ressourcen und die häusliche Sozialisation von Schüler:innen in denBlick nimmt. Diskutiert werden Auffälligkeiten, die sich beim Bearbeiten von Modellierungsaufgaben bei Schüler:innen unterschiedlicher sozialer Herkunft zeigen. Damit soll insgesamt ein Beitrag dazu geleistet werden, Herausforderungen und Potentiale mathematischen Modellierens für einen sozial gerechteren Unterricht zu diskutieren.

Der Einsatz digitaler Mathematikwerkzeuge (DMW) beim Lehren und Lernen von Mathematik gewinnt seit Jahren an Bedeutung. Die aktuellen Herausforderungen des Lehrens und Lernens auf Distanz legen weitere Bedarfe und Handlungsnotwendigkeiten offen. Epistemologisch kann der Prozess der Werkzeug-Aneignung durch die instrumentale Genese gefasst werden. Die vorliegende Arbeit untersucht, inwieweit die Prozesse der Werkzeug-Aneignung auf den Mathematikunterricht bezogen werden können, wenn DMW verbindlich eingesetzt werden (institutioneller Bezug), sich Lernende in Abhängigkeit von DMW und Aufgabe zuordnen lassen (individueller Bezug) und eine theoretische Verknüpfung mit dem 4C Framework hergestellt wird (sprachlich-kultureller Bezug).

Äußerungen zur Mathematik verbinden diese immer wieder mit Kunst, Dichtung, Phantasie und Divination. Sie beklagen aber auch wortreich die Kärrnerarbeit des Rechnens – dann mutieren rechnende Mathematiker schnell zu phantasielosen Plunderköpfen, die den Henker nicht taugen.Dieses Buch präsentiert eine einmalige Sammlung derartiger Äußerungen aus berühmtesten Quellen. Einbindung der Mathematik in die Gesellschaft begann mit mittelalterlicher Rechenmeisterei und wurde zur Grundlage der Naturwissenschaft. Der eine oder andere rät, die Eleganz der erzielten Resultate der Beurteilung von Schneidern und Schustern zu überantworten – die Logik sei aber nötig, um die Feldzüge der Intuition abzusichern.

Die Gestaltung und Wirkung mathematikbezogener Unterstützungsmaßnahmen für Studierende vor Beginn des Studiums und während des ersten Studienjahrs beschäftigt nicht nur die an den Hochschulen lehrenden Mathematiker•innen, sondern auch Fachdidaktiker•innen, Hochschuldidaktiker•innen, Hochschulleitungen sowie die Bildungspolitik. Die Beiträge dieses Bandes resultieren aus einer langjährigen engen Kooperation zwischen Lehrenden aus 17 Universitäten und dem WiGeMath-Team. Den Mittelpunkt bilden konkrete Darstellungen einschlägiger Good-Practice-Beispiele, deren Ziele und Gestaltung jeweils um Evaluationsergebnisse ergänzt werden. Darüber hinaus finden sich praxisorientierte Überblickskapitel zu zentralen im WiGeMath-Projekt entwickelten Instrumenten: ein Rahmenmodell, das u. a. der systematischen Einordnung und Reflektion konkreter Maßnahmen dient, und ein Inventar bewährter quantitativer Erhebungsinstrumente. Ergänzend werden die am häufigsten umgesetzten Maßnahmentypen Vorkurse, Brückenvorlesungen und Lernzentren in informativen Kapiteln hinsichtlich ihrer jeweiligen Charakteristika und Wirkungen vorgestellt. Damit trägt der vorliegende Band dazu bei, folgende Fragen zu beantworten:Welche Gestaltungsmöglichkeiten von Vorkursen, Brückenvorlesungen und Lernzentren gibt es, und welche haben sich bewährt?Was weiß man über Wirkungszusammenhänge?Wie lassen sich mathematikbezogene Unterstützungsmaßnahmen evaluieren, und welche Instrumente zur Evaluation mathematikbezogener Unterstützungsmaßnahmen stehen aktuell zur Verfügung?Welche zentralen Fragen sind derzeit offen und bedürfen weiterer Forschung?Auf ein ausführliches Skalenhandbuch der Erhebungsinstrumente des Projekts WiGeMath kann über https://www.khdm.de/publikationen zugegriffen werden. Es dokumentiert insbesondere psychometrische Eigenschaften der Instrumente und stellt auf Basis der WiGeMath-Erhebungen Vergleichsdaten zur Verfügung und bietetdamit eine Möglichkeit selbst erhobene Datensätze einzuordnen.

Wie die beiden Vorgängerbände Mathematik ist schön und Mathematik ist wunderschön macht auch dieses Buch wieder zahlreiche Angebote, sich mit (weiteren) bekannten oder weniger bekannten Fragestellungen aus der Mathematik zu beschäftigen. Auch diesmal geht es vor allem um die anschauliche Darstellung mathematischer Sachverhalte und um elementare Zugänge zu nicht immer einfachen Themen aus Geometrie, Arithmetik und Stochastik.Das Buch bietet in allen Kapiteln eine Vielzahl von Anregungen, die dazu beitragen, einzelne Fragestellungen zu vertiefen. „Lösungen“ hierzu können von der Internetseite des Springer-Verlags heruntergeladen werden. Hilfreich sind auch die zahlreichen Hinweise auf Internetseiten sowie auf weiterführende Literatur.Die verschiedenen Kapitel sind unabhängig voneinander lesbar und setzen in der Regel nur geringe Voraussetzungen aus dem Schulunterricht voraus.Auch dieses Buch wurde für alle geschrieben, die Freudean der Mathematik haben oder verstehen möchten, warum das Buch diesen Titel trägt. Es richtet sich auch an Lehrkräfte, die ihren Schülerinnen und Schülern zusätzliche oder neue Lernmotivation geben wollen. In der zweiten Auflage wurden – neben wenigen notwendigen Korrekturen – einige Ergänzungen vorgenommen, etwa zu Fliesenmustern, Teilbarkeitsregeln in anderen Zahlensystemen, magischen Dreiecken sowie persischen, keltischen und afrikanischen Ornamenten. Stimmen zu Mathematik ist wunderschön und Mathematik ist wunderwunderschön […] Selten habe ich ein ästhetisch derart ansprechendes Buch gelesen wie diesen Bild- und Textband des Autors Heinz Klaus Strick. Bereits das Anschauen ohne Lesen des Textes ist lehrreich: Die Mathematik springt gleichsam ins Auge. […] Dr. Klaus Schlüter, mathematik lehren […] Übersichtliche farbige Abbildungen prägen das Buch: Nicht nur geometrische Sachverhalte […] werden so visualisiert. Auch die nicht-geometrischen Abschnitte werden auf beeindruckende Weise mit farbig unterlegten Tabellen und Diagrammen veranschaulicht. Ich kann dies in Worten nur unzulänglich beschreiben – man muss dazu einfach einmal das Buch durchblättern. […] Hartmut Weber, DMV-Leseecke

Carolin Danzer nimmt mit dieser Arbeit den Übergang von der Entwicklung einer Vermutung zur Überprüfung und Begründung oder Widerlegung dieser im Zuge mathematischer Erkenntnisprozesse von Lernenden in den Blick. Im Rahmen einer qualitativen Interviewstudie wird hierbei das Konzept der Haltung sowohl aus theoretischer als auch aus unterrichtspraktischer Perspektive ausdifferenziert. Es gelingt der Autorin, vier idealtypische Haltungen von Mathematiklernenden im Umgang mit Vermutung zu rekonstruieren, die Auswirkungen dieser auf den mathematischen Erkenntnisprozess der Lernenden zu erklären sowie Schlussfolgerungen für das Konzept einer tragfähigen Grundhaltung und die Konzeption von Mathematikunterricht zu ziehen. Damit leistet die Arbeit einen Beitrag sowohl zur mathematikdidaktischen Theoriebildung als auch zur konkreten Unterrichtsentwicklung.

Das Bearbeiten mathematischer Textaufgaben ist ein anspruchsvoller Prozess, der insbesondere für Schülerinnen und Schüler mit Förderbedarf Lernen herausfordernd ist. Das Verstehen der Aufgabe stellt häufig eine Hürde dar. Basierend auf der Cognitive Load Theory bieten digitale Medien Möglichkeiten kognitive Belastungen beim Bearbeiten von Textaufgaben zu verringern. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojekts wurde eine Tablet App zum Verstehen von Textaufgaben konzipiert und in leitfadengestützten Einzelinterviews erprobt. Die Daten wurden nach der qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet und mit der Analysesoftware MAXQDA analysiert. Die Arbeit vereint drei Herausforderungen: das Sachrechnen, die Förderung der Schülerschaft mit Förderbedarf Lernen sowie den sinnvollen Einbezug digitaler Medien.

Der Band stellt eine mathematikdidaktische Zusammenschau zum Einsatz digitaler Medien und Werkzeuge im Mathematikunterricht sowie in der Lehramtsausbildung Mathematik dar. Enthalten sind sowohl grundlagenorientierte Beiträge als auch reflektierte Praxisbeiträge. Die Autor•innen des Sammelwerks teilen eine positive Grundeinstellung zu den Möglichkeiten, die digitale Werkzeuge und Medien für den Mathematikunterricht entfalten können, wägen aber jeweils aus mathematikdidaktischer Perspektive kritisch ab, wann, wo und wie ein Einsatz einen fachinhaltlichen und fachdidaktischen Mehrwert ermöglichen kann.

Welcher Mathematiker berechnete das Datum des Weltuntergangs? Wer war die Frau, die ihre Liebe zur Mathematik durch Tapeten entdeckte? Welcher Pionier des Computerzeitalters trug seinen Pyjama unter dem Sakko? Und welche Mathematikerin musste sich als Mann ausgeben, um studieren zu können? Das erfahren Sie in diesem Buch. Sie lernen nicht, was eine abelsche Varietät ist oder wann genau Emmy Noether Abitur machte. Das können Sie in Lehrbüchern lesen oder auf Wikipedia nachschlagen. Hier geht es um die Menschen hinter der Mathematik: Wie haben sie gelebt, was hat sie bewegt und wie sahen sie aus? Der oft leider geschichtslos vermittelten Mathematik wird durch 111 gezeichnete Porträts und Geschichten ein Gesicht gegeben. Es geht also um Mathematik, jedoch (keine Angst!) nicht um die „richtige“ Mathematik mit Formeln und Herleitungen, sondern um ihren Platz in der Kultur und in der Geschichte – und um das, was sie mit den Menschen macht, die sie machen. Im Buch geht eslocker zu und Sie können es nach Lust und Laune irgendwo aufschlagen und dort einfach mit dem Lesen anfangen. Damit Sie sich – im wahrsten Sinne des Wortes – ein Bild machen können.

„Was ist Mathematik?” – auf diese Frage gibt dieses dicke Buch zahllose Antworten. Mathematik ist eben viel mehr als ein Schul- und Studienfach oder Rechnen: Es ist Teil der menschlichen Kultur, ein riesiges aktives Forschungsgebiet und ein nützlicher Werkzeugkasten. „Was ist Mathematik?” – statt einer einzelnen Antwort zeichnen die Autoren ein Panorama, bunt und vielfältig. Da geht es um Philosophie, Beweise, große und kleine Probleme, fundamentale Konzepte, Teilgebiete, Forschungspraxis, Anwendungen der Mathematik. Und um Geschichten aus der Geschichte. Das Buch richtet sich an alle, die wissen und darüber nachdenken wollen, was Mathematik ist, insbesondere auch an Studierende der Mathematik. Es begleitet eine Vorlesung, die an der Freien Universität Berlin jährlich vor allem für Lehramtsstudierende angeboten wird.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Anwendung eines Instruments zur Erfassung der Unterrichtsqualität von sprachbildendem Unterricht. Dazu wird das Erfassungsinstrument L-TRU durch Adaption des TRU-Frameworks entwickelt, nachdem der Stand der Instrumente zur Erfassung von Unterrichtsqualität im Hinblick auf Sprachbildung im Mathematikunterricht aufgearbeitet wurde. Die Unterrichtsqualitätsdimensionen lassen sich (trotz naheliegender inhaltlicher Abhängigkeiten) als inhaltlich relevante und empirisch nicht komplett zusammenfallende Größen identifizieren. Besonders die neu ergänzten Dimensionen des L-TRU ermöglichen die Erfassung weiterer Phänomene, die bisher nicht berücksichtigt wurden. Einige dieser Unterrichtsqualitätsdimensionen erweisen sich sogar bei gleichem Unterrichtsmaterial als signifikante Einflussfaktoren auf den Lernzuwachs der Lernenden. Insgesamt trägt dieses Buch dazu bei, die qualitative Beforschung des sprachbildenden Unterrichts unter Rückgriff auf Methodender Unterrichtsqualitätsforschung auch quantitativ anzureichern. Damit wird erreicht, Hypothesen zu Gelingensbedingungen für sprachbildenden Mathematikunterricht nicht mehr nur in Fallstudien qualitativ zu generieren, sondern in mehr Klassen auch quantitativ überprüfen zu können.

Für eine effektive und systematische Fortbildungsgestaltung ist das Wissen über typische Lernprozesse von Lehrkräften von besonderer Bedeutung. Bisher gibt es noch keine umfangreichen empirischen Forschungserkenntnisse mit Blick auf die Betrachtung gegenstandsbezogener, d.h. für den konkreten Fortbildungsgegenstand spezifizierter Lernprozesse im Bereich eines inklusiven Mathematikunterrichts. Inklusiver Mathematikunterricht wird dabei verstanden als ein Unterricht, der die Heterogenität aller Schülerinnen und Schüler berücksichtigt und ihnen fachliche Zugänglichkeit sowie soziale Teilhabe ermöglicht. Die vorliegende Arbeit untersucht deswegen gegenstandsbezogene Lernprozesse von Lehrkräften im Rahmen einer Fortbildung zu inklusivem Mathematikunterricht (in der Sekundarstufe I) und geht den zentralen Fragen nach, welche typischen Lernwege der Lehrkräfte identifiziert werden können und inwiefern diese eine Verbindung zum Fortbildungsinhalt aufweisen.

Internationale Vergleichsstudien deuten darauf hin, dass eine Förderung mathematisch besonders begabter Schüler•innen nicht immer optimal gelingt; eine mögliche Ursache dafür können Schwierigkeiten bei ihrer Identifikation sein. Moritz Zehnder untersucht in der vorliegenden Arbeit daher, welche mathematischen Fähigkeiten Indikatoren für eine besondere mathematische Begabung in den Jahrgangsstufen 9 und 10 darstellen. Im Anschluss an eine Klärung des Begabungsbegriffs leitet er fünf potenziell auf eine besondere mathematische Begabung hinweisende Fähigkeiten ab, deren Eignung als Indikatoren im Rahmen einer nicht experimentellen Studie untersucht wird. Die Ergebnisse zeigen, dass unter anderem dem Erkennen von Mustern und Strukturen eine besondere Bedeutung für eine mathematische Begabung in den Jahrgangsstufen 9 und 10 zukommt. Andere Fähigkeiten, wie etwa mathematische Kreativität, ermöglichen lediglich eine Unterscheidung von Begabungstypen. Ein weiteres zentrales Ergebnis dieser Arbeit ist ein Diagnoseinstrument für mathematische Begabung, das Mathematiklehrkräfte beim Diagnostizieren mathematisch begabter Schüler•innen unterstützen kann.

Diese Festschrift anlässlich Gabriele Kaisers 70. Geburtstags führt Beiträge von mathematikdidaktischen Forscherinnen und Forschern zusammen, denen Gabriele Kaiser in ihrer eigenen wissenschaftlichen Laufbahn die entscheidenden Impulse gegeben hat, und die heute auf die gemeinsame Zeit mit Gabriele zurückblicken. Im Laufe der Jahre prägten dabei unterschiedliche mathematikdidaktische Schwerpunkte das wissenschaftliche Werk von Gabriele Kaiser. Entsprechend vereinigt die Festschrift Beiträge zur Mathematischen Modellierung, zur Lehrerprofessionsforschung und zum Umgang mit Heterogenität.

In Schule und Hochschule sind unterschiedliche Sichtweisen auf Mathematik und speziell auf die Lineare Algebra festzustellen. Dieses Phänomen der Diskontinuität äußert sich in der Berücksichtigung des Realweltlichen, dem Umgang mit Anschauung, dem Grad der Abstraktion, der Art der Systematisierung und Ordnung der Konzepte und Phänomene sowie in der axiomatischen Grundlage mathematischer Betrachtungen. Silvia Blum-Barkmin charakterisiert Diskontinuität im Bereich der Linearen Algebra näher und untersucht empirisch den Umgang (angehender) Lehrkräfte mit Diskontinuität. Dazu nimmt sie eine vergleichende Analyse von Lehr-Lern-Materialien aus Schule und Hochschule zu den Begriffen Vektor und Skalarprodukt vor und arbeitet darin heraus, was Diskontinuität konkret bedeutet. Um den Umgang mit Diskontinuität zu erfassen, entwickelte sie ein stark inhaltsbezogenes interviewbasiertes Verfahren und wendete es in einer Studie mit Lehramtsstudierenden, Referendar•innen und Lehrkräften an. Sie entwickelt einen Vorschlag für eine Zielvorstellung für die universitäre Lehramtsausbildung für den Umgang von Lehrkräften mit Diskontinuität im Bereich der Linearen Algebra. Dieser greift eine bestehende normative Zielvorstellung für die fachliche Lehramtsausbildung, den Höheren Standpunkt, auf und verwendet den Kompetenzbegriff.

Die Entwicklung von Diagnose- und Förderkompetenzen ist in der fachdidaktischen Ausbildung angehender Lehrkräfte von zentraler Bedeutung. Johanna Brandt untersucht vor diesem Hintergrund die Konzeption einer Lernumgebung zum Erlernen von Diagnose und Förderung im Rahmen einer mathematikdidaktischen Großveranstaltung. Forschungsschwerpunkte der Untersuchung im Mixed-Methods-Design bilden die Akzeptanz der Studierenden gegenüber aktivierenden und fallbasierten Maßnahmen sowie die Entwicklung ihrer Kompetenzen im Bereich ‚Diagnose und Förderung‘. Die Autorin generiert mögliche akzeptanzbeeinflussende Faktoren hochschuldidaktischer Maßnahmen und zeigt, dass es auch im Rahmen einer universitären Großveranstaltung mit dreistelliger Teilnehmendenzahl möglich ist, Diagnose- und Förderkompetenzen praxisnah zu entwickeln.

Das vorliegende Buch beschäftigt sich mit Begründungsprozessen von Schüler•innen auf der Grundlage empirischer Settings. Hierunter werden Lernumgebungen verstanden, in denen empirische Objekte im Sinne des wissenschaftstheoretischen Strukturalismus eine bedeutende Rolle spielen. Zu diesem Zweck wird ein theoretisches Modell entwickelt (CSC-Modell) und in Fallstudien zur Beschreibung von Lernprozessen von Schüler•innen mit verschiedenen (digitalen) Medien angewendet.

Die vorliegende Schrift widmen wir unserem langjährigen und geschätzten Kollegen Bernd Wollring anlässlich seines 70. Geburtstages. Wir sehen diesen Geburtstag als willkommenen Anlass, sein Lebenswerk umfassend zu würdigen. Seinem persönlichen Wunsch folgend steht im Fokus des Festkolloquiums die Zukunft des Mathematikunterrichts und damit eng verbunden der Lehreraus- und -fortbildung. Ein glücklicher Umstand ist die Tatsache, dass dieser Fokus mit dem 100-jährigen Bestehen der Grundschule zusammenfällt. Der Festband wurde mit großer Freude und viel Elan zusammengestellt und folgt seinem Wunsch, zum Kolloquium einen Blick in die Zukunft zu wagen. Rückwärts gewandt lässt sich ohne Mühe und sofort feststellen, welche große Spuren Bernd Wollring in den letzten Jahrzehnten in der Mathematikdidaktik hinterlassen hat. Deshalb beginnt der Band einleitend mit einem kurzen Rückblick auf sein wissenschaftliches Werk und mit einer Würdigung. Die weiteren Kapitel stehen im Zeichen von Lehren und Lernen im Mathematikunterricht und Inhaltsbereichen der Mathematikdidaktik, wobei einzelne Felder, die auch Bernd Wollring bearbeitet hat, berücksichtigt sind.

In dem vorliegenden Buch wird die Reflexionsfähigkeit von Lehrkräften über metakognitive Schülerprozesse beim mathematischen Modellieren untersucht. Berücksichtigt wird dabei, in welchem Umfang Lehrkräfte die metakognitiven Schülerprozesse hinblickend auf die Förderung metakognitiver Aktivitäten analysieren und inwieweit sie dabei eigene Handlungsoptionen und bereits implementierte Interventionen reflektieren. Durch die Analysen wird empirisch basiert eine Typologie an Reflexionstypen von Lehrkräften über metakognitive Schülerprozesse generiert, hierarchisiert mit Blick auf die Förderung metakognitiver Aktivitäten in einem Niveaustufensystem.

Patrizia Enenkiel untersucht in einer quantitativen Studie, ob diagnostische Fähigkeiten von Mathematiklehramtsstudierenden durch die Analyse von Videovignetten gefördert werden können. Dafür wurden Videovignetten erstellt und in eine videobasierte Lernumgebung implementiert, mit der die Mathematiklehramtsstudierenden arbeiteten. Als Unterstützung erhielten die Studierenden Feedback in Form von einer Musterlösung, mit der sie ihre Antworten evaluieren konnten. Das Diagnostizieren gilt als eine der zentralen Tätigkeiten im Unterricht einer Lehrkraft. Lernrelevante Merkmale müssen von der Lehrkraft wahrgenommen und verarbeitet werden, um den Unterricht an die Lernvoraussetzungen der Schülerinnen und Schüler anzupassen. Aufgrund der großen Relevanz im Unterrichtsalltag scheint es notwendig, diagnostische Fähigkeiten von Studierenden bereits im Lehramtsstudium praxisnah zu fördern.

Formative Selbstdiagnosen ermöglichen Lernenden die Ausbildung metakognitiver und selbstregulativer Strategien, mit deren Hilfe sie eigene Stärken und Schwächen aufdecken können. Zur Durchführung solcher Assessments bieten digitale Medien vielzählige Potentiale zur Unterstützung von Lernenden, z. B. erlauben Hyperlinks individuelle Lernpfade. Allerdings beschränken sich bisherige Angebote meist auf Selbst-Assessment-Tests mit eher geschlossenen Aufgabenformaten, die Nutzer•innen externes Feedback zum eigenen Kenntnisstand bereitstellen. Dabei fehlen Formate, die Lernenden ein eigenverantwortliches, inhaltsbasiertes Selbst-Assessment ermöglichen. In dieser Arbeit wird daher ein digitales Tool zum formativen Selbst-Assessment im Rahmen einer Design Research Studie entwickelt und mit verschiedenen Zielgruppen erprobt. Als Lerngegenstand wird exemplarisch der situativ-graphische Darstellungswechsel funktionaler Zusammenhänge gewählt, da sich diese Basiskompetenz sowohl zur Diagnose von Vorstellungen zum Funktionsbegriff als auch zur Förderung funktionalen Denkens eignet. Es wird ersichtlich, welche mentalen Prozesse während der Selbstdiagnosen der Proband•innen ablaufen.