Mathematiklernen braucht mehr als Zahlen, Formeln und Quotienten. Nicht zuletzt ist auch die eigene Motivation entscheidend – und die Suche nach einem gemeinsamen Nenner. Viele Schüler*innen empfinden den Übungsalltag allerdings als trocken oder gar frustrierend. Im Rahmen des neuen Forschungsprojekts „Mathematics in a Game-based Immersive Context for Schools“ (MaGICS) unter der Leitung der Universität Paderborn verfolgen Wissenschaftler*innen einen neuen Ansatz: intelligente Technologien, die Schüler*innen beim Mathematiküben unterstützen. Sie entwickeln ein interaktives Lernspiel und damit die Möglichkeiten zur Motivation und Förderung in Lernsituationen weiter. Das Projekt wird von der Europäischen Union (Erasmus+) über einen Zeitraum von drei Jahren mit 250.000 Euro gefördert.
Erkenntnisse aus Vorgängerprojekt helfen bei der Weiterentwicklung
Im Projekt „MaGICS“ knüpft das Konsortium an den Erfolg des Vorgängerprojektes „Education in Mathematics in Game-based Immersive Contexts“ (E-MaGIC) an. Ein internationales Team aus Wissenschaftler*innen, Lehrkräften und Programmierer*innen entwickelte dabei ein innovatives Lernspiel für mobile Geräte. Dieses wurde ergänzt durch einen innovativen Unterrichtsansatz, der Lehrkräften dabei helfen kann, die mathematischen Fähigkeiten ihrer Schüler*innen zu fördern. Das gibt ihnen das nötige Rüstzeug an die Hand, um die schulischen Leistungen zu verbessern, Lernerfolge zu ermöglichen und Inklusion zu fördern. Denn das Spiel passt sich den Fähigkeiten der Schüler*innen an. So kann das Interesse an Naturwissenschaften und Mathematik geweckt werden.
„Auf der Grundlage unserer bisherigen Erkenntnisse aus dem Vorgängerprojekt wollen wir eine sichere Offline-Umgebung mit sogenannten ,Learning-Analytics‘-Funktionen schaffen. Das heißt, wir entwickeln ein digitales Lernsystem, das ohne Internetverbindung läuft, persönliche Daten schützt und gleichzeitig Lernprozesse misst und auswertet. Unser Ziel ist es, die pädagogische und motivierende Wirkung dieses Ansatzes nachzuweisen und Empfehlungen für künftige Konzepte zu veröffentlichen“, erklärt Prof. Dr. Marc Beutner, Projektleiter und Inhaber des Lehrstuhls „Wirtschaftspädagogik und Evaluationsforschung“ an der Universität Paderborn. Das Prinzip von „Learning Analytics“ beschreibt im Allgemeinen die algorithmische Auswertung von Daten über Lernende. Dabei handelt es sich vor allem um Informationen über die Lernenden selbst, das Lernverhalten, den Lernprozess und -fortschritt sowie das Lernergebnis.
Entwicklung, Test, Pilotversuch: der Projektplan
Die erste Phase des Projekts umfasst Recherchearbeiten und die Ausarbeitung eines Konzepts. Zudem wird die Forschungsgruppe eine Studie durchführen, um die Erarbeitung des „Learning-Analytics“-Ansatzes zu unterstützen. Auf der Basis des Konzepts entwickelt das Team ein sogenanntes „Serious Game“, also ein Spiel, das sowohl der Unterhaltung dient als auch der Vermittlung von Inhalten und Wissen. Im Fall des Forschungsprojekts soll das Spiel (für iOS und Android) konkret dem Üben von Mathematik in einer sicheren Offline-Umgebung dienen. Anschließend testen die Wissenschaftler*innen das Spiel mit Schüler*innen. Es passt sich dank der „Learning-Analytics“-Technologie automatisch an das Kompetenzniveau der Lernenden an. Zudem will das Forschungsteam ein einfaches Web-Tool für Lehrkräfte entwickeln, mit dem sie virtuelle Klassenzimmer erstellen und entsprechende Einstellungen vornehmen können. „Wir planen einen groß angelegten Pilotversuch mit Evaluation sowie eine Vergleichsstudie, um die pädagogische und motivierende Wirkung des ,Learning-Analytics‘-Systems zu belegen“, erklärt Prof. Beutner.
