Von der Axiomatik bis zur Schnittstellenaufgabe: Entwicklung und Erforschung eines ganzheitlichen Lehrkonzepts für eine Veranstaltung Geometrie für Lehramtsstudierende

Vorgestellt wird ein Entwicklungsforschungsprojekt zur Konzeption und Durchführung einer Veranstaltung "Geometrie für Lehramtsstudierende". Die Schwerpunkte des Projekts sind zum einen die inhaltliche Gestaltung der Veranstaltung und zum anderen die Umsetzung von Professionsorientierung. Bezogen auf den inhaltlichen Aufbau wird das auf metrischen Räumen aufbauende Axiomensystem der "Saccheri-Ebene" vorgestellt und mit alternativen axiomatischen Zugängen zur ebenen Geometrie verglichen. Die Frage nach der Umsetzung von Professionsorientierung in Fachveranstaltungen ist eng mit der Problematik der zweiten Diskontinuität verbunden. In der Arbeit wird dieses Problem auf Grundlage der Synthese von theoretischen Hintergründen zur Bedeutung von mathematischem Wissen und Können für professionelle Handlungskompetenz von Mathematiklehrkräften diskutiert und darauf aufbauend werden theoriebasierte Entwurfsprinzipien für professionsorientierte Fachveranstaltungen entworfen. Zentrale Elemente der methodischen Gestaltung sind die sogenannten "Schnittstellenwochen" zu den Themen Kongruenz und Symmetrie sowie das begleitende Schnittstellen-ePortfolio. Das zentrale Ergebnis der Arbeit ist ein theoretisch fundiertes und empirisch evaluiertes ganzheitliches Veranstaltungskonzept für eine professionsorientierte Geometrie-Veranstaltung für Lehramtsstudierende, dessen Konzeption auf andere Fachveranstaltungen übertragbar ist. Darüber hinaus ergeben sich im Rahmen der durchgeführten Entwicklungsforschung verschiedene neue Beiträge zur Geometriedidaktik in Schule- und Hochschule.

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This thesis presents a design research project on the conception and implementation of a course "Geometry for Student Teachers". The focal points of the project are, on the one hand, the content structure of the course and, on the other hand, the implementation of professional orientation. With regard to the content structure, the axiom system of the "Saccheri plane", which is based on metric spaces, is presented and compared with alternative axiomatic approaches to plane geometry. The question of implementing professional orientation in mathematics courses is closely connected to the problem of the second discontinuity. In the paper, this problem is discussed on the basis of the synthesis of theoretical backgrounds on the importance of mathematical knowledge and skills for professional competence of mathematics teachers. Building on this, theory-based design principles for profession-oriented subject courses are developed. Central elements of the methodological design are the so-called "interface weeks" on the topics of congruence and symmetry and an accompanying interface ePortfolio. The central result of the thesis is a theoretically founded and empirically evaluated holistic course concept for a profession-oriented geometry course for student teachers, the conception of which is transferable to other subject events. In addition, various new contributions to the didactics of geometry in schools and universities result from the desing research.