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Aktuelle Forschungs- und Transferprojekte

Mit Augmented Reality den Zahlenraum neu erleben

Wie können Grundschulkinder dabei unterstützt werden, ein tieferes Verständnis für Zahlen und ihre Beziehungen zu entwickeln? Wie lassen sich auch größere Zahlenräume erfahrbar machen?

AR Zahlenstrahl 02

Juniorprofessor Dr. Christian Urff von der Pädagogischen Hochschule Weingarten erforscht hierzu innovative Wege: Gemeinsam mit Studierenden und in Kooperation mit der Justus-Liebig-Universität Gießen entwickelte er den „AR-Zahlenstrahl“ – eine App, die mittels Augmented Reality (AR) einen virtuellen Zahlenstrahl direkt in die reale Umgebung projiziert. Dadurch können Schülerinnen und Schüler Zahlenräume buchstäblich durchlaufen und Zahlen räumlich verorten.

 In einer kürzlich abgeschlossenen Studie mit Viertklässlerinnen und Viertklässlern wurde untersucht, wie sich diese physische Bewegung entlang des Zahlenstrahls auf das Zahlverständnis auswirkt. Verglichen wurde die AR-Version mit einer funktional äquivalenten App-Version ohne AR-Komponente. Ergebnisse zeigten, dass beide Versionen deutliche Lernzuwächse ermöglichten, wobei insbesondere Kinder mit geringerem Zahlverständnis von der AR-Variante profitierten. Die körperliche Interaktion half ihnen offenbar dabei, Distanzen zwischen Zahlen besser nachzuvollziehen. Jedoch stellte sich auch heraus, dass die Nutzung der AR-Technologie nicht ohne Herausforderungen bleibt. Die Studie identifizierte etwa einen höheren Aufwand durch die simultane Steuerung von Tablet und Körperbewegungen sowie gelegentliche technische Schwierigkeiten, die Lernprozesse störten.

 „Mein Ziel ist es, Kindern mathematische Handlungserfahrungen zu ermöglichen, die ohne digitale Technologien nur schwer realisierbar sind“, erklärt Christian Urff. „Augmented Reality bietet dabei großes Potenzial für das bewegte mathematische Lernen im realen Raum, aber auch Herausforderungen in der praktischen Umsetzung im Unterricht.“ Das Forschungsprojekt wurde auf der Tagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM) im Februar 2025 in Saarbrücken vorgestellt und wird im August 2025 auf der Tagung des International Symposium of Elementary Mathematics Teaching (SEMT) in Prag präsentiert. Darüber hinaus sind weitere Studien und Entwicklungen zu digitalen Werkzeugen geplant, beispielsweise zur Integration von KI-Lernbegleitern in Lernapps als Unterstützung beim mathematischen Problemlösen.

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Autor: TT-Prof. Dr. Christian Urff

Abbildung:  TT-Prof. Dr. Christian Urff

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