Didaktisch wirksame Gestaltung von GeoGebra-Books im Mathematikunterricht der Sekundarstufe I

Diese Masterarbeit untersucht, wie GeoGebra-Books im Mathematikunterricht der Sekundarstufe I konzipiert werden müssen, um einen hohen didaktischen Wert in Bezug auf konzeptuelles Verständnis, kognitive Aktivierung und Lernwirksamkeit zu entfalten. Im Mittelpunkt steht der Vergleich von drei unterschiedlichen didaktischen Ansätzen: Direkte Instruktion, EIS-Prinzip und Entdeckendes Lernen. Die empirische Untersuchung basiert auf zwei Untersuchungsdurchführungen in einer 7. Schulstufe, in denen Schüler:innen in Zweiergruppen jeweils eines der GeoGebra-Books bearbeiteten. Als Inhalte wurden die Addition und Subtraktion rationaler Zahlen sowie die Konstruktion eines regelmäßigen Sechsecks gewählt. Für die Datenerhebung wurden Bildschirm- und Audioaufnahmen der Bearbeitung des GeoGebra-Books, Schüler:inneninterviews, sowie Post-Tests eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen ein differenziertes Wirkprofil der drei Ansätze. Das Entdeckende Lernen ging mit der höchsten kognitiven Aktivierung und überwiegend semantischen Begründungen einher, zeigte jedoch vermehrt Unsicherheiten und längere Bearbeitungszeiten. Die Direkte Instruktion hatte eine hohe Lernwirksamkeit, insbesondere beim Thema regelmäßiges Sechseck. Allerdings erwies sie sich nicht als kognitiv aktivierend. Das EIS-Prinzip erzielte beim Thema rationale Zahlen die höchsten Post-Test-Ergebnisse. Insgesamt lässt sich zusammenfassen, dass GeoGebra-Books einen hohen didaktischen Wert aufweisen, wenn sie Struktur und Eigenaktivität kombiniert und Repräsentationswechsel gezielt anregt. Diese Arbeit liefert praxisnahe Empfehlungen zur Gestaltung digitaler Lernumgebungen und benennt Ansatzpunkte für weiterführende Forschung.