Tagungsband zur Vernetzungstagung 2022 in Siegen
Vol. 3 of the series Mathematiklernen mit digitalen Medien
Münster: WTM-Verlag 2023
Ca. 280 S., mit ca. 30 farbigen Seiten, DIN A5
978-3-95987-203-4 – Print 59,90 €
978-3-95987-204-1 – E-Book Open Access
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0
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Abstract
Die digitale Transformation im Bildungsbereich bietet vielfältige Potenziale für das Lehren und Lernen im Unterricht und stellt alle beteiligten Akteure dabei auch vor große Hürden. Für den Mathema-tikunterricht ergeben sich viele fachspezifische Chancen und Herausforderungen, die auf der Vernetzungstagung 2023 zum Thema „Mathematikunterricht mit digitalen Medien und Werkzeugen in Schule und Forschung“ in Siegen diskutiert wurden. Hierzu kamen Mathematikdidaktiker*innen, Lehrer*innen, Schüler*innen, Akteure der Schulpolitik sowie Eltern zusammen und haben sich über konkrete Ideen und spannende übergeordnete Fragestellungen ausgetauscht.
Der vorliegende Tagungsband stellt wesentliche Ergebnisse der Vorträge, Workshops, Postervorstellungen und Diskussionsrunden vor. Die Vielfalt der Beiträge zeigt, dass das Thema Digitalisierung im Mathematikunterricht ein sehr aktives Forschungsfeld in Deutschland ist. Die verschiedenen Beiträge reichen von konkreten Unterrichtsideen über theoretische Beiträge bis hin zu empirischen Forschungsarbeiten. Ebenso lässt sich eine große Anzahl von unterschiedlichen Medienarten identifizieren, die in den Beiträgen betrachtet werden (z.B. 3D-Drucker, Lernvideos, Audio-Podcasts, Apps). In seiner Gesamtheit bildet der Tagungsband somit eine hervorragende Basis für die weitere Entwicklung des Themas.
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Malina Abraham, Sofia Bielinski, Elisabeth Kissel, Cristoph Selter, Hannah Vonstein, Susanne Prediger:
Designprinzipien in divomath: Digitale verstehensorientierte Lehr-Lern-Umgebungen für alle Unterrichtsphasen
Erste Seite: 1
Letzte Seite: 11
DOI: https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.01
Abstract: Während viele digitale Lern-Plattformen nur auf das Üben von Fertigkeiten zielen, werden im Projekt divomath verstehensorientierte Lehr-Lern-Umgebungen für das Erarbeiten, Systematisieren und Üben von mathematischen Konzepten und Operationen entwickelt. Der Beitrag erläutert, wie die Prinzipien Verstehensorientierung, kognitive Aktivierung, Durchgängigkeit, Lernendenorientierung und Adaptivität sowie Kommunikationsförderung das Design leiten.
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Eileen Baschek & Christof Schreiber
Sprachsensibler Einsatz von PrimarWebQuests
Erste Seite: 11
Letzte Seite: 20
DOI: https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.02
Abstract: In diesem Beitrag wird die Methode PrimarWebQuest vorgestellt und auf sprachliche Unterstützungsmöglichkeiten bei deren Einsatz eingegangen. Ein PrimarWebQuest bietet eine Struktur, mit der sich Lernende projektorientiert Kompetenzen aneignen. Das Lernen findet sowohl bezüglich des Inhalts als auch der Vermittlungs- und Arbeitsformen multiperspektivisch statt. Die Methode kann durch ihre kooperative Lernform integriertes Inhalts- und Sprachenlernen unterstützen.
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Frederik Dilling, Felicitas Pielsticker & Gero Stoffels
Bewertung von Unterrichtsmedien aus Schüler*innenperspektive – eine Fallstudie im Kontext von Geraden
Erste Seite: 21
Letzte Seite: 30
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.03
Abstract: Die Anzahl an digitalen Unterrichtsmedien und -werkzeugen ist in den letzten Jahren deutlich gewachsen. Daher werden Qualitätskriterien zur Beurteilung und Auswahl geeigneter Medien und Materialen für den Mathematikunterricht zunehmend bedeutsam. Dieser Beitrag befasst sich in einer Fallstudie mit der Perspektive von Schüler*innen auf die Beurteilung von Unterrichtsmedien. Die identifizierten Kriterien und deren Nutzung können als Ergänzung zu gängigen Kriterienkatalogen verstanden werden.
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Frederik Dilling, Rebecca Schneider & Kevin Hörnberger
Das MPC-Modell: Fachbezogene (digitale) Medienkompetenz von Mathematiklehrkräften- theoretische Grundlegung und empirische Implikationen
Erste Seite: 31
Letzte Seite: 40
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.04
Abstract: Die digitale Transformation ermöglicht den Einsatz eines zunehmend wachsenden Spektrums digitaler Medien in Schulen. Um den hiermit verbundenen Herausforderungen begegnen zu können, sollten Mathematiklehrkräfte professionelle fachbezogene Medienkompetenzen entwickeln. Der vorliegende Beitrag gibt aufbauend auf dem TPACK-Modell einen Beschreibungsrahmen für entsprechende Kompetenzen und zeigt Implikationen für die Förderung dieser auf.
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Hans-Jürgen Elschenbroich
Kein Mensch lernt digital, aber …
Erste Seite: 41
Letzte Seite: 50
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.05
Abstract: Dies ist eine ganz persönliche Stellungnahme zum Buch „Kein Mensch lernt digital“ von Ralf Lankau. Neben vielen unstrittigen allgemein-pädagogischen Aussagen zu Medien und Lernen gibt es auch viele weiße Flecken in Bezug auf den Unterricht in Fächern, speziell im Fach Mathematik. Nach grundlegenden Überlegungen zu Digitalität im Mathematik-Unterricht werden konkrete Beispiele zum Einsatz von digitalen Werkzeugen und Lernumgebungen im Mathematikunterricht vorgestellt.
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Heiko Etzold & Günter Krauthausen
Digitale Experimentierumgebungen für den Mathematikunterricht entwickeln – (Drei) Augen auf bei der App-Entwicklung!
Erste Seite: 51
Letzte Seite: 62
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.06
Abstract: Während für die Unterrichtsplanung und -durchführung u. a. die Auswahl, Analyse und der Einsatz digitaler Werkzeuge von hoher Bedeutung sind, ist es auch Aufgabe der Mathematikdidaktik, die Entwicklung und Gestaltung digitaler Werkzeuge in den Blick zu nehmen. Am Vorgehen der Entwicklung der Nim-App beschreibt dieser Beitrag, mit welchen Augen es sich lohnt, auf App-Entwicklungen zu blicken, um didaktisch sinnvolle Designentscheidungen zu treffen.
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Natalie Hock
Was kennzeichnet einen guten Distanzunterricht in Mathematik?
Erste Seite: 63
Letzte Seite: 72
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.07
Abstract: Die Corona-Pandemie hatte enorme Einflüsse auf den Unterricht in Deutschlands Schulen. Schlagartig waren andere Unterrichtsformen notwendig. Angesichts dieser Umstände stellt sich die Frage, was einen guten Distanzunterricht in Mathematik kennzeichnet. Auf Grundlage der Überlegungen und Befunde diverser Forschender werden im Artikel Qualitätsmerkmale des Distanzunterrichtes aufgezeigt und auf deren praktische Umsetzung im Mathematikunterricht eingegangen.
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Rudolf Hrach
Sätze am rechtwinkligen Dreieck mit dem 3D Druck
Erste Seite: 73
Letzte Seite: 80
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.08
Abstract: Satz des Pythagoras, Katheten- und Höhensatz sind Pflicht-Themen im Mathematik-Unterricht. Mit der 3D-Druck Technologie lassen sich nun Formen und Plättchen drucken, mit deren Hilfe man durch Verschieben die Flächen-Gleichheiten in den obigen Sätzen nachweisen kann.
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Tobias Huhmann & Chantal Müller
‚Darstellen‘ mit Medien beim Mathematiklernen in der Grundschule analysieren
Erste Seite: 81
Letzte Seite: 91
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.09
Abstract: Das Lernen mit analogen und digitalen Medien eröffnet je unterschiedliche Möglichkeiten des Darstellens, der Darstellungen und der damit verbundenen Darstellungstransferprozesse, stellt aber auch je unterschiedliche (kognitive) Anforderungen an Lernende. Mit Hilfe des Modells „Darstellungs-Transfer-Spektrum“ werden am Beispiel einer digital unterstützten Lernumgebung Möglichkeiten und Wirklichkeiten beim Lernen mit Medien erfasst, sichtbar gemacht und analysiert.
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Tabea Knobbe
Audio-Podcasts zu Rechenwegen im Förderschwerpunkt Sprache
Erste Seite: 93
Letzte Seite: 102
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.10
Abstract: Der Beitrag beschäftigt sich mit der Verbalisierung von Additions- und Subtraktionsaufgaben von Lernenden mit sprachlichem Förderbedarf. Dabei stehen die mathematischen Verbalisierungskompetenzen im Fokus des Interesses. Die Lernenden werden durch die PriMaPodcast-Methode dazu angeregt, eine sprachliche Darstellung ihres Rechenwegs zu planen und als Audio aufzunehmen. Es werden erste Einblicke in das Projekt gegeben.
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Stefan Korntreff, Susanne Prediger, Mike Altieri & Stephan Bach
Verstehensorientierung und fokussierte kognitive Aktivierung in Erklärvideos – Designprinzipien und Designelemente
Erste Seite: 103
Letzte Seite: 112
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.11
Abstract: Trotz einer hohen Bedeutsamkeit von Erklärvideos für das fachliche Lernen steht die Ausdifferenzierung fachdidaktisch begründeter Designprinzipien erst am Anfang. Der Beitrag erläutert am Beispiel von Erklärvideos zum Variablenverständnis, mit welchen Designprinzipien und Designelementen verstehensorientierte und kognitiv aktivierende Erklärvideos entwickelt werden können.
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Jonas Lache, Nadine da Costa Silva & Katrin Rolka
Individuelles Feedback und vielfältige Repräsentationen: Einsatz digitaler Mathematikaufgaben in der Schule
Erste Seite: 113
Letzte Seite: 123
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.12
Abstract: Digitale Mathematikaufgaben bieten verschiedene Möglichkeiten zur Berücksichtigung der Heterogenität von Lernenden, zum Beispiel durch individuelles Feedback. In diesem Beitrag wird eine offene digitale Umkehraufgabe zu Boxplots vorgestellt, deren Feedback auf der Grundlage der eingegebenen Antwort automatisch generierte Grafiken enthält. Untersucht wurden die vielfältigen Strategien von Schüler*innen bei der Bearbeitung dieser mit STACK erstellten Aufgabe sowie der Umgang mit dem hinterlegten Feedback.
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Christian Lindemayer, Timo Kosiol, Matthias Mohr & Stefan Ufer
Nutzung digitaler und nicht-digitaler Materialien im Mathematikunterricht – Abhängigkeit von Schulart und affektiv-motivationalen Lehrkraftmerkmalen
Erste Seite: 125
Letzte Seite: 134
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.13
Abstract: Die Entscheidung für die Nutzung digitaler Materialien ist lediglich ein erster, aber wichtiger Schritt hin zu ihrer lernförderlichen Implementierung im Unterricht. Dieser Beitrag untersucht, inwiefern sich Mathematiklehrkräfte weiterführender Schulen systematisch darin unterscheiden, ob und wie häufig sie digitale und nicht-digitale Materialien einsetzen. Dabei wird auch die Rolle motivationaler Merkmale als Prädiktoren für den Einsatz dieser Materialien beleuchtet.
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Nicole Melcher & Lena Zeppenfeld
Die Einmaleinsreise – Eine Unterrichtsreihe im 3. Schuljahr
Erste Seite: 135
Letzte Seite: 141
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.14
Abstract: Der Artikel basiert inhaltlich auf dem Unterrichtsentwurf „Die Einmaleinsreise“, der im Rahmen des Projektes DigiMath4Edu eingereicht wurde. Der didaktische Aufbau der Reihe und die eingesetzten digitalen Medien (Osmo Genius/Numbers, Echo Dot, iPad mit der App Book Creator) werden zunächst vorgestellt. Weiterhin soll das Arbeitsergebnis der Unterrichtsreihe, ein Einmaleinsbuch, über die App Book Creator, welches die Schülerinnen und Schüler gestaltet haben, näher in den Blick genommen werden, um hier zu verdeutlichen, welche Kompetenzen die Schülerinnen und Schüler im Laufe der Einheit erworben und gefestigt haben.
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Lea Marie Müller & Melanie Platz
Von den Ellenstäben hin zu Augmented Reality. Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft – Die (Weiter-)Entwicklung von Messinstrumenten
Erste Seite: 143
Letzte Seite: 153
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.15
Abstract: Digitale Medien durchdringen nicht nur unseren Alltag, sondern auch das schulische Lernen und Lehren. Der Beitrag gibt einen historisch-mathematischen Überblick über Messinstrumente ausgehend von den ersten der Menschheitsgeschichte im Bereich Längen bis hin zu heutigen neuen Technologien, wie Augmented Reality (AR), die Kinder bei der Einsicht in Messprozesse und somit beim Verstehen ihrer physischen Umwelt mit mathematischen Mitteln unterstützen können.
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Reinhard Oldenburg
Digitalisierung und Digitalität – Lehrmethode oder Lerngegenstand?
Erste Seite: 155
Letzte Seite: 167
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.16
Abstract: Digitalisierung kann im Mathematikunterricht methodisch und inhaltlich umgesetzt werden. Der Beitrag plädiert dafür, neben methodischen Innovationen der Digitalisierung mittels digitaler Medien auch die inhaltlichen Impulse didaktisch zu bearbeiten. Zentral dafür ist ein Verständnis, wie Mathematik und ihre Anwendungen durch die Digitalisierung verändert werden und welche gesellschaftlichen Auswirkungen das hat.
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Felicitas Pielsticker
Unterschiedliche Auffassungen über die Natur der Geometrie – Grundschüler*innen im Umgang mit 3D-Druck-Stiften
Erste Seite: 169
Letzte Seite: 179
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.17
Abstract: In diesem Beitrag geht es um die Betrachtung einer Lehr-Lernsituation im Bereich der Geometrie in der Grundschule vor dem Hintergrund von zwei grundsätzlich verschiedenen Auffassungen von Geometrie. Die Grundschüler*innen des Fallbeispiels konstruieren Figuren mithilfe des 3D-Druck-Stiftes zum Dreiecksbegriff. Die Situation wird einerseits vor dem Hintergrund einer platonischen Grundposition beschrieben, andererseits wird dieselbe Situation vor dem Hintergrund einer konstruktivistischen Grundposition dargestellt. Es werden also dieselben Lernprozesse einmal im Kontext eines (Wieder-)Erfindens und einmal im Sinne eines Entdeckens beschrieben. Ziel des Beitrags ist es damit, zwei Beschreibungsperspektiven auf dieselbe Fallsituation aufzuzeigen und die sich daraus entwickelnde Relevanz für ein Mathematiklernen im Unterricht zu erschließen.
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Melanie Platz, Christina Bierbauer & Lea Marie Müller
Förderung von Search Engine Literacy im Mathematikunterricht der Grundschule
Erste Seite: 181
Letzte Seite: 190
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.18
Abstract: Bereits im Grundschulunterricht wird von Kindern erwartet, internetbasierte Recherchen durchzuführen – eine kompetente Suche stellt jedoch komplexe Anforderungen, deren Bewältigung Search Engine Literacy (SEL) erfordert. Im Beitrag wird ein Konzept für die Entwicklung von Lernumgebungen zur Förderung von SEL vorgestellt, die im Grundschulunterricht in direkter Verknüpfung mit traditionellen mathematischen Unterrichtsthemen eingesetzt werden können.
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Rebecca Schneider
Empirische Settings unter Einsatz der 3D-Druck Technologie im Mathematikunterricht der Grundschule – theoretische Grundlagen und deren Bedeutung für die Praxis
Erste Seite: 191
Letzte Seite: 200
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.19
Abstract: Die 3D-Druck Technologie eröffnet neue Möglichkeiten, um mathematisches Wissen anhand empirischer Objekte zu entwickeln. Im Beitrag wird der Einsatz der 3D-Druck Technologie für den Mathematikunterricht an Grundschulen theoriebasiert reflektiert und anhand exemplarischer Beispiele aufgezeigt, wie dieser für das Mathematiklernen von Schülerinnen und Schülern der Grundschule nutzbar gemacht werden kann.
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Simeon Schwob & Paul Gudladt
Nutzung von GeoGebra Applets in Online-Diagnose und Fördersitzungen
Erste Seite: 201
Letzte Seite: 211
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.20
Abstract: Anhand eines ausgewählten Fallbeispiels werden Potenziale und Grenzen eines entwickelten GeoGebra Applets zu Anteilsvorstellungen von Brüchen rekonstruiert. Die Lernenden kollaborieren im vorliegenden Fallbeispiel via Online-Meeting-Tool. Der Artikel fokussiert die fachdidaktischen Konzepte wie beispielsweise „communication of technology“ und „multiple external representations“, die in der Entwicklung genutzt und in der Durchführung sichtbar werden.
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Carina Tusche, Raja Herold-Blasius, Daniel Thurm, Laura Graewert, Katrin Gruhn, Anna Büdenbender, Frank Sprütten & Paul Tyrichter
Erfahrungsbasierte Entwicklungsschritte zur Gestaltung digitaler mathematischer Exit-Games
Erste Seite: 213
Letzte Seite: 222
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.21
Abstract: Digitale Exit-Games basieren auf Aufgaben, die in eine Geschichte eingebettet sind und zur Erreichung eines spezifischen Ziels (z. B. das Finden einer verschwundenen Person) gelöst werden müssen. Sie bieten einen für Schüler:innen motivierenden Ansatz, um mathematische Inhalte zu üben und gleichzeitig überfachliche Kompetenzen (z. B. Problemlösen und Teamfähigkeit) zu stärken. Im vorliegenden Beitrag wird aus einem Projekt berichtet, in dem Studierende digitale Exit-Games für Schüler:innen der frühen Sekundarstufe entwickelten. Erfahru-gen aus dem Projekt zeigen, dass u. a. die enge Passung zwischen der Geschichte und den Aufgaben essentiell ist.
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Johannes Voermanek & Andreas Schulz
Zusammenhänge zwischen Motivation, Akzeptanz und Nutzung einer intelligenten versus passiven Lernumgebung
Erste Seite: 223
Letzte Seite: 232
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.22
Abstract: Zum Lerninhalt von Stellenwertsystemen wurden, basierend auf dem Technology Acceptance Model (TAM), die Akzeptanz sowie die Motivation zur Nutzung einer intelligenten tutoriellen Online-Lernumgebung (IL) mit inhaltlichen und strategischen Hilfen und Schritt-für-Schritt Feedback vs. einer passiven Online-Lernumgebung (PL) analysiert. Die Akzeptanz der PL war geringfügig höher. Mittels latenter Clusteranalyse wurden sieben Nutzungsarten der IL beschrieben.
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Dirk Weber
Subjektive Theorien von Lehrkräften zur Förderung von Kindern mit besonderen Schwierigkeiten beim Mathematiklernen unter Nutzung digitaler Medien und hybrider Lernarrangements
Erste Seite: 233
Letzte Seite: 242
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.23
Abstract: Der Beitrag geht der Frage nach, welche Subjektiven Theorien Grundschullehrkräfte hinsichtlich individueller Förderung von Kindern mit besonderen Schwierigkeiten beim Mathematiklernen unter Nutzung digitaler Medien und hybrider Lernarrangements besitzen. Die Rekonstruktion ihrer überindividuellen Inhalts-Struktur-Kombinationen offenbart vorhandene fachdidaktische Prägungen zum Einsatz digitaler Medien in einem fördernden Mathematikunterricht.
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Juliane Wefers
Interaktive Lernvideos zur Multiplikation – individuelle Nutzungspfade von Grundschulkindern
Erste Seite: 243
Letzte Seite: 252
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.24
Abstract: Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einem Thema von hoher Aktualität. Es wird eine explorative Vorstudie vorgestellt, in der Kinder mit interaktiven oder linearen Videos gearbeitet haben. Zunächst wird auf Lern-, Erklär- und Entdeckervideos und deren Beurteilungsmöglichkeiten eingegangen. Daraus ableitend werden die für diese Arbeit generierten interaktiven Lernvideos vorgestellt und definiert. Die interaktiven Videos selbst thematisieren Grundvorstellungen der Multiplikation, als wiederholte Addition gleicher Summanden. Infolge der aufgeführten Vorteile, werden die Ergebnisse der Pilotierung vorgestellt. Es geht dabei um die Erprobung der interaktiven Elemente und die Weiterentwicklung des Versuchsdesigns. Untersucht wurden einerseits die sich ergebenden Nutzungspfade, welche die Kinder bei der Bearbeitung der Videos gewählt haben, andererseits wurde der Lernerfolg der Schüler*innen mit Hilfe eines Prä-/Posttest – im Paper-Pencil-Format – identifiziert. Nach dem Darstellen der Ergebnisse und deren Interpretation schließt der Beitrag mit einem Ausblick auf mögliche zukünftige Forschungsinteressen.
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Laura Wirth
Modellierungskompetenz mit Videos erwerben (MoVie) – Wahrgenommene Vorteile und Herausforderungen bei der Arbeit mit einem heuristischen Lösungsbeispielvideo
Erste Seite: 253
Letzte Seite: 262
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.25
Abstract: Dieser Beitrag stellt zunächst einen theoretischen Rahmen zur Erstellung heuristischer Lösungsbeispielvideos zum Modellieren bereit. Auf Basis einer qualitativen Datenerhebung mit Schüler:innen-Paaren der Klassen 11 bzw. 12 werden wahrgenommene Vorteile und Herausforderungen bei der Arbeit mit einem solchen Video betrachtet. Schüler:innen sehen Vorteile im Design und selbstregulierten Lernen. Dabei zeigten sich der Transfer auf eine weitere Aufgabe, die Dauer des Videos und die Selbstregulation als Herausforderungen.
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Mira H. Wulff, Anika Radkowitsch, Marc Wilken & Aiso Heinze
Wie sehen Lehrkräfte die Nutzung des 3D-Drucks als Lernkontext im Mathematikunterricht der Sekundarstufe?
Erste Seite: 263
Letzte Seite: 273
https://doi.org/10.37626/GA9783959872041.0.26
Abstract: Aufgrund der Digitalisierung der Arbeitswelt werden zunehmend digitale Kompetenzen von Schulabsolvent:innen erwartet. Im Beitrag wird eine Studie mit 166 Lehrkräften zu deren Sichtweise auf die Nutzung des 3D-Drucks als Lernkontext im Mathematikunterricht vorgestellt. Die Ergebnisse deuten auf eine Offenheit der Lehrkräfte hin, die mit dem erwarteten Nutzen des 3D-Druck-Kontexts und der Selbstwirksamkeitserwartung der Lehrkräfte zusammenhängt.