MatheArena
Leidenschaft für Mathematik und der Wunsch nach effektiverem Lernen:
Das hat Eva-Maria und Gerald Infanger zur Entwicklung der MatheArena bewogen.
Hier erzählen sie ihre Erfolgsgeschichte.
Von der Beobachtung zur Innovation
Unsere Geschichte beginnt um das Jahr 2010 an der Universität Linz.
Als engagierte Mathematikstudent:innen beobachten wir ein faszinierendes Phänomen: Die Reaktionen auf unser Studienfach Mathematik sind extrem polarisiert.
Auf der einen Seite treffen wir auf Menschen, deren Augen vor Begeisterung leuchten, sobald mathematische Themen angesprochen werden.
Auf der anderen Seite begegnen wir jenen, die bei der bloßen Erwähnung von Mathematik zusammenzucken, geprägt von negativen, teils traumatischen Erfahrungen aus ihrer Schulzeit.
Diese starke Polarisierung lässt uns damals schon aufhorchen. Wo sind die Stimmen dazwischen? Warum gibt es scheinbar nur Liebe oder Abneigung für ein Fach, das doch die Grundlage für so viele Bereiche unseres modernen Lebens bildet? Unser Zweitfach Theologie erweist sich in dieser Situation als unerwarteter Verbündeter. Es stattet uns mit einem reichen Fundus an psychologischem und empathischem Wissen aus. Ausgerüstet mit Werkzeugen wie aktivem Zuhören, analytischem Denken und einem tiefen Verständnis für menschliche Verhaltensweisen, machen wir uns daran, die Ursachen für diese extreme Spaltung zu ergründen.
Erste Erfahrungen als Lehrkräfte
Der Übergang vom Studium in den aktiven Schuldienst als junge Lehrkräfte bringt uns wertvolle Erkenntnisse. Im Klassenzimmer wird deutlich, was wir zuvor schon theoretisch erahnt hatten: Jede Schülerin und jeder Schüler ist eine einzigartige Persönlichkeit mit einer ganz individuellen Geschichte, geprägt von persönlichen Vorerfahrungen und spezifischen Lernpräferenzen.
Diese Erkenntnis ist gleichzeitig erhellend und herausfordernd. Wir stellen fest, dass wir mit unserem Standardunterricht und unserer eigenen Persönlichkeit zwar einen Teil der Klasse gut erreichen, aber bei Weitem nicht alle. Experimentieren mit neuen Methoden hilft, weitere Schüler:innen für das Fach zu begeistern. Doch es bleibt eine Gruppe, die trotz ausreichender kognitiver Fähigkeiten für mathematisches Denken einfach nicht den richtigen Zugang findet. Diese Beobachtungen führen uns zu einer zentralen Frage: Wie können wir Mathematik so vermitteln, dass wirklich jede:r Schüler:in die Chance hat, das Fach zu verstehen und sogar zu lieben?
Die Geburt einer Vision
Aus diesen Erfahrungen und Überlegungen kristallisiert sich, begleitet von intensiven Überlegungen, unsere Vision heraus: Alle Menschen können Mathematik verstehen - sie brauchen nur unterschiedlich lange dafür! Diese Erkenntnis mag auf den ersten Blick simpel erscheinen, doch sie birgt revolutionäres Potenzial für den Mathematikunterricht. Sie verschiebt den Fokus von der oft vorherrschenden Einteilung in "mathematisch begabt" und "unbegabt" hin zu einem inklusiveren Ansatz, der jedem Menschen die Fähigkeit zum mathematischen Denken zugesteht.
Die Herausforderungen: drei zentrale Fragen
Mit dieser Vision im Gepäck stehen wir vor drei grundlegenden Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt:
- Wie lässt sich das Tempo eines Unterrichtsfaches, das sehr rasch in seiner Abstraktion und Formalität zunimmt, so anpassen, dass für jede Person ein maßgeschneiderter Mathematik-Lernpfad bereitgestellt werden kann, ohne Unmögliches von Lehrkräften zu verlangen?
- Wie halten wir die Motivation ausreichend lange hoch, bis alle sich ins mathematische Denken eingewöhnt haben, vor allem bei jenen, die zu Hause dahingehend nicht unterstützt werden oder nicht ohnehin daran interessiert und dafür motiviert sind?
- Wie bauen wir unser Projekt auf, dass es nicht nur Österreicher:innen zugutekommt, sondern idealerweise überall auf der Welt verwendet werden kann?
Diese drei Fragen bilden das Fundament für die Entwicklung von MatheArena.
Die Lösung: MatheArena entsteht
Frage 1: Wie können wir den Lernprozess individualisieren?
Die Antwort auf die erste Frage finden wir in einem elementaren Ansatz: Wir beschließen, die Mathematik in ihre kleinsten Bestandteile - quasi ihre "Atome" der Erkenntnisse - zu zerlegen. Zu jedem dieser Atome entwickeln wir Fragen, die darauf abzielen, das zugrundeliegende Konzept, den Begriff oder die dahinterstehende Kompetenz zu vermitteln und zu festigen. Der nächste Schritt besteht darin, diese atomaren Einheiten nach Schwierigkeitsgrad zu ordnen und einen Algorithmus zu entwickeln, der sie geschickt und individuell an die Lernenden verteilt. Dieser Ansatz ermöglicht es, dass jede:r Schüler:in genau an dem Punkt abgeholt wird, an dem er oder sie steht, und in einem angemessenen Tempo voranschreiten kann. Diese Idee verfolgen auch andere Didaktiker:innen und EdTech-Entwickler:innen weltweit, weshalb der Ansatz heute mit dem Trend-Begriff „Micro Learning“ subsumiert wird.
Frage 2: Wie können wir die Motivation steigern?
Die zweite und vielleicht schwierigste Frage - wie wir die Motivation der Lernenden aufrechterhalten können - findet ihre Antwort in einer technologischen Entwicklung, die gerade Fahrt aufnimmt: die Verbreitung von Tablets und Smartphones. Diese Geräte begeistern durch ihre intuitive Bedienung, die vielfältigen Möglichkeiten und nicht zuletzt durch ihre Individualität. Viele Schüler:innen besitzen bereits zu Beginn unserer Überlegungen ein eigenes Gerät. Wir erkennen das Potenzial dieser Technologie, Lernen nicht nur zu erleichtern, sondern es auch attraktiver und motivierender zu gestalten, indem wir die Lernerfahrung individualisieren.
Frage 3: Wie können wir möglichst viele Menschen erreichen?
Die dritte Frage nach der globalen Anwendbarkeit unseres Projekts lässt sich theoretisch schnell beantworten. Wir stützen uns auf die Erkenntnis, dass mathematisches Denken in seinem Kern überall auf der Welt gleich ist - man spricht nicht umsonst vom universalen Charakter der Mathematik. Basierend auf diesem Wissen konzipieren wir die Aufgaben so, dass sie unabhängig von spezifischen Formalismen und Schreibweisen beantwortet werden können. Dies ermöglicht es, dass MatheArena potenziell von Lernenden auf der ganzen Welt genutzt werden kann, unabhängig von lokalen Lehrplänen oder Notationssystemen.
Die Umsetzung unserer Vision
Aus diesen Überlegungen und Lösungsansätzen entsteht MatheArena - eine Mathematik-Lern-App, die das Ziel verfolgt, das Beste aus pädagogischer Erfahrung, mathematischer Expertise und moderner Technologie zu vereinen.
Adaptive Lernschwierigkeit
Das Herzstück von MatheArena ist der adaptive Algorithmus, der die Schwierigkeit der Aufgaben automatisch an das individuelle Niveau der lernenden Person anpasst. Dies ermöglicht ein personalisiertes Lernerlebnis, bei dem jede:r Schüler:in weder über- noch unterfordert wird, sondern genau im optimalen Lernbereich arbeitet.
Gamification-Elemente
Um die Motivation aufrechtzuerhalten, haben wir verschiedene spielerische Elemente in die App integriert. Dazu gehören Belohnungssysteme, Fortschrittsanzeigen und kleine Herausforderungen, die das Lernen zu einem spannenden Abenteuer machen. Diese Gamification-Ansätze nutzen die natürliche Neugier und den Spieltrieb der Lernenden, um sie für Mathematik zu begeistern.
Flexibles, mobiles Lernen
MatheArena ist so konzipiert, dass sie jederzeit und überall genutzt werden kann - sei es in der Schule, zu Hause oder unterwegs. Die App funktioniert auf Smartphones und Tablets und ermöglicht so ein flexibles Lernen ohne die Notwendigkeit von Stift und Papier. Dies kommt besonders jenen Schüler:innen entgegen, die in traditionellen Lernumgebungen Schwierigkeiten haben.
Sofortiges Feedback
Ein weiteres Schlüsselelement von MatheArena ist das unmittelbare Feedback. Lernende erhalten sofort nach jeder Aufgabe eine Rückmeldung, ob ihre Antwort korrekt ist. Bei Fehlern werden Erklärungen und Hilfestellungen angeboten, die das Verständnis fördern. Dieses unmittelbare Feedback ist ein wesentlicher Faktor für effektives Lernen und hilft, Fehlvorstellungen aufzudecken und damit konstante Frustration zu vermeiden.
Fortschrittsverfolgung
Die App bietet sowohl den Lernenden als auch den Lehrkräften die Möglichkeit, den Lernfortschritt zu verfolgen. Schüler:innen können ihre eigene Entwicklung beobachten, sei es die investierte Zeit, der aufgebrachte Fleiß oder der effiziente, schnelle Wissenszugewinn. Das wirkt zusätzlich motivierend. Lehrkräfte erhalten dadurch wertvolle Einblicke in die Lernpräferenzen, Stärken und Schwächen ihrer Schüler:innen und können so gezielt Unterstützung anbieten. Die Datenhoheit verbleibt dabei vollständig bei den Lernenden - sie allein dürfen entscheiden, wer worin Einsicht erhält.
Nahtlose Integration in den Unterricht
Ein entscheidender Schritt in der Entwicklung von MatheArena ist die Kooperation mit dem VERITAS Verlag.
Seit dem Schuljahr 2023/2024 begleitet MatheArena offiziell die Mathematikreihen des VERITAS Verlags für die Mittelschule und AHS-Unterstufe nach neuem Lehrplan, nämlich
Diese Zusammenarbeit ermöglicht eine nahtlose Integration von MatheArena in den regulären Mathematikunterricht.
Schüler:innen können die Pro-Version von MatheArena Junior kostenlos über einen Code in ihren Mathematikbüchern freischalten. Dadurch wird die App zu einem integralen Bestandteil des Lernprozesses und ergänzt das traditionelle Schulbuch um eine interaktive, digitale Komponente. Nach häufigen Anfragen seitens der BHS-Lehrkräfte gilt dies auch für die BHS-Lehrwerke. Schüler:innen der österreichischen HLWs erhalten über ihre VERITAS-Schulbücher kostenlosen Zugang zur MatheArena Junior, um etwaige Lücken aus dem Mathematikunterricht ihrer Mittelschulzeit entdecken und schließen zu können. Dies entlastet die knappe Unterrichtszeit, indem Vorwissen einfach, effizient und differenziert aktiviert werden kann.
Vorteile für Ihren Unterricht
Als Lehrkräfte stehen Sie täglich vor der Herausforderung, eine diverse Gruppe von Schüler:innen zu unterrichten, die alle unterschiedliche Lerngeschwindigkeiten, Interessen und Fähigkeiten mitbringen. MatheArena unterstützt Sie dabei auf vielfältige Weise.
Differenzierung leicht gemacht
Der adaptive Algorithmus von MatheArena übernimmt einen Großteil der Differenzierungsarbeit für Sie. Jede:r Schüler:in erhält automatisch Aufgaben, die seinem oder ihrem aktuellen Leistungsstand entsprechen. Dies ermöglicht es Ihnen, sich auf die individuelle Betreuung und Förderung zu konzentrieren, anstatt Zeit mit der Erstellung und Zuweisung verschiedener Aufgabensets zu verbringen.
Mehr Motivation durch Spiel, Spannung und Interaktion
Die spielerischen Elemente der App machen Mathematik für viele Schüler:innen erwiesenermaßen attraktiver. Besonders jene, die bisher wenig Interesse oder sogar eine Abneigung gegen das Fach entwickelt haben, können durch den gamifizierten und frei zugänglichen Ansatz neue Zugänge zur Mathematik finden. Dies kann zu einer positiveren Einstellung zum Fach und letztlich zu besseren Leistungen führen. Zusätzlich ist eine Duell-Version in die App integriert, die es den Schüler:innen ermöglicht, in einem freundschaftlichen Wettbewerb gegeneinander anzutreten.
In dieser Funktion können sie ihr Wissen in Echtzeit testen und sich gegenseitig herausfordern. Diese Wettbewerbsatmosphäre steigert die Motivation und sorgt dafür, dass das Lernen spielerisch bleibt. Um das Lernen noch erfreulicher zu gestalten, haben wir verschiedene Minigames entwickelt, die spezifische mathematische Fähigkeiten trainieren. Diese Spiele sind so konzipiert, dass sie sowohl lehrreich als auch ansprechend sind. Durch die Kombination von Spaß und Lernen können Schüler:innen ihre mathematischen Fertigkeiten auf spielerische Weise verbessern und gleichzeitig ihre Reaktionsfähigkeit und Problemlösungsfähigkeiten schulen.
Entlastung für Sie als Lehrkraft
MatheArena ermöglicht es Ihren Schüler:innen, selbstständig zu üben und Lücken zu schließen. Die App übernimmt dabei die Rolle eines geduldigen Tutors, der unermüdlich Aufgaben stellt, Feedback gibt und Hilfestellungen anbietet. Dies entlastet Sie in Ihrer täglichen Arbeit und gibt Ihnen mehr Raum für die Gestaltung eines kreativen und interaktiven Unterrichts.
Förderung digitaler Kompetenz
In einer zunehmend digitalisierten Welt ist es wichtig, dass Schüler:innen lernen, digitale Medien sinnvoll und zielgerichtet einzusetzen. MatheArena bietet eine hervorragende Möglichkeit, den Umgang mit digitalen Lerntools zu üben und dabei gleichzeitig mathematische Fähigkeiten zu entwickeln.
Datenbasierte Einblicke
Die Fortschrittsverfolgung in MatheArena liefert wertvolle Daten über den Lernfortschritt Ihrer Schüler:innen. Sie können auf einen Blick erkennen, in welchen Bereichen einzelne Schüler:innen Stärken oder Schwächen haben. Diese Informationen ermöglichen es Ihnen, Ihren Unterricht gezielt anzupassen und dort Unterstützung anzubieten, wo sie am meisten benötigt wird. An einer Lehrer:innen-Ansicht wird seit Herbst 2024 gearbeitet, sodass auch Sie zukünftig Hausübungen vergeben, eigene Übungen erstellen und die Ergebnisse einsehen können, ohne die Privatsphäre Ihrer Schüler:innen zu übertreten.
Blick in die Zukunft
MatheArena ist mehr als nur eine App - es ist der Beginn einer neuen Art, Mathematik zu lehren und zu lernen. Wir sehen die App als einen wichtigen Schritt in Richtung eines inklusiveren, motivierenderen und effektiveren Mathematikunterrichts. In Zukunft planen wir, MatheArena kontinuierlich weiterzuentwickeln.
Dazu gehören:
- die Erweiterung des Aufgabenpools und der Minigames, um noch mehr mathematische Konzepte abzudecken
- die Integration von KI-gestützten Lernassistenten, die noch präzisere Hilfestellungen geben können
- die Entwicklung von Funktionen für kollaboratives Lernen, die es Schüler:innen ermöglichen, gemeinsam Probleme zu lösen
- die Ausweitung auf weitere Klassenstufen und möglicherweise auch auf andere Fächer
Ihr Feedback ist gefragt
Als Entwickler:innen von MatheArena sind wir ständig bemüht, die App zu verbessern und an die Bedürfnisse von Lehrkräften und Schüler:innen anzupassen. Entdecken Sie, wie MatheArena Ihren Mathematikunterricht bereichern kann. Gemeinsam können wir die Freude an der Mathematik fördern und Ihre Schüler:innen bestmöglich auf die digitale Zukunft vorbereiten.
Haben Sie Fragen oder möchten Sie MatheArena testen? Kontaktieren Sie uns – wir freuen uns auf den Austausch mit Ihnen: info@mathearena.com