Sustainability Award 2024

My project "Neue Themen für BNE- und Mathematikunterricht, sowohl wissenschaftlich als auch interessant"/"New Topics for ESD and Mathematics Education, Both Scientific and Interesting" has been nominated by the six-member expert jury for the Sustainability Award 2024 and will be awarded either Gold or Silver on November 26, 2024. A total of 181 projects were submitted. This award is jointly presented by the Federal Ministry of Education, Science and Research and the Federal Ministry for Climate Action, Environment, Energy, Mobility, Innovation and Technology. It recognizes projects that stand out for their innovative approach and sustainable impact in the fields of environment, society, and economy. Here is a long desription (work in progress and in german):

Worum geht es im Projekt "Neue Themen für BNE- und Mathematikunterricht, sowohl wissenschaftlich als auch interessant"? Mathematische Modellierung ist seit ihrer festen Verankerung im Lehrplan ein zentraler Bestandteil der mathematischen Bildung in Österreich. Sie leistet einen wichtigen Beitrag zu den Grunderfahrungen nach Winter (1996), indem sie hilft, „Erscheinungen der Welt um uns, die uns alle angehen oder angehen sollten, aus Natur, Gesellschaft und Kultur, in einer spezifischen Art wahrzunehmen und zu verstehen“ und „Problemlösefähigkeiten, die über die Mathematik hinausgehen, zu erwerben“. Mathematische Modellierung befindet sich jedoch stets im Spannungsfeld zwischen curricularer Umsetzbarkeit (für Lehrkräfte), Aktualität, Authentizität und Attraktivität für Schüler:innen (Blum & Leiß, 2007; Krawitz & Schukajlow, 2018; Schukajlow & Krawitz, 2020).

Um dieses Spannungsfeld zu adressieren, wurden in Zusammenarbeit mit Expert:innen der KFU, der Arbeiterkammer Wien, der BOKU, in Abschlussarbeiten an der Uni Wien sowie der HAUP im Projekt Unterrichtsmaterialien entwickelt, die auf aktuellen wissenschaftlichen Publikationen basieren. Diese Materialien behandeln Themen wie Nachhaltigkeit, Inflation, Wettervorhersage, Vermögensverteilung, Kohleausstieg und Klimamodelle. Reine Stoffdidaktik steht jedoch oftmals auch in der Kritik, es fehle der Rahmen, was weshalb unterrichtet werden soll (Kollosche, 2023). Davon ausgehend erforschen wir in unterschiedlichen Teilprojekten diese neuen Aufgaben auf unterschiedlichen Ebenen.

Im Rahmen des Projekts werden Unterrichtsmaterialien und Konzepte für Projektstunden im Klassenzimmer entwickelt, die Mathematik mit den 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung (SDGs) verknüpfen. Inhaltlich trägt das Projekt bereits zu mehreren der UN-Nachhaltigkeitsziele (SDGs) bei, darunter SDG 4: Hochwertige Bildung, SDG 7: Bezahlbare und saubere Energie, SDG 8: Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum, SDG 9: Industrie, Innovation und Infrastruktur sowie SDG 10: Weniger Ungleichheiten. Durch die Einladung zweier Beiträge in die renommierte ISTRON-Schriftenreihe wird die Bekanntheit des Projekts bei Lehrkräften im deutschsprachigen Raum hoffentlich gesteigert.  

Wir versuchen uns durch Kreativität, Innovation und Vorbildcharakter auszuzeichnen, indem wir auch auf die zunehmende Rolle der Wissenschaftskommunikation zu MINT+ in den sozialen Medien reagieren. Diese Maßnahmen passen zur Ausrichtung des BMBWF, das die Einbindung von Wissenschaft in den Schulunterricht als wichtiger denn je erachtet. Dennoch haben aktuelle wissenschaftliche Themen bisher kaum Eingang in den Mathematikunterricht gefunden, ein Phänomen, das als Relevanzparadoxon von Niss (1994) bekannt ist. Der Mathematikunterricht kann jedoch eine entscheidende Rolle bei der Förderung von kritischem Denken und demokratischer Mündigkeit spielen, indem er Laien befähigt, Expert:innen und wissenschaftliche Erkenntnisse zu hinterfragen (Bauer et al., 2023; Kollosche & Meyerhöfer, 2021). Dabei lassen sich viele angewandte Mathematikkonzepte auf einfache Modelle reduzieren und Datensätze können vereinfacht im Unterricht genutzt werden.  Das Projekt wird daher in Klassenzimmern und Hörsälen (in der Lehrer:innenbildung) empirisch begleitet, um das Interesse und die Entwicklung der Nachhaltigkeitskompetenzen bei Schüler:innen zu messen und Fragen zu Herausforderungen und Veränderungen präzise und wissenschaftlich zu beantworten (Krawitz & Schukajlow, 2018; Schukajlow et al., 2022; Wiegand & Borromeo Ferri, 2023). Das Projekt soll damit auch als Vorbild für andere MINT+ Projekte im Unterricht dienen. Teile des Projekts werden daher auch auf @nawi.unigraz vorgestellt, um die Verbindung zwischen BNE-Unterricht und mathematischer Modellierung für ein breites Publikum sichtbarer zu machen. 

Wann ging es los, wie geht es weiter? Das Projekt begann im Wintersemester 2023/24 und steht momentan auf den ehrenamtlichen Füßen engagierter Lehrender und Forscher:innen. Im Sommersemester wurden die ersten Teilprojekte im Klassenzimmer sowie in Lehrveranstaltungen an der KFU und der PH OÖ umgesetzt. Zwei Beiträge wurden beispielsweise im Mai für die 2025-Ausgabe des renommierten ISTRON-Sammelbandes eingeladen („Wer glaubt an den Kohleausstieg? Eine Analyse von Investitionsentscheidungen“ und „Ungleichheit greifbar machen“) während andere Beiträge ebenfalls in Arbeit sind. Weitere Wissenschaftler:innen wurden kontaktiert, während gleichzeitig Gespräche mit Mitgliedern von Teachers for Future laufen, um eine größere Bekanntheit und eine langfristige Verankerung im Klassenzimmer zu erreichen. Im Wintersemester finden Erhebungen an BOKU und HAUP statt.

Die Zielgruppen des Projekts sind Schüler:innen sowie zukünftige und bereits unterrichtende Lehrkräfte, während gleichzeitig Wissenschaftler:innen im Zuge des Projekts in den Dialog mit der Schule eingebunden werden. Das Projekt zielt auf eine nachhaltige Transformation durch Bewusstseinsbildung und die Änderung von Verhaltensmustern ab und wir freuen uns, wenn wir dies als Gruppe erreichen können.

Kurze Literaturübersicht

Bauer, S., Büchter, A., & Henn, H. W. (2023). Schulmathematik und Realität – Verstehen durch Anwenden. In R. Bruder, A. Büchter, H. Gasteiger, B. Schmidt-Thieme, & H.-G. Weigand (Eds.), Handbuch der Mathematikdidaktik (pp. 21–56). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-66604-3_2

Blum, W., & Leiß, D. (2007). How do Students and Teachers Deal with Modelling Problems? In Mathematical Modelling (pp. 222–231). Elsevier. https://doi.org/10.1533/9780857099419.5.221

Kollosche, D. (2023). On the need for a methodology of didactical content analysis. In P. Drijvers, C. Csapodi, H. Palmér, K. Gosztonyi, & E. Kónya (Eds.), Thirteenth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME13) (Vol. TWG17, Issue 6). Alfréd Rényi Institute of Mathematics. https://hal.science/hal-04386989

Kollosche, D., & Meyerhöfer, W. (2021). COVID-19, mathematics education, and the evaluation of expert knowledge. Educational Studies in Mathematics, 108(1–2), 401–417.

Krawitz, J., & Schukajlow, S. (2018). Do students value modelling problems, and are they confident they can solve such problems? Value and self-efficacy for modelling, word, and intra-mathematical problems. ZDM, 50(1–2), 143–157. https://doi.org/10.1007/s11858-017-0893-1

Niss, M. (1994). Mathematics in society. Didactics of Mathematics as a Scientific Discipline, 13, 367–378.

Schukajlow, S., & Krawitz, J. (2020). Ist Lösungsvielfalt lernförderlich? Multiple Lösungen beim Mathematischen Modellieren. MNU Journal, 73, 182–187.

Schukajlow, S., Krawitz, J., Kanefke, J., & Rakoczy, K. (2022). Interest and performance in solving open modelling problems and closed real-world problems. https://rua.ua.es/dspace/handle/10045/126648

Wiegand, S., & Borromeo Ferri, R. (2023). Promoting pre-service teachers’ professionalism in steam education and education for sustainable development through mathematical modelling activities. ZDM – Mathematics Education, 55(7), 1269–1282. https://doi.org/10.1007/s11858-023-01500-8

Winter, H. (1996). Mathematikunterricht und Allgemeinbildung. Mitteilungen der Deutschen Mathematiker-Vereinigung, 4(2). https://doi.org/10.1515/dmvm-1996-0214