This contribution describes an experiment carried out by a team within the ReMath (Representing Mathematics with Digital Media) European Project (http://remath.cti.gr). Within this project six digital dynamic artefacts (DDAs) have been developed, thirteen experiments have been planned (Artigue & al., 2007) and carried out, analysis of the collected data are still in progress. In this contribution, we focus on the case of the Aplusix DDA (http://aplusix.imag.fr), from the point in which the designers deliver their product to the team in charge of planning the experiment, up to the point in which the artefact is experimented within the ReMath project.

One of the crucial dimensions of students’ activities in the university environment is group scientifc activities. Teamwork, or in other words, collaborative activity, will have an appropriate efect on students’ deep learning (Slattery and Cleary, 2017). Also, due to the increase in learning in a virtual environment, especially in situations such as the Covid-19 pandemic, universities prefer a virtual collaborative learning environment (Velinov et al., 2021). Because they can carry out research teamwork, virtual knowledge sharing on remote scientifc projects activities (Schoop et al., 2005; Zhang et al., 2018). When pursuing this type of learning activity internationally, it requires paying attention to diverse dimensions to maintain its efectiveness in learning (Mundel, 2020). [Aus: Einleitung]

In recent years, the adoption of digital learning environments has been proven as a suitable complement to traditional lectures, allowing to involve students more actively. However, current approaches lack at supporting both lecturers' individual teaching scenarios and collaborative activities. Thus, this thesis introduces an adaptable collaborative learning environment that enables lecturers to model and execute customized teaching scenarios. In addition to expressive means of adaptation, it includes collaborative functions which support group and peer interactions. The approach was implemented in a role-based prototype called scenario-tailored Audience Response System (stARS), demonstrating its applicability through seven well-known teaching scenarios. Furthermore, a thorough evaluation based on various user studies and lecture experiments confirmed the ability to support lecturers' individual teaching scenarios and integrate advanced collaborative activities into digital learning environments.

This report begins with the presentation of "the state of the art" as well as the foreseen trend in the education system in Mozambique and analyses the present situation in the area utilizing media opportunities for teaching and/or learning. Basing on this analysis, the prevailing problems and the aims (this might need research) of the study shall then be identified and formulated (chapter 1 and 2). The necessity to carry out the study is grounded by the worldwide stormy developments utilizing modern information technology. These developments do also apply to Mozambique as the pre-studies show. A flashback on the history of teaching-/learning system as well as on present solutions utilizing new media and new information as well as communication technology shall be discussed in the third chapter. To this end, the study shall contribute to identify the lacking of previous concepts as well as to introduce an orientation as to the current world sustainable system. The software for training on the market at present show (without doubt) that they reflect developers' imaginations (knowingly or unknowingly) as to what learning and teaching actually is and how this process take place. Basing on this knowledge, it is worth to work out the starting point as to teaching-/learning methodology before working out a conception. In addition, it shall be made clear (in the course of analysis) that the dominating criterion for customizing a teaching-/learning system is that system or its form that has been realised. The contribution of this report, further, is to make the definition of the media more precise by adding new terminology that shall be discussed and viewed from different viewpoints. This shall in turn contribute to a clear and sound understanding of the media. In the past years, a series of different teaching and methodologies concepts on the design of computer-based teaching-/learning environment were developed and discussed. Among them is the so called "anchored instruction" of the cognition and Technology Group based at Vanderbilt University and the Cognitive Apprenticeship developed by Collins, Brown and their co-workers. This shall be dealt with in the fourth chapter. On that basis, and taking other factors into consideration, such as design, functionality, applications scenarios, boundary conditions as well as user backgrounds, a more effective teaching-/learning environment can be predicted and consequently a concrete design proposal can be derived. The guidelines strived as to the design of context-sensitive multimedia teaching and learning environment shall not only be treated intuitive, but implemented technically in a prototype. In so doing they can then be evaluated and adopted. The so evaluated guidelines and other relevant design proposals that can find use in other areas with respect to the demand of the study as a whole shall make the results of this report. The fifth chapter shall describe the development and evaluation of prototype-art "e-Aula" solutions basing on the developed and grounded conception. The conception constitutes of a hybrid solution in the form of training software that supports both freelance as well as classroom learning. This training technology solution is called teaching-/learning environment and it is being characterised through its feature that it embodies two system interfaces having functions (learning environment and teaching arrangement) that basically refer to the same data collection (media) that can be accessed by the in different ways. This function rates "e-Aula" at a relatively higher position in comparison with a number of learning systems. The sixth chapter shall then summarise the important findings of the report and recommend areas for further research. Appendix: e-Aula Suite 1.0 (1,26 MB) Usage: Referat Informationsvermittlung der SLUB / Mit der Arbeit wurde Ein Konzept für eine Hybridlösung in Form von Bildungssoftware entwickelt begründet und evaluiert, mit der sich einmal erzeugte digitale didaktische Medien sowohl für selbstständiges und unterrichtliches Lernen in sog. "Multimedia Learning Environments" als auch für das Lehren über sog. "Teaching Arrangements" nutzen lassen. Anlage: e-Aula Suite 1.0 (1,26 MB) Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLUB

Die vorliegende Arbeit widmet sich der Analyse gegenstandsspezifischer Gelingensfaktoren einer Fortbildung für Aus- und Fortbildende für das Fach Mathematik in der Primarstufe zur Thematik Bilderbücher im Rahmen mathematischer Lernumgebungen. Im Mittelpunkt stehen also Multiplikator:innen, die in der Ausbildung von Studienreferendar:innen und/oder in der Fortbildung von Lehrpersonen tätig sind. Multiplikator:innen für diese Tätigkeit im Rahmen von Fortbildungen zu professionalisieren, stellt ein Kernanliegen im Kontext der Lehrer:innenbildung dar. Die Studie geht dabei der Frage nach, welche Inhalte eine Fortbildung konkret zur Thematik Bilderbücher im Rahmen mathematischer Lernumgebungen thematisieren sollte und wie sie gestaltet sein muss, damit die Multiplikator:innen die neuen Inhalte im Unterricht und in Aus- bzw. Fortbildungsveranstaltungen umsetzen können. Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurde angelehnt an die aktuellen Ergebnisse der Professionalisierungsforschung für Aus- und Fortbildende für das Fach Mathematik in der Primarstufe im Freistaat Sachsen eine Fortbildungsreihe zu dieser Thematik, bestehend aus drei Präsenz- und zwei Distanzphasen, konzipiert und durchgeführt. Zu verschiedenen Zeitpunkten der Fortbildung erfolgte eine Erhebung von Daten, wobei die drei leitfadengestützten Interviews mit den Teilnehmenden der Fortbildung das Herzstück der Studie bilden. In dieser Arbeit werden also Erkenntnisse dargestellt, die aufzeigen, welche gegenstandsspezifischen inhaltlichen Aspekte und welche Gestaltungsaspekte aus Sicht der Multiplikator:innen zum Gelingen der Fortbildung beitragen. Detaillierte Einblicke in die Herausforderungen, die die Multiplikator:innen bei einer ersten Umsetzung im Unterricht sowie im Aus- bzw. Fortbildungskontext in den Distanzphasen der Fortbildung bewältigen mussten, zeigen auf, welche Aspekte die Implementation unterstützen bzw. erschweren können. Dadurch ist es gelungen, einen wertvollen Beitrag zur gegenstandsspezifischen Professionalisierungsforschung zu leisten und die Bedeutsamkeit einer Forschung, die den Professionalisierungsgegenstand in den Mittelpunkt rückt, zu unterstreichen. Zudem konnten aus den Ergebnissen mögliche Konsequenzen für die Praxis abgeleitet werden, sodass Dozierende bei der Konzeptionierung einer Fortbildungsveranstaltung für Aus- und/oder Fortbildende zur Thematik von den Ergebnissen dieser Studie profitieren können. Darüber hinaus wird dargelegt, wie die Implementation innovativer Konzepte im schulischen und Aus- bzw. Fortbildungskontext gelingen kann. Nicht zuletzt verdeutlicht diese Arbeit auch die Potenziale, die in der Idee des Lernens mit Bilderbüchern im Rahmen mathematischer Lernumgebungen für einen zeitgemäßen Mathematikunterricht stecken – einem Mathematikunterricht, der das Kind und das Fach in den Mittelpunkt rückt. Eine umfangreiche Darlegung dieses Konzepts in dieser Arbeit machen das Anliegen und die theoretische Grundlegung der Idee des mathematischen Lernens mit Bilderbüchern im Rahmen einer Lernumgebung plausibel und nachvollziehbar.:Inhalt 1 Einleitung Teil I – Theoretische Grundlagen 2 Professionalisierung von Multiplikator:innen 2.1 Multiplikator:innen im Fokus 2.2 Multiplikator:innen – Kernakteur:innen der Lehrer:innenbildung 2.3 Theorien und empirische Befunde zu Kompetenzen von Multiplikator:innen 2.3.1 Grundlegende Kompetenzmodelle 2.3.2 Modelle zur Beschreibung von Kompetenzen von Multiplikator:innen 2.3.3 Das Drei-Tetraeder-Modell 2.3.4 Zusammenfassung 2.4 Entwicklung professioneller Kompetenzen von Multiplikator:innen 2.4.1 Vier-Ebenen-Modell der Entwicklung von Multiplikator:innen 2.4.2 Drei-Ebenen-Modell des Lernens-durch-Praxis für Mathematik-Multiplikator:innen 2.4.3 Selbstorganisiertes Lernen, Basisqualifizierung, Praxisbegleitung 2.5 Zusammenfassung 3 Professionalisierung von Multiplikator:innen durch Fortbildung 3.1 Fortbildung von Multiplikator:innen 3.2 Wirkung und Wirkungsebenen von Fortbildung 3.2.1 Wirkungsebenen einer Fortbildung 3.2.2 Modelle zur Wirksamkeit von Fortbildungen 3.3 Faktoren wirksamer Fortbildung 3.3.1 Personenbezogene Einflussfaktoren 3.3.2 Kontextbezogene Einflussfaktoren 3.3.3 Qualität des Fortbildungsangebotes 3.3.4 Expertise der Dozierenden 3.4 Zusammenfassung und Ableitung des Forschungsinteresses 4 Lernumgebungen mit Bilderbüchern im Mathematikunterricht 4.1 Lernumgebungen im Mathematikunterricht 4.1.1 Begriffliche Klärung 4.1.2 Ansprüche an eine Lernumgebung 4.1.3 Phasen einer Lernumgebung 4.1.4 Konstruktion einer Lernumgebung 4.1.5 Anforderungen an die Lehrperson 4.1.6 Verwandte Konzepte 4.1.7 Lernumgebungen als Professionalisierungsgegenstand 4.2 Bilderbücher im Mathematikunterricht 4.2.1 Bilderbücher im Fokus 4.2.2 Mathematisches Lernen mit Bilderbüchern 4.2.3 Bilderbücher im Mathematikunterricht als Professionalisierungsgegenstand 4.3 Bilderbücher im Rahmen mathematischer Lernumgebungen 4.4 Zusammenfassung 5 Implementierungsstrategien 6 Zusammenfassung und Ausdifferenzierung des Forschungsinteresses Teil II – Design und Methoden der empirischen Untersuchung 7 Ziele der Untersuchung und Forschungsfragen 8 Design der Fortbildung 8.1 Rahmenbedingungen 8.2 Die Teilnehmenden im Fokus 8.3 Die Dozierende im Fokus 8.4 Die Strukturierung und Ziele der Fortbildungsreihe 8.5 Die Konzeption der Fortbildungsreihe 8.6 Die Implementation der Fortbildung 8.7 Zusammenfassung 9 Konzeption und Durchführung der Studie 9.1 Stichprobe 9.2 Design der Studie 9.3 Instrumente der Datenerhebung 9.3.1 Interview 9.3.2 Fragebogen 9.3.3 Beobachtung 9.3.4 Zusammenfassung 9.4 Datenaufbereitung 9.4.1 Aufbereitung der Daten aus den Interviews 9.4.2 Aufbereitung der Daten aus den Fragebögen 9.4.3 Zusammenfassung 9.5 Instrumente der Datenauswertung 9.5.1 Qualitative Inhaltsanalyse 9.5.2 Quantitative Datenanalyse 9.5.3 Zusammenfassung Teil III – Ergebnisse 10 Wirksamkeit der Fortbildung 10.1 Reaktionen und Einschätzungen der Multiplikator:innen 10.2 Veränderungen in den Überzeugungen der Multiplikator:innen 10.3 Veränderungen im unterrichts- und aus- bzw. fortbildungspraktischen Handeln 10.4 Reaktionen und Einschätzungen der (angehenden) Lehrpersonen 10.5 Zusammenfassung 11 Gelingensfaktoren einer Multiplikator:innenfortbildung zur Thematik Bilderbücher im Rahmen mathematischer Lernumgebungen 11.1 Inhaltliche Aspekte 11.1.1 Inhaltliche Aspekte auf Unterrichtsebene 11.1.2 Inhaltliche Aspekte auf Aus- bzw. Fortbildungsebene 11.1.3 Auswahl der Bilderbücher 11.1.4 Zusammenfassung und erste Ansätze zur Einordnung 11.2 Gestaltungsaspekte 11.2.1 Distanzaufgabe 1 – Erprobung auf Unterrichtsebene 11.2.2 Distanzaufgabe 2 – Erprobung auf Aus- bzw. Fortbildungsebene 11.2.3 Zusammenfassung und erste Ansätze zur Einordnung 11.3 (Gegenstandsspezifische) Hindernisse bei der Implementation 11.3.1 Herausforderungen bei der Umsetzung im Mathematikunterricht 11.3.2 Herausforderungen bei der Umsetzung im Aus- bzw. Fortbildungskontext 11.3.3 Zusammenfassung und erste Ansätze zur Einordnung Teil IV – Zusammenfassung und Ausblick 12 Zentrale Ergebnisse und Konsequenzen für die Praxis 12.1 Inhaltliche Aspekte 12.2 Gestaltungsaspekte 12.3 (Gegenstandsbezogene) Hindernisse bei der Implementation 13 Reflexion eingesetzter Methoden 14 Ein Blick in die Zukunft 14.1 Weiterführende Fragestellungen 14.2 Chancen der Untersuchung 15 Literaturverzeichnis Anhang

The integration of technology into STEM education has been shown to increase classroom interaction and thus has the potential to improve student's learning. However, current approaches are designed to support specific scenarios and therefore have predefined functional scopes and limitations. This results in lecturers having to adjust their preferred teaching strategy to the currently used system. Hence, our goal is to allow lecturers to customize the system's functionality to their strategy in mind. As a solution, we created a prototype called stARS (scenario-tailored Audience Response System) that builds on top of a uniform metamodel and allows lecturers to create customized teaching scenarios using a graphical editor. First user studies have confirmed that users with different modeling abilities are able to understand the metamodel and use the graphical editor. In order to demonstrate the intuitive use of our prototype, this paper presents concepts to support both the starting phase and modeling of complex scenarios. However, an implementation in real-life scenarios has to be conducted to show its applicability.

One of the most important learning activities of a student at the university are collaborative activities which have a positive effect on the learning skills of students. In the last decades and especially in the last years due to the COVID-19 pandemic, there has been a huge increase in offers to learn in virtual environments. This increase led to the need for professional pedagogical support within the unique environment, which can be addressed by E-tutors. This learning facilitation role becomes increasingly important. Nevertheless, the number of concrete recommendations when interventions are needed is rare. The aim of this study is to fill the gap in the literature when the E-tutor needs to give feedback to students in higher education. The results are derived from a systematic literature review and a qualitative content analysis. The findings indicate that feedback needs to be given in a close timeframe, at best within the first two hours after a question arises.

Active Approaches provide chances for individual, comprehension-oriented learning and can facilitate the acquirement of general mathematical competencies. Using the example of pinboards, which were developed for different areas of the secondary level, workshop participants experience, discuss and further develop learning tasks, which can be used for free activities, for material based concept formation, for coping with heterogeneity, for intelligent exercises, as tool for the presentation of students’ work and as basis for games. The material also allows some continuous movements and can thus prepare an insightful usage of dynamic geometry programs. Central Part of the workshop is a work-sharing group work with learning tasks for grades 5 to 8. The workshop will close with a discussion of general aspects of material-based learning.

Active Approaches provide chances for individual, comprehension-oriented learning and can facilitate the acquirement of general mathematical competencies. Using the example of pinboards, which were developed for different areas of the secondary level, workshop participants experience, discuss and further develop learning tasks, which can be used for free activities, for material based concept formation, for coping with heterogeneity, for intelligent exercises, as tool for the presentation of students’ work and as basis for games. The material also allows some continuous movements and can thus prepare an insightful usage of dynamic geometry programs. Central Part of the workshop is a work-sharing group work with learning tasks for grades 5 to 8. The workshop will close with a discussion of general aspects of material-based learning.

Das Thema Information Retrieval hat insbesondere in Form von Internetsuchmaschinen eine große Bedeutung erlangt. Retrievalsysteme werden für eine Vielzahl unterschiedlicher Rechercheszenarien eingesetzt, unter anderem für firmeninterne Supportdatenbanken, aber auch für die Organisation persönlicher E-Mails. Eine aktuelle Herausforderung besteht in der Bestimmung und Vorhersage der Leistungsfähigkeit einzelner Komponenten dieser Retrievalsysteme, insbesondere der komplexen Wechselwirkungen zwischen ihnen. Für die Implementierung und Konfiguration der Retrievalsysteme und der Retrievalkomponenten werden Fachleute benötigt. Mithilfe der webbasierten Lernanwendung Xtrieval Web Lab können Studierende praktisches Wissen über den Information Retrieval Prozess erwerben, indem sie Retrievalkomponenten zu einem Retrievalsystem zusammenstellen und evaluieren, ohne dafür eine Programmiersprache einsetzen zu müssen. Spielemechaniken leiten die Studierenden bei ihrem Entdeckungsprozess an, motivieren sie und verhindern eine Informationsüberladung durch eine Aufteilung der Lerninhalte. / Information retrieval has achieved great significance in form of search engines for the Internet. Retrieval systems are used in a variety of research scenarios, including corporate support databases, but also for the organization of personal emails. A current challenge is to determine and predict the performance of individual components of these retrieval systems, in particular the complex interactions between them. For the implementation and configuration of retrieval systems and retrieval components professionals are needed. By using the web-based learning application Xtrieval Web Lab students can gain practical knowledge about the information retrieval process by arranging retrieval components in a retrieval system and their evaluation without using a programming language. Game mechanics guide the students in their discovery process, motivate them and prevent information overload by a partition of the learning content.