Um der sprachlichen Heterogenität im Mathematikunterricht gerecht zu werden, benötigt es einen theoretischen Rahmen, der dazu genutzt werden kann, Sprache im Fachunterricht zu fördern. Für den Mathematikunterricht bietet es sich an, unterschiedliche Funktionen von Sprache differenziert zu betrachten.
2.3.1 Kommunikative und kognitive Funktion
Die Unterscheidung in eine kommunikative und eine kognitive Funktion von Sprache geht insbesondere auf H. Maier und Schweiger (1999) zurück. Sie verweisen mit der Betrachtung einer doppelten Funktion von Sprache auf Klix (1995), der diese Unterscheidung definiert.
Klix (1995) beschreibt die kommunikative Funktion aus einer biologischen Perspektive als eine Funktion, die die Vorreiterrolle der Sprache einnimmt und die insbesondere phonologische Aspekte der Sprache abdeckt. Dabei differenziert er die kommunikative Ebene in zwei Funktionen: zum einen die lautliche kommunikative Funktion und zum anderen die lernabhängige Kommunikation, die für ihn bereits ein Zwischenstadium von kognitiven Aspekten in der kommunikativen Funktion darstellt.
Menschen nutzen Sprache jedoch nicht nur zur lautlichen Kommunikation, sondern auch auf einer kognitiven Ebene als ein Beschreibungs- und Deutungsinstrument, das mit zusätzlichen semiotischen Systemen verknüpft werden kann, um das Denken zu erweitern, zu vereinfachen oder zu verkürzen (Tomasello, 2008). Für die kognitive Funktion von Sprache unterscheidet Klix (1995) vier unterschiedliche funktionale Ebenen:
1.
die Funktion der Verdichtung des Informationstransports in der Kommunikation durch begriffliche Repräsentationen
2.
die Fixierung neuer Wissensbereiche und deren begriffliche Durchdringung
3.
das Teilen von Ergebnissen des individuellen Denkens als soziale Funktion des Denkens
4.
die Wechselbeziehung zwischen Anschauungsbildern und begrifflichen Strukturen als kreatives Denken
Hiermit zeigt sich, dass eine Unterscheidung in kommunikative und kognitive Funktion nicht trivial ist, da beide Ebenen eng miteinander in Beziehung stehen, wie besonders im ersten (Informationstransport) und dritten (das Teilen) Punkt verdeutlicht wird. Mithin wird anhand dieser Beschreibung verdeutlicht, dass es problematisch ist, die kommunikative Funktion (separiert) zu betrachten, wenn beispielsweise sprachliche Hürden von Lernenden beschrieben werden. In dieser Hinsicht ist auch die von Meyer und Tiedemann (2017) hervorgehobene Erläuterung der verstärkenden Rolle der kommunikativen auf die kognitive Funktion, die H. Maier und Schweiger (1999) einbrachten, zu verstehen, und zwar als die Vermittlungsinstanz der kommunikativen Funktion für das Denken und damit auf die kognitive Funktion durch Aspekte der phonologischen bzw. lautlichen Kommunikation. So ist das Phänomen bekannt, dass Personen durch die Erklärung eines Sachverhaltes ebendiesen für sich genauer verstehen.
Gleichzeitig scheinen die unterschiedlichen kognitiven Funktionen (implizit) natürlicher Bestandteil des Lehrens und Lernens in der Mathematik und der mathematikdidaktischen Forschung zu sein – und dies auch ohne einen direkten Verweis auf die kognitive Funktion von Sprache. So betrachtet beispielsweise Freudenthal (1973) in seinen didaktischen Ausführungen den ersten Punkt der kognitiven Funktion der Verdichtung des Informationstransportes durch begriffliche Repräsentationen, indem er die Problematik der symbolischen Notation bei Lernenden diskutiert. Die sprachlichen Funktionen sind also bereits früh in die didaktische Perspektive genommen worden.
2.3.2 Empirische Befunde zur kognitiven Funktion von Sprache
Ausgehend von der geschilderten engen Verflechtung zwischen der Sprache auf der einen und dem fachlichen Inhalt auf der anderen Seite mit den Begriffen, Vorstellungen, Darstellungen und Kenntnissen von mathematischen (abstrakten) Objekten und den Operationen, die der Mathematikunterricht beinhaltet, sollen nachfolgend empirische Erkenntnisse zu der kognitiven Funktion von Sprache dargestellt werden.
Die Beziehung zwischen Sprache und der Kognition wurde in einer Reihe von linguistischen Studien durch den Vergleich von Sprachen untersucht. Aus mathematikdidaktischer Perspektive relevant sind solche Arbeiten, in denen die Verbindung zwischen Sprache und räumlichen sowie zeitlichen Strukturen fokussiert wird.
Levinson und Haviland (2009) beschreiben insbesondere die Unterschiede von Präpositionen (in, auf, zu, bei, über etc.) und Verben (drehen, fallen, erreichen etc.), die zur Bezeichnung von Bewegungsvorgängen und zu Ortsbeschreibungen verwendet werden, zwischen Englisch, Französisch und Deutsch im Vergleich zur Sprache der Maya (Tzeltal sowie Tzotzil). Dabei fehlt bei den Sprachen Tzeltal und Tzotzil eine deiktische Distinktion, d. h. Vorderseite, Rückseite, rechts, links. Entsprechende Wortgruppen sind jedoch zentral zur Beschreibung von Mustern, Strukturen und mathematischen Objekten wie geometrischen Figuren und Körpern, aber auch für angewandte Mathematik zur Beschreibung von realen Vorgängen (Levinson & Haviland, 2009).
Auch für andere Sprachen zeigt sich, dass sich die sprachlichen Systeme zur Beschreibung von räumlichen Situationen deutlich unterscheiden können und daneben die Wahrnehmung von Zeit beeinflussen (Boroditsky, 2000; Bowerman & Choi, 2001; Casasanto et al., 2010). Gaby (2012) belegt, dass aus der Variabilität von Beschreibungssystemen auch unterschiedliche kognitive Handlungsmuster abgeleitet werden können. In der Untersuchung sollten Aborigines mit der Sprache Kuuk Thaayorre eine zeitliche Bildfolge auslegen. Die Aborigines legten die Bildfolge nach der Himmelsrichtung, wobei die Himmelsrichtung als frequentiertes, direktionales sprachliches Mittel in der Kuuk Thaayorre verwendet wurden. Die Sprache hat dementsprechend einen Effekt auf das Legen der Bildfolge. Die Studie von Boroditsky et al. (2008) deutet ebenfalls darauf hin, dass die Abfolge von zeitlichen Bildfolgen von der genutzten Sprache abhängt. So strukturierten Englisch sprechende und Deutsch sprechende Personen eine zeitliche Abfolge von links nach rechts, Arabisch sprechende legten die Karten tendenziell von rechts nach links, was der Schreibrichtung der jeweiligen Sprache entspricht.
Die empirischen Studien verweisen darauf, dass Kognition und Sprache eine enge Verbindung haben und sich je nach gesprochener Sprache in unterschiedlicher Weise ausprägen. Dahingehend ist neben der kommunikativen die kognitive Funktion von Sprache für Lehr- und Lernprozesse im Mathematikunterricht bedeutsam (Prediger, 2016). Bewusst wird die Relevanz der kognitiven Funktion bei einer Betrachtung der genannten Studien u. a. dann, wenn bedacht wird, dass zum Verständnis und zur Interpretation von Darstellungsformen im Mathematikunterricht Aspekte von Raum und Zeit essenziell sind, die durch Sprache vermittelt werden – und das sowohl auf kommunikativer als auch auf kognitiver Ebene.
2.3.3 Funktionen im Sinne der funktionalen Grammatik
Neben der für die mathematikdidaktische Forschungsliteratur üblichen Unterscheidung in die kommunikative und die kognitive Funktion von Sprache existieren weitere funktionale Unterscheidungsmöglichkeiten. Aufgrund des Fokus dieser Arbeit scheint die funktionale Beschreibung der funktionalen Grammatik bedeutsam.
Halliday (2014a) ist einer der bekanntesten Vertreter der funktionalen Grammatik und verwendet zur Analyse eine funktionale Beschreibung von Sprache. Er ordnet die Funktionen von Sprache in sein Konzept der Sprachvariationen ein, u. a. mit dem Begriff des
Registers (vgl. Abschnitt
4.2) (Halliday, 2003a, 2004a, 2004b, 2005, 2014a; H. Maier & Schweiger, 1999). Unter Betrachtung der Analyse von Sprache nach einer soziolinguistischen und pragmatischen Orientierung wird die funktionale Beschreibung wie folgt begründet:
(W)hat are the basic functions of language, in relation to our ecological and social environment […] [w]e suggested two: making sense of our experience, and acting out our social relationships (Halliday, 2014a, S. 30).
Im Fokus der Halliday’schen Betrachtung von Funktionen von Sprache stehen dementsprechend sowohl die Bedeutungskonstruktion aus der Wahrnehmung als auch die soziale Beziehung und der damit einhergehende Austausch von Wahrnehmungen aus der Umwelt. Dieser theoretische Ansatz fokussiert eine konstruktive (
sense making) und interaktionale (
ecological) Basis und bietet damit einen naheliegenden Zugang zur funktionalen Untersuchung von Sprache bei Lehr- und Lernprozessen im Fachunterricht. Halliday (2014a) definiert drei Typen von Basisfunktionen, die er im Kontext seiner Analyse als
Metafunktionen bezeichnet. Er unterscheidet die:
1.
ideelle (ideational) Metafunktion, die in erfahrungsgemäße (experiential) und logische (logical) Metafunktionen differenziert wird;
2.
die interpersonale (interpersonal) Metafunktion und die
3.
textuelle (textual) Metafunktion.
Erläuterungen zu den Metafunktionen: Die ideelle Metafunktion von Sprache verweist auf die Bedeutung von Sprache als Ressource zur Strukturierung und Konstruktion von menschlicher Erfahrung (Halliday, 2014a). In der Auseinandersetzung mit dieser Metafunktion verwendet Halliday bei seiner Erklärung der begrifflichen Fixierung von Sprache ähnliche Analogien wie Klix (1995, S. 34):
Begriffe sind Klassifizierungen von Objekten, Ereignissen oder Operationen nach den ihnen gemeinsamen (invarianten) Merkmalen. Sie werden im Gedächtnis gespeichert und bilden die Basis des klassifizierenden Erkennens: Ein Stamm, Zweige und Blätter oder Nadeln bilden den Begriff des Baumes. Und so für alle wahrnehmbaren Merkmalssätze.
In einer ähnlichen Weise beschreibt Halliday (2014a, S. 30) die ideelle (erfahrungsgemäße) Metafunktion:
It is clear that language does – as we put it – construe human experience. It names things, thus construing them into categories; and then, typically, goes further and construes the categories into taxonomies, often using more names for doing so. So we have houses and cottages and garages and sheds, which are all kinds of building; strolling and stepping and marching and pacing, which are all kinds of walking; in, on, under, around as relative locations, and so on – and the fact that these differ from one language to another is a reminder that categories are in fact construed in language.
Halliday (2014a) sowie Klix (1995) beschreiben die Möglichkeit, unterschiedliche Erfahrungen zu gruppieren und Unterscheidungen durch die Wahl von sprachlichen Mitteln zu treffen. Dieses Alltagsphänomen, das bei unkomplizierten Begriffen wie Baum, Haus oder Auto beginnt, wird in der Mathematik und im Mathematikunterricht fortgeführt. So existieren Dreiecke, Vierecke, Fünfecke usw. Diese können in konvexe, konkave oder überschlagene Vielecke gruppiert werden. Dabei zeigt sich eine Vielfalt von Unterscheidungsmöglichkeiten, die durch die Sprache vermittelt werden, sowohl in der Realität als auch in der Mathematik.
Die begrifflichen Phänomene zur Strukturierung der Erfahrungswelt werden, als erfahrungsgemäße Metafunktionen charakterisiert, die durch die Verbindung miteinander jeder Form von Erscheinung Bedeutung verleihen können (Halliday, 2003b, 2014a). Halliday (2014a) führt den Vergleich von sprachlichen Funktionen weiter aus, indem er zusätzlich eine logische Metafunktion einführt. Die logische Metafunktion beschreibt die Möglichkeit, Begriffe miteinander durch komplexe grammatikalische Formen zu verbinden und in Beziehung zu setzen. Hierdurch lässt sich beispielsweise die Form der Blätter als Dreiecke klassifizieren, da eine sprachliche Verbindung zwischen Formen von Blättern und geometrischen Formen konstruiert werden kann. Die logische Verknüpfung von Begriffen ermöglicht eine erfahrungsunabhängige Verbindung von Wörtern, die zu einer formalisierten Sprache führt und u. a. die mathematische Fachsprache kennzeichnet.
Beide Ebenen der ideellen Metafunktion haben für den Mathematikunterricht Relevanz. Werden enaktive Objekte und Darstellungen betrachtet, verweisen diese auf die begriffliche Verwendung der erfahrungsgemäßen Metafunktionen. Es handelt sich um reale oder illustrierte Objekte, die beispielsweise zur Bildung von Vorstellungen zu (mathematischen) Objekten dienen können. Das bedeutet, dass durch die erfahrungsgemäßen Metafunktionen Begriffe entwickelt werden, die dann durch eine logische Verknüpfung weitergenutzt werden. Dahingehend stellt die operative Verknüpfung zwischen Sequenzen durch die logische Metafunktion, beispielsweise durch Konjunktionen wie wenn, als, während, Präpositionen wie zu, in, auf und Adverbien wie dann, eher, öfter die Erweiterung der begrifflichen, erfahrungsbezogenen Verwendung dar. Diese Metafunktion ermöglicht es, inhaltsbezogene bzw. begriffliche Erfahrungen durch Sprache auszutauschen, zu strukturieren und (neu) zu verknüpfen (Halliday, 2002).
Die interpersonale Metafunktion beschreibt den Gebrauch von Sprache als aktiven Prozess im persönlichen und gesellschaftlichen Austausch (Halliday, 2014a; Webster, 2019). Satzstrukturen bilden dabei nicht nur Begriffe oder Prozesse ab – wie in der ideellen Metafunktion – sondern sind auch Repräsentanten für die Form des Diskurses, was die Ausdrucksmöglichkeiten in abgegrenzten sozialen Gruppen und die persönliche Ausdrucks- und Entwicklungsfähigkeit erklärt (Halliday, 2002). Dabei verändern unterschiedliche Sprecherdiskurse den Rahmen des Austausches. So kann bei Fragen antizipiert werden, dass die intendierte gesprächsteilnehmende Person auf die gestellte Frage antwortet (Webster, 2019). Daneben können Satzstrukturen unterschiedliche Formen von sozialer Interaktion implizieren: So können Aussagen getroffen, Situationen bewertet oder es kann ein Appell gerichtet werden. Die Möglichkeiten, dabei zu interagieren, sind vielfältig (Halliday, 2014a; Webster, 2019).
Auch die interpersonale Metafunktion ist für den Mathematikunterricht bedeutsam. So ist insbesondere die Einführung von Operatoren als zentrale textuelle Sprachstrukturen wesentlich. Mit der Verwendung von Verben wurden insbesondere Fragen ersetzt, wodurch sich der Bezug zur interpersonalen Metafunktion ebenfalls verändert hat. Fragen wie Wie viele Teiler hat 120? wurden ersetzt durch Nenne die Anzahl der Teiler von 120. In den typischen Sprechakten bei Aufgabenstellungen werden insbesondere Verben im Imperativ verwendet, mit denen die lernende Person zur Aufgabenlösung bewegt werden soll (Lenz, 2015; Rehbein & Kameyama, 2008). Durch die Umstellung auf Verboperatoren hat sich dementsprechend die Art der interpersonalen Metafunktion im Gebrauch von mathematischen Aufgabenstellungen grundlegend verändert. Daneben zeigt sich durch die Beispiele die Verbindung zwischen der funktionalen Betrachtung von Sprache und dem Mathematikunterricht.
Die dritte und letzte ist die textuelle Metafunktion. Ihr zentraler Gegenstand ist der Aufbau von sprachlichen Einheiten unter der Prämisse der Kohäsion und Kontinuität (Taboada, 2019). Der Zweck dieser Funktion ist die Möglichkeit der referenziellen Bezüge in einem Sprechakt. Kohäsion und Kontinuität sind für sprachliche Produkte so essenziell, dass es problematisch ist, sich beispielsweise nicht kohärente Texte vorzustellen, da das menschliche Gehirn sogar aus nicht plausiblen Texten versucht, einen Sinn zu konstituieren:
Coherence is such a fundamental property of texts and or our communication that it is difficult to conceive of completely incoherent texts. Consider the two invented examples in (1) and (2). [...]
(1) I went home very late last night. At night, owls out and hunt. Harry Potter uses an owl to have his mail delivered. The mail was very erratic over the Christmas holidays. The holidays were too short, and short indeed is the paragraph.
(2) There were dark clouds in the sky today. However, it rained. (Taboada, 2019, S. 311)
Taboada (2019) konstruiert mit dem ersten Beispiel einen Textabschnitt, in dem kohäsive lexikalische Strukturen verwendet werden, beispielsweise: last night – at night, owls out – uses an owl oder this mail delivered – the mail was very. Die vereinzelnden Strukturen zeigen aber keinen kohärenten Bezug zueinander: So existiert kein Bezug der ersten night zu der zweiten night. Das zweite Beispiel demonstriert wiederum einen kurzen Textabschnitt, der nicht kohäsiv, aber kohärent ist. So ist die Implikation zwischen dark clouds und rained kohärent, jedoch existiert kein angemessener referenzieller Bezug, insbesondere aufgrund der Konjunktion however.
Damit stellt sich dar, dass die textuelle Metafunktion den Sprechakt in zweifacher Form in sinnvolle Texturen organisiert (Halliday, 2002; Webster, 2019). Zum einen werden sprachliche Botschaften um vorhergehend gemachte Informationen organisiert, zum anderen wird die Organisation davon bestimmt, was die sprechende Person durch die sprachliche Botschaft intendiert (Webster, 2019).
Auch bei der textuellen Metafunktion lassen sich konkrete Aspekte auf den Mathematikunterricht beziehen. Dabei kann im Fall von Textaufgaben beispielsweise davon ausgegangen werden, dass die Autorinnen oder Autoren der Aufgaben kohäsive Aufgaben stellen, indem zwischen den Sätzen Bezüge hergestellt werden (vgl. Abschnitt
5.2). Jedoch zeigen sich insbesondere für eingekleidete Textaufgaben, die nach Radatz und Schipper (2007) keinen Realitätsbezug aufweisen und alleine der Formulierung einer mathematischen Aufgabenkonstruktion dienen, keine kohärenten textlichen Strukturen – beispielsweise, wenn realitätsferne Textaufgaben gestellt werden und die Berechnung der Aufgabe sinnlos ist.
Resümee (Abschnitt 2.3): Die kommunikative und die kognitive Funktion sind einerseits für die mathematikdidaktische Forschung und andererseits für die Schulpraxis im Mathematikunterricht relevant. Die funktionale Beschreibung ermöglicht einen theoretischen Zugang zur Erklärung der Relevanz von Sprache auch für den Fach- bzw. Mathematikunterricht. Die kommunikative Funktion ist bedeutsam für Vermittlungsprozesse und die kognitive Funktion für Prozesse, die mit dem Denken zusammenhängen (Abschnitt
2.3.1). Die enge Verknüpfung zwischen Sprechen und Denken wird durch empirische Studien belegt (Abschnitt
2.3.2). Neben der Unterscheidung in eine kommunikative und eine kognitive Funktion ergeben sich weitere theoretische Möglichkeiten der Differenzierung. Unter anderem ist eine funktionale Unterscheidung nach der funktionalen Grammatik möglich. Hierbei wird in ideelle, interpersonale und textuelle Metafunktionen differenziert (Abschnitt
2.3.3).
Für den Mathematikunterricht werden neben der funktionalen Unterscheidung und Beschreibung von Sprache weitere Aspekte betrachtet. Diese werden in dem nachfolgenden Abschnitt
2.4 diskutiert.