JUNIORPROFESSOR · DIDAKTIK DER MATHEMATIK MIT DEM SCHWERPUNKT PRIMARSTUFE
Forschungsinhalte: Problem Posing, Problemlösen, mathematische Kreativität, frühe mathematische Bildung, mathematische Basiskompetenzen und besondere Schwierigkeiten beim Mathematiklernen. Forschungsmethoden: Prozess- und Produktanalysen sowie Eye-Tracking.
In unserer nun publizierten Studie untersuchen wir anhand der Blickbewegungen von 224 Erstklässler*innen bei zwölf Musterfolgeaufgaben, wie sich Kinder mit und ohne Risiko für besondere Schwierigkeiten im Mathematiklernen in ihren Fehlern und Mustererkennungsprozessen unterscheiden.
Kinder mit Risiko machten häufiger Fehler und konzentrierten sich öfter auf eine einzelne Grundeinheit. Kinder ohne Risiko nutzten häufiger relationale Vorgehensweisen und überprüften die erkannte Grundeinheit. Die Ergebnisse weisen damit insbesondere auf Validierungsprozesse als möglichen Ansatzpunkt für die Förderung hin.
Baumanns, L., Pitta-Pantazi, D., Lilienthal, A. J., Christou, C., Simon, A. L., & Schindler, M. (2026). Solving repeating-pattern tasks in first grade: an eye-tracking study of students with and without risk of developing mathematical difficulties. International Journal of Science and Mathematics Education, 24, Artikel 96.
In der publizierten Studie untersuchen wir, wie mathematisch interessierte Kinder einen KI-Chatbot beim Lösen mathematischer Probleme nutzen. Die Analysen zeigen, dass der Chatbot im Problemlöseprozess unterschiedliche Funktionen übernimmt (etwa als Rechenhilfe oder Lösungshilfe) und dass diese Nutzungsweisen mit bestimmten Problemlösephasen und dem Einsatz eigener Lösungsstrategien zusammenhängen.
Kriegel, J., & Baumanns, L. (2026). Wie nutzen mathematisch interessierte Kinder KI beim Problemlösen? Eine explorative Untersuchung. mathematica didactica, 49(2), 1–23.
Auf der 49. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME49) in Helsinki, Finnland, habe ich Ergebnisse aus meinem MusterBlick-Projekt vorgestellt.
In meinem Vortrag ging es darum, wie ein Förderkonzept die Erkennung und Fortsetzung wiederholender Muster bei Erstklässler*innen mit Unterstützungsbedarf fördern kann. Anhand von Eye-Tracking-Daten wurde außerdem untersucht, wie sich die visuellen Bearbeitungsprozesse der Kinder durch die Förderung verändern.
Im Interview mit Laura Lindemann für die Westdeutsche Allgemeine Zeitung (WAZ) spreche ich darüber, wie Verständnis für mathematische Ideen und Konzepte gegen die Angst vor dem Fach helfen kann. Wer Regeln nur auswendig lernt, ohne sie zu verstehen, kann Schwierigkeiten haben, das eigene Wissen auf andere Kontexte zu übertragen. Das kann zu wiederholten Misserfolgen führen, die Unsicherheit, Vermeidung und Matheangst auslösen können.
Ich freue mich sehr, dass mein Artikel zur Wirksamkeitsstudie von MusterBlick im Februar 2026 in Educational Studies in Mathematics akzeptiert wurde. Der Artikel ist seit dem 17. März 2026 veröffentlicht. In der Studie untersuchen wir, wie ein Förderkonzept die Erkennung und Fortsetzung wiederholender Muster bei erstklässigen Kindern mit Risiko für besondere Schwierigkeiten im Mathematiklernen unterstützt. Die Fehlerquoten sanken in beiden Gruppen von Kindern mit Risiko; ein zusätzlicher Fördereffekt auf die Fehlerquote wurde nicht nachgewiesen. Die Fördergruppe zeigte jedoch veränderte Bearbeitungsprozesse: Die Blickdaten weisen auf eine Verschiebung hin zu relationalen Vorgehensweisen bei der Mustererkennung hin.
Baumanns, L. (2026). Developing Repeating Pattern Recognition in At-Risk First Graders: An Eye-Tracking Evaluation of a Support Program. Educational Studies in Mathematics, 123, 25–47.
Ein Beitrag von Benjamin Rott und mir ist in einem Sammelband zu Problem Posing erschienen: Research in Mathematical Problem Posing (Springer; Hg. Jinfa Cai & Roza Leikin). In dem Buch tragen internationale Wissenschaftler*innen den aktuellen Forschungsstand zu Problem Posing zusammen. Unser Kapitel untersucht Problem-Posing-Prozesse in unstrukturierten Situationen und validiert bzw. präzisiert dafür ein Phasenmodell.
Baumanns, L., & Rott, B. (2026). Unstructured situations as initiation for problem-posing processes: validation of a descriptive phase model of problem posing. In J. Cai, & R. Leikin (Eds.), Research in Mathematical Problem Posing: New Advances and Directions (pp. 153–173). Springer.
Ich habe einen Ruf auf eine Juniorprofessur für Didaktik der Mathematik mit dem Schwerpunkt Primarstufe (mit TT nach W3) an die Universität Duisburg-Essen erhalten und angenommen. Ich freue mich darauf, Lehre, Forschung und Transfer an der UDE weiter auszubauen.
Gemeinsam mit Prof. Dr. Daniela Götze, Dr. Luise Eichholz und Dr. Lara Huethorst habe ich beim DZLM das Forschungsprojekt WiLmA eingeworben. Im Projekt WiLmA wird die Wirksamkeit eines QuaMath-Fortbildungsmoduls zum Themenfeld Zahlen und Operationen im Jhg. 1 auf Lernendenebene untersucht. In der geplanten Wirksamkeitsstudie betrachten wir, wie sich das Zahl- und Operationsverständnis bei Erstklässler*innen entwickelt, deren Lehrkräfte das QuaMath-Fortbildungsmodul durchlaufen haben, und wie deren Entwicklung im Vergleich zu einer Kontrollgruppe ohne Modulteilnahme ausfällt.
Zusage zur Förderung des zweijährigen Eye-Tracking-Projekts MusterBlick der Young Academy der TU Dortmund. (Weitere Informationen finden sich im Abschnitt "Projekte".)
Baumanns, L., Pitta-Pantazi, D., Demosthenous, E., Lilienthal, A. J., Christou, C., & Schindler, M. (2024). Pattern-recognition processes of first-grade students: an explorative eye-tracking study. International Journal of Science and Mathematics Education, 22, 1663–1682.
Baumanns, L., & Rott, B. (2024). Problem-posing tasks and their influence on pre-service teachers' creative problem-posing performance and self-efficacy. The Journal of Mathematical Behavior, 73, 101130.
Titel der Dissertation: Mathematical Problem Posing. Conceptual considerations and empirical investigations for understanding the process of problem posing
Gutachter: Prof. Dr. Benjamin Rott (Universität zu Köln), Prof. Dr. Hans-Georg Weigand (Universität Würzburg) & Prof. Dr. Jinfa Cai (University of Delaware)
Ausgezeichnet mit dem Klaus Liebrecht-Preis 2023 der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität zu Köln
Lehramt an Gymnasien und Gesamtschulen mit den Fächern Mathematik, Deutsch und Bildungswissenschaften (Bachelor of Arts & Master of Education)
| Semester | Veranstaltung | Format |
|---|---|---|
| WiSe 2026/27 | Mathematik lehren und lernen | Vorlesung |
| WiSe 2026/27 | Mathematik lehren und lernen | Übung |
| SoSe 2026 | Mathematik lehren und lernen | Vorlesung |
| SoSe 2026 | Mathematik lehren und lernen | Übung |
| WiSe 2025/2026 | Mathematik lehren und lernen | Übung |
| WiSe 2025/2026 | Daten und Zufall | Übung |
| SoSe 2025 | Geometrie und Sachrechnen in der Primarstufe | Vorlesung |
| SoSe 2025 | Entwicklung und Erforschung des Mathematikunterrichts | Seminar |
| WiSe 2024/2025 | Finite Mathematik | Vorlesung |
| WiSe 2024/2025 | Entwicklung und Erforschung des Mathematikunterrichts | Seminar |
| SoSe 2024 | Didaktische Vernetzung | Seminar |
| SoSe 2024 | Entwicklung und Erforschung des Mathematikunterrichts | Seminar |
| WiSe 2023/2024 | Didaktische Vernetzung | Seminar |
| SoSe 2023 | Geometrie | Vorlesung |
| SoSe 2023 | Didaktik der Algebra und Funktionen | Vorlesung |
| SoSe 2023 | Didaktische Analyse und Entwicklung von Lernumgebungen | Seminar |
| SoSe 2023 | Schulpraktisches Seminar | Seminar |
| WiSe 2021/2022 | Algebra | Übung |
| SoSe 2021 | Diagnostizieren und Fördern | Übung |
| WiSe 2020/2021 | Grundlagen der Geometrie | Übung |
| WiSe 2020/2021 | Begleitung zum Praxissemester: Mathematik | Seminar |
| SoSe 2020 | Vorbereitung zum Praxissemester: Mathematik | Seminar |
| WiSe 2019/2020 | Grundlagen der Mathematik | Übung |
| SoSe 2019 | Didaktik der Arithmetik | Übung |
| WiSe 2018/2019 | Didaktik der Arithmetik | Übung |
| SoSe 2018 | Origamics – Gefaltete Mathematik | Übung |
| WiSe 2017/2018 | Mathematikdidaktik für das gymnasiale Lehramt | Übung |
Mit gekennzeichnete Projekte sind eigene, selbst beantragte Projekte. Alle anderen Projekte wurden/werden in Mitarbeit verantwortet.
Modulspezifische Wirksamkeitsstudie
Quasi-experimentelle Prä-Post-Studie (mit Kontrollgruppe) zur Wirksamkeit des QuaMath-Moduls Zahlen und Operationen Jhg. 1 auf Lernzuwächse im Zahl- und Operationsverständnis. Erhebung verbaler Daten und Blickbewegungen zur Analyse von Darstellungswahrnehmung und individuellen Sprachmitteln.
Evaluation eines Förderkonzepts für Erstklässler:innen zu Musterfolgen
Eye-Tracking-Studie zur Evaluation von Vorgehensweisen bei Musterfolgeaufgaben; forschungsbasierte Förderung für Kinder mit Risiko besonderer Schwierigkeiten beim Mathematiklernen.
Bundesweites Programm zur Stärkung der mathematischen Bildung
Entwicklung der Unterrichts- und Fortbildungsqualität, Qualifizierung von Multiplizierenden, datengestützte Fortbildungsentwicklung.
KI & Eye-Tracking für Diagnose/Förderung
KI-ALF unterstützt Lehrkräfte, Kinder am Übergang zwischen Primar- und Sekundarstufe mit Schwierigkeiten in den mathematischen Basiskompetenzen zu identifizieren und individuell zu fördern. Dazu nutzt KI-ALF ein Lernsystem aus Eyetracking und künstlicher Intelligenz.
Diagnose & Förderung im Schulanfang
DIDUNAS begegnet mathematischen Schwierigkeiten in der ersten Klasse. Dazu entwickeln wir eine App, die es ermöglicht, Kinder mit Unterstützungsbedarf zu identifizieren und Fördermaterialien bereitzustellen.
Promotionsprojekt (Problem Posing)
Makro- und mikroanalytische Perspektiven auf Problem-Posing-Prozesse; Entwicklung eines konzeptuellen Rahmens für die Analyse empirischer Beobachtungen von Problem-Posing-Prozessen.
Publikationen sind unten verlinkt .
Preprints können bei ResearchGate oder per E-Mail angefragt werden.
Siehe auch: Google Scholar .
Vortrag auf der 49. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME49), Helsinki, Finnland, Juli 2026
Vortrag auf der 59. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM), Saarbrücken, März 2025
Vortrag auf der 4. Konferenz Mathematics Education in the Digital Age (MEDA4), Bari, September 2024
Vortrag auf der 58. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM), Essen, März 2024
Vortrag auf der 46. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME46), Haifa, Israel, Juli 2023
Vortrag auf der 45. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME45), Alicante, Spanien, Juli 2022
Vortrag auf dem 12. Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME12), online, 4. Februar 2022
Vortrag auf der 44. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME44), online, 19. Juli 2021
Vortrag auf der 7. Herbsttagung des Arbeitskreises Problemlösen der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik, Köln, 7. Oktober 2020
Vortrag für die 54. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM)
Angaben gemäß § 5 DDG
Lukas Baumanns
Universität Duisburg-Essen
Thea-Leymann-Str. 9, 45127 Essen
Mail: lukas.baumanns@uni-due.de
Stand: Oktober 2026
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