Lukas Baumanns

JUNIORPROFESSOR · DIDAKTIK DER MATHEMATIK MIT DEM SCHWERPUNKT PRIMARSTUFE

Forschungsinhalte und Forschungsmethoden; vollständige Auflistung im folgenden Text

Forschungsinhalte: Problem Posing, Problemlösen, mathematische Kreativität, frühe mathematische Bildung, mathematische Basiskompetenzen und besondere Schwierigkeiten beim Mathematiklernen. Forschungsmethoden: Prozess- und Produktanalysen sowie Eye-Tracking.


News

Publikation

Wie Kinder KI beim Problemlösen nutzen

Rechenhilfe oder Lösungshilfe? Unsere explorative Studie untersucht, welche Rolle ein KI-Chatbot im mathematischen Problemlöseprozess von Kindern übernimmt.

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Details & Abbildungen

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.

Abbildung zum Beitrag über die KI-Nutzung mathematisch interessierter Kinder beim Problemlösen

Vortrag

MusterBlick auf der PME49 in Helsinki

Wie lässt sich die Mustererkennung in der ersten Klasse fördern? Auf der PME49 habe ich Ergebnisse des MusterBlick-Projekts und Einblicke in die Blickbewegungen der Kinder vorgestellt.

Vortrag & Video

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.

Vortrag zum MusterBlick-Projekt auf der PME49 in Helsinki
Interview

Mathe verstehen – und die Angst davor abbauen

Im Interview mit der WAZ spreche ich darüber, warum Verständnis für mathematische Ideen wichtiger ist als das bloße Auswendiglernen von Regeln.

Zum WAZ-Interview
Details & Abbildungen

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.

Zum Interview in der WAZ

WAZ-Interview mit Lukas Baumanns: Für Mathe braucht man kein Talent, Februar 2026
Publikation

MusterBlick: Ein Förderkonzept im Blick der Forschung

Die Evaluation zeigt veränderte Bearbeitungsprozesse in der Fördergruppe. Ein zusätzlicher Fördereffekt auf die Fehlerquote wurde nicht nachgewiesen. Akzeptiert im Februar, veröffentlicht im März 2026.

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Details & Abbildungen

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.

Abbildung zur Eye-Tracking-Evaluation des MusterBlick-Förderkonzepts

Publikation

Wie entstehen eigene mathematische Probleme?

Unser Kapitel im Sammelband „Research in Mathematical Problem Posing“ untersucht Problem-Posing-Prozesse in unstrukturierten Situationen und präzisiert ein beschreibendes Phasenmodell.

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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.

Abbildung zum Kapitel über Problem-Posing-Prozesse in unstrukturierten Situationen

Ruf

Juniorprofessur an der Universität Duisburg-Essen

Den Ruf auf die Juniorprofessur für Didaktik der Mathematik mit dem Schwerpunkt Primarstufe und Tenure Track nach W3 habe ich angenommen.

Zum UDE-Beitrag
Details & Abbildungen

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.

Universität Duisburg-Essen

Projekt

WiLmA: Was bewirken Fortbildungen im Unterricht?

Gemeinsam mit Daniela Götze, Luise Eichholz und Lara Huethorst habe ich das Forschungsprojekt WiLmA eingeworben. Es untersucht die Wirkung eines QuaMath-Fortbildungsmoduls auf das Lernen in der ersten Klasse.

Zum Projektbereich
Details & Abbildungen

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.

WiLmA – Wirksamkeit von Lehrkräftefortbildungen in der Primarstufe

Publikation

Eye-Tracking in der Mathematikdidaktik: Ein Überblick

Unser systematisches Literaturreview bündelt aktuelle Entwicklungen und zukünftige Perspektiven der Eye-Tracking-Forschung in der Mathematik- und Statistikdidaktik.

Zur Publikation
Details & Abbildungen
Schindler, M., Simon, A. L., Baumanns, L., & Lilienthal, A. (2025). Eye-tracking research in mathematics and statistics education: recent developments and future trends. A systematic literature review. ZDM – Mathematics Education, 57(4), 727–743.

Abbildung zum systematischen Review der Eye-Tracking-Forschung

Publikation

Praxiserprobungen in der Qualifizierung von Fortbildenden

Unser Beitrag auf der CERME 14 widmet sich Unterrichtserprobungen als zentralem Gestaltungselement in der Qualifizierung von Fortbildenden.

Details & Abbildungen
Baumanns, L., Eichholz, L., Götze, D., & Gutscher, A. (2025). Teaching experiments as a central design element of facilitators' PD. In Proceedings of the Fourteenth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME 14). ERME.

Abbildung zu Unterrichtserprobungen in der Qualifizierung von Fortbildenden

Auszeichnung

Klaus Liebrecht-Preis für meine Dissertation

Die Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität zu Köln hat meine Dissertation mit dem Klaus Liebrecht-Preis 2023 ausgezeichnet.

Zur Auszeichnung
Details & Abbildungen
Meine Dissertation wurde mit dem Klaus Liebrecht-Preis 2023 der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität zu Köln ausgezeichnet.

Foto zur Auszeichnung der Dissertation mit dem Klaus Liebrecht-Preis 2023

Projekt

Förderung für das MusterBlick-Projekt

Die Young Academy der TU Dortmund fördert das zweijährige Eye-Tracking-Projekt zur Mustererkennung in der ersten Klasse.

Zum MusterBlick-Projekt
Details & Abbildungen

Zusage zur Förderung des zweijährigen Eye-Tracking-Projekts MusterBlick der Young Academy der TU Dortmund. (Weitere Informationen finden sich im Abschnitt "Projekte".)

MusterBlick – Förderung der Mustererkennung in der ersten Klasse


Bildungsweg

Promotionsstudium

Universität zu Köln · Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät · Institut für Mathematikdidaktik

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

10/2017–04/2022

Bachelor- und Masterstudium

Universität Duisburg-Essen

Lehramt an Gymnasien und Gesamtschulen mit den Fächern Mathematik, Deutsch und Bildungswissenschaften (Bachelor of Arts & Master of Education)

10/2012–09/2017

Universitäre & schulische Tätigkeiten

Juniorprofessor für Didaktik der Mathematik mit dem Schwerpunkt Primarstufe

Universität Duisburg-Essen · Fakultät für Mathematik · Arbeitsgruppen der Didaktik der Mathematik

Seit 10/2025

Akademischer Rat auf Zeit

TU Dortmund · Fakultät für Mathematik · Lehrstuhl Prof. Dr. Christoph Selter

04/2024–09/2025

Wissenschaftlicher Mitarbeiter im KMK-Projekt QuaMath

TU Dortmund · Fakultät für Mathematik · Lehrstuhl Prof. Dr. Christoph Selter

10/2023–03/2024

Vertretungsprofessur für Mathematik und ihre Didaktik mit dem Schwerpunkt Sekundarstufe (W3)

Pädagogische Hochschule Freiburg · Fakultät für Mathematik · Institut für Mathematische Bildung

04/2023–09/2023

Förderlehrkraft für Kinder mit besonderen Schwierigkeiten beim Mathematiklernen

Gemeinschaftsgrundschule Weimarer Straße, Köln
08/2022–03/2023

Wissenschaftlicher Mitarbeiter im BMBF-Projekt KI-ALF

Universität zu Köln · Humanwissenschaftliche Fakultät · Lehrstuhl Prof. Dr. Maike Schindler
10/2021–03/2023

Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Erasmus+-Projekt DIDUNAS

Universität zu Köln · Humanwissenschaftliche Fakultät · Lehrstuhl Prof. Dr. Maike Schindler
05/2021–03/2023

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Universität zu Köln · Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät · AG Prof. Dr. Benjamin Rott

10/2017–03/2022

Lehre

Übersicht der Lehrveranstaltungen nach Semester, Veranstaltung und Format.
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

Projekte

Mit gekennzeichnete Projekte sind eigene, selbst beantragte Projekte. Alle anderen Projekte wurden/werden in Mitarbeit verantwortet.

DZLM · QuaMath ❖ Eigen

WiLmA

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.

Leitung: Baumanns · Mitantragstellerinnen: Götze, Eichholz, Huethorst
WiLmA-Logo
TU Dortmund · Young Academy ❖ Eigen

MusterBlick

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.

Leitung: Baumanns
MusterBlick-Bildmarke
KMK · DZLM

QuaMath

Bundesweites Programm zur Stärkung der mathematischen Bildung

Entwicklung der Unterrichts- und Fortbildungsqualität, Qualifizierung von Multiplizierenden, datengestützte Fortbildungsentwicklung.

Leitung: Prediger · Selter · Pant
QuaMath-Logo
BMBF

KI-ALF

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.

Leitung: Schindler · (Koop. Lilienthal)
KI-ALF-Logo
Erasmus+

DIDUNAS

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.

Leitung: Schindler · (Koop. Pitta-Pantazi, Christou, Lilienthal)
DIDUNAS-Logo
Eigenmittel ❖ Eigen

Zum Prozess des Aufwerfens mathematischer Probleme

Promotionsprojekt (Problem Posing)

Makro- und mikroanalytische Perspektiven auf Problem-Posing-Prozesse; Entwicklung eines konzeptuellen Rahmens für die Analyse empirischer Beobachtungen von Problem-Posing-Prozessen.

Universität zu Köln
Schematische Darstellung Problem Posing

Publikationen

Publikationen sind unten verlinkt .

Preprints können bei ResearchGate oder per E-Mail angefragt werden.

Siehe auch: Google Scholar .

Publikationsliste sortieren nach:


Vorträge

Vortrag zum MusterBlick-Projekt auf der PME49 in Helsinki
Wie lässt sich der Musterblick fördern? Eine Eye-Tracking-Studie zu einem Förderkonzept zu Musterfolgen bei Erstklässler*innen mit Unterstützungsbedarf

Vortrag auf der 49. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME49), Helsinki, Finnland, Juli 2026

ChatGPT
Wie lässt sich der Musterblick fördern? Eine Eye-Tracking-Studie zu einem Förderkonzept zu Musterfolgen bei Erstklässler*innen mit Unterstützungsbedarf

Vortrag auf der 59. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM), Saarbrücken, März 2025

ChatGPT
Leveraging ChatGPT for problem posing. An exploratory study of pre-service teachers' professional use of AI

Vortrag auf der 4. Konferenz Mathematics Education in the Digital Age (MEDA4), Bari, September 2024

Musterfolgeaufgaben lösen
Musterfolgeaufgaben lösen: Eine Eye-Tracking Studie zu Vorgehensweisen und Fehlern von Erstklässler*innen mit Schwierigkeiten beim Mathematiklernen

Vortrag auf der 58. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM), Essen, März 2024

Adaptive Strategy Use in Pattern-Recognition
Adaptive Strategy Use in Pattern-Recognition of First Graders with and without Risk of Developing Mathematical Difficulties: An Eye-Tracking Study

Vortrag auf der 46. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME46), Haifa, Israel, Juli 2023

How do first-grade students recognize patterns?
How do first-grade students recognize patterns? An eye-tracking study

Vortrag auf der 45. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME45), Alicante, Spanien, Juli 2022

Identification of first-grade students at risk
Identification of first-grade students at risk of developing mathematical difficulties through online measures in arithmetic and pattern tasks: A study using error rates and response times

Vortrag auf dem 12. Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME12), online, 4. Februar 2022

Metacognitive behaviour in problem posing
Metacognitive behaviour in problem posing: A case study

Vortrag auf der 44. Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (PME44), online, 19. Juli 2021

Revisiting Problem Posing
Revisiting Problem Posing – Ein Review zur Charakterisierung unterschiedlicher Tätigkeiten des Aufwerfens mathematischer Probleme

Vortrag auf der 7. Herbsttagung des Arbeitskreises Problemlösen der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik, Köln, 7. Oktober 2020

Bazo – Potenzial eines produktiven Übungsspiels
Bazo – Potenzial eines produktiven Übungsspiels für die Fähigkeit des Platzierens von Brüchen an der Zahlengeraden

Vortrag für die 54. Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM)


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