Tragfähige Konzepte
sketchometry ist der digitale Skizzenblock im Mathematikunterricht. Doch Software alleine genügt nicht um Unterricht nachhaltig zu gestalten. Um das Lehren und Lernen zu unterstützen und zu verbessern, sind geeignete didaktische Konzepte erforderlich, die beschreiben, wie sich Software und Geräte sinnvoll in den Unterricht einbinden lassen.
Die Entwicklung solcher tragfähiger Konzepte ist seit Jahren ein Forschungsschwerpunkt des Lehrstuhls für Mathematik und ihre Didaktik der Universität Bayreuth sowie der Forschungsstelle für mobiles Lernen mit digitalen Medien.
Digitale Medien werden dazu zur nachhaltigen Verbesserung des Mathematikunterrichts
- in die Lehr-Lern-Situation im Klassenzimmer integriert,
- mit traditionellen Medien wie Arbeitsblatt, Schulbuch sowie Zirkel & Lineal kombiniert und verknüpft und
- in die fachdidaktische Ausbildung zukünftiger Lehrkräfte mit eingebunden. Am Beispiel von sketchometry lässt sich dies gut veranschaulichen:
Die Arbeit am Tablet mit sketchometry ermöglicht die Verwendung interaktiver Konstruktionen direkt im Klassenzimmer. Jedoch erfordert dieser Einsatz eine sinnvolle Integration in die bestehende Lernsituation:
Tablet oder Smartphone
Die Schülerinnen und Schüler erstellen mit sketchometry eigenständig Konstruktionen und verändern diese. Experimentell entdecken sie geometrische Zusammenhänge, stellen Vermutungen auf und versuchen diese zu belegen. Sie sind dadurch aktiv in den Lernprozess eingebunden.
Der Einsatz im Klassenzimmer erlaubt die Kombination des digitalen Werkzeugs mit traditionellen Medien. Eine Aufgabe aus dem Schulbuch wird mit sketchometry bearbeitet. Ein Mehrwert ergibt sich beispielsweise aus der Möglichkeit Konstruktionen interaktiv zu verändern und diese mit anderen zu teilen. Ergebnisse werden im Heft festgehalten.
Arbeitsblätter
Eigens aufbereitete Arbeitsblätter leiten die Lernenden dabei an. Dies geschieht in zwei Phasen, einer Konstruktions- und einer Erkundungsphase.
Konstruktionsphase
Zunächst enthalten die Arbeitsblätter einige Konstruktionsaufträge. Dies sind kurze Anleitungen zur Entwicklung einer eigenen Konstruktion mit sketchometry. Die Schülerinnen und Schüler werden aktiv eingebunden.
Erkundungsphase
In der anschließenden Erkundungsphase fordern Arbeitsaufträge am Arbeitsblatt die Lernenden dazu auf, mit der selbst erstellten Konstruktion zu experimentieren, Vermutungen aufzustellen und diese auch schriftlich festzuhalten. Neben dem bloßen Erstellen einer Konstruktion tritt das intensive Befassen mit der mathematischen Problemstellung in den Vordergrund.
Lerntagebuch
Ihre Ideen, Skizzen, Vermutungen und Ergebnisse notieren die Schülerinnen und Schüler im Schulheft oder im Lerntagebuch. Dazu können auch Konstruktionen mit Zirkel und Lineal gehören. Das handschriftliche Festhalten und nochmalige Befassen mit den interaktiven Inhalten initiiert einen weiteren, vertiefenden Verarbeitungsprozess und unterstützt einen nachhaltigen Lernerfolg.
Videos zu Arbeitsblättern
Einzelne Lernvideos greifen die Inhalte der sketchometry-Arbeitsblätter auf. Dabei setzen die Videos inhaltlich auf unterschiedliche Schwerpunkte. So wird in manchen Videos die Entstehung der Konstruktion mit sketchometry Schritt für Schritt ausführlich erläutert:
- Welche Gesten sind erforderlich?
- Was ist zu beachten?
- Welche bekannten Inhalte werden benutzt?
Die Schülerinnen und Schüler lernen auf diese Weise neben den mathematischen Inhalten auch die Bedienung von sketchometry kennen. Andere Videos betonen Erkundungsaufträge und beziehen dabei die Lernenden mit ein, indem sie dazu auffordern, die Konstruktion und die Erkundungen selber durchzuführen. Die Gesamtheit der Videos erlaubt ein breites Einsatzspektrum. Sie eignen sich zu Demonstrationszwecken durch die Lehrkraft im Unterricht, zur stofflichen Erarbeitung durch die Schülerinnen und Schüler sowie zur eigenständigen (häuslichen) Wiederholung.
Begleitmaterialien
Neben den Arbeitsblättern und Lernvideos unterstützen zusätzlich Gestenübersichten, eine umfangreiche Dokumentation sowie speziell aufbereitete Fortbildungsunterlagen Lehrkräfte bei der Planung und Durchführung des Medieneinsatzes mit sketchometry. Multiplikatoren können in Fachsitzungen und Schulungen direkt auf den umfangreichen Materialienpool zugreifen.
Ich - Du - Wir
Arbeiten die Schülerinnen und Schüler alleine am Tablet oder Smartphone mit sketchometry, so bietet sich ein mehrstufiges Vorgehen im Unterricht an. Die folgenden drei Phasen gliedern den Lernprozess in drei Abschnitte. Teilen sich Schülerinnen und Schüler ein Tablet, können die ersten beiden Phase auch zusammengefasst werden.
Ich (think) - Individuelles Arbeiten
Die Schülerinnen und Schüler erstellen eigenständig Konstruktionen und untersuchen diese (Konstruieren und Erkunden). Sie entwickeln erste eigene Ideen, stellen Vermutungen auf und erproben Lösungsstrategien.
Werden die Ausgangsobjekte verändert, passt sketchometry alle abhängigen Objekte automatisch an. Die Konstruktion wird zum Experiment. Der Computer zum Labor.
Du (pair) - Lernen mit der Partnerin oder dem Partner
Die Schülerinnen und Schüler tauschen sich untereinander aus. Sie zeigen sich gegenseitig ihre Entdeckungen und erläutern ihre Erkenntnisse.
Eigene Vermutungen müssen sie in Worte fassen und dem Partner verständlich darlegen. Dadurch beschäftigen sie sich vertieft mit einer Problemstellung. Offene Fragen können gemeinsam geklärt werden. Es entsteht eine gemeinsame Konstruktion.
Wir (share) - Präsentation und Kommunikation im Klassenteam
Die Ergebnisse werden im Klassenplenum vorgestellt und diskutiert. Aus verschiedenen Schülerbeiträgen wird ein gemeinsames Resultat erarbeitet.
Die Lehrkraft übernimmt dabei die Rolle des Moderators und gibt gegebenenfalls inhaltliche Ergänzungen.