OpenSource4School/Lernumgebungen zur Informatischen Bildung im Mathematikunterricht der Primarstufe/2-Klasse 1-Halbjahr

Formale Aspekte

Namen der Verfasser der Lernumgebungsdokumentation

Hannah Pirrung, Nina Lindemeier und Sarah Wolf

E-Mail-Adressen und Datum

hapi00001@uni-saarland.de, nili00006@uni-saarland.de, sawo00003@uni-saarland.de

Datum: 14.09.2023

Inhaltsaspekte

Name der Lernumgebung

„Filter- und Sortieralgorithmen mit Hilfe von Körpern“

Kurzbeschreibung der Lernumgebung

Der Lernumgebung liegt folgende didaktische Motivation zu Grunde. Durch die Lernumgebung sollen Kommunikations- und Interaktionsmöglichkeiten geschaffen werden. Des Weiteren wird durch das Abwechslungsreichtum der Sozialform das Interagieren und Kommunizieren der SuS in unterschiedlichen Situationen geschult. Außerdem sollen die SuS durch einen spielerischen Umgang Lernfreude an dem Fach Mathematik entwickeln. Dies wird besonders durch Anschauungsmittel gefördert. Die Lernumgebung verfolgt das Ziel Filter- und Sortieralgorithmen auf verschiedene Gegenstände mit Hilfe von mathematischen Körpern anzuwenden. Der Umgang mit digitalen Geräten, eine situationsadäquate Kommunikation, das Sortieren und Erkennen von Körpern und Wissen durch Fachsprache auszudrücken sind markante Eckpunkte der Lernumgebung. Es werden Tablets, Sticker, Plakate, Schere, Kleber, Smartboard, laminierte Schilder und Alltagsgegenstände verwendet.

Alltagsgegenstände:

Kugel: Tischtennis, Tennisball, Flummi, Weihnachtskugel.

Würfel: Zauberwürfel, Würfel, Gebetswürfel, Verpackung Ice Watch.

Quader: Buch, Verpackung von Phase 10, Yogablock, Legostein.

Zylinder: Yogamatte, Klebestift, Hut, Konservendose, (Springseil mit Verpackung).

Kegel: Hütchen, Geburtstagshütchen, Schultüte, Wuwuzela.

Ungefährer Zeitbedarf zur Durchführung

Es werden zwei Unterrichtseinheiten von 45 Minuten benötigt. Also eine Doppelstunde wird dafür in Anspruch genommen.

Adressaten der Lernumgebung

Die Lernumgebung soll in einer zweiten Klasse im ersten Halbjahr eingesetzt werden. Im Fokus sind alle SuS der Klasse. Da mit Bildern, überwiegend mündlich und in Gruppen und Partnerarbeit gearbeitet wird, können alle SuS an der Lernumgebung teilnehmen. Durch die Gruppenarbeit erhalten SuS des Mindeststandards Hilfe durch SuS des Regel- oder sogar Expertenstandards. Durch die Bilder und Gegenstände werden ebenso Inklusionskinder integriert.

Zentrale Aufgabenstellungen und Arbeitsaufträge in der Lernumgebung

Für den Einstieg wird mit Hilfe einer Geschichte gestartet. So erhalten die SuS einen Bezugskontext zum zu erarbeitenden Themenfeld. Die Geschichte wird von der LP vorgelesen: “Kim wünscht sich zu ihrem 8. Geburtstag ein schönes Geschenk und schreibt deshalb dem Chef der Spielzeugfabrik einen Brief. Kim ist sehr sportbegeistert und schreibt, dass sie sich ein Geschenk wünscht, mit dem sie Sport treiben kann. Der Chef öffnet den Brief und gibt in der Suchmaschine den Wunsch “Geschenk Sport” ein.” Der Einführungstext dient als Impuls. Die SuS entwickeln dadurch einen Bezug zur Person in der Geschichte und versetzen sich in deren Lage. Daraufhin erhalten die SuS einen Arbeitsauftrag von der LP der wie folgt lautet: “Nimm dein Tablet heraus und gib den Begriff “Geschenk Sport” in die Suchmaschine ein. Tausche dich in deiner Gruppe über die angezeigten Ergebnisse aus.” Hierbei sind die SuS vertraut mit den verwendeten Tablets und können damit umgehen. Kommen die SuS zu keinem erwünschten Ergebnis, kann der Suchbegriff minimal variiert werden, wie zum Beispiel „Sportgeschenk Kinder“, „Geschenk Sport Mädchen“, „Sportgeschenk 8. Geburtstag“, … Des Weiteren kommt es hier zu einer Gruppeninteraktionen und Kommunikation. Schließlich werden die Ergebnisse gesammelt und an der Tafel festgehalten, um einen Überblick zu schaffen. Die SuS könnten die Möglichkeit erhalten ihre Ergebnisse vor der Klasse zu präsentieren. Anschließend formuliert die LP die Zielangabe der Lernumgebung: „Heute wirst du verschiedene Geschenke, unterschiedlichen Körpern zuordnen!”.

Für die Erarbeitungsphase erklärt die LP folgendes: „Ich teile euch nun in Gruppen ein und ihr bekommt dann von mir jeweils ein Plakat, als auch die dazugehörigen Sticker. Auf den Stickern sind verschiedene Geschenke abgebildet. Jede Gruppe behandelt jeweils nur einen Körper, wobei pro Gruppe noch andere Bilder von unterschiedlichen Körpern untergemischt werden. Die Bilder der Geschenke müssen auf den jeweils vorbereiteten Plakaten in das richtige Feld geklebt werden.“ Nun erfolgt der Arbeitsauftrag für die Erarbeitungsphase durch die LP: „Ordne die Bilder dem passenden Feld auf deinem Plakat zu.” An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass die Körper und ihre Eigenschaften bereits bekannt sind. Regeln der Gruppenarbeiten sind ebenso bekannt und können von den SuS umgesetzt werden. Erinnerungen an Körper und ihre Eigenschaften sollen erneut abgerufen und auf die Aufgabe angewandt werden. Bei Schwierigkeiten bei der Zuordnung können die SuS die Eigenschaften ihres zugeteilten Körpers mit oder ohne Hilfe der LP in der Gruppe wiederholen. Diese Eigenschaften werden an jedem Bildchen geprüft und somit korrekt sortiert. Hierbei gibt es nur eine korrekte Form zu sortieren, da die SuS nach den Eigenschaften der Körper sortieren sollen. Die SuS können, ohne die Überschrift zu beachten nach Farben, Einsatzzwecken und Größe sortieren. Da aber der Name des Körpers als Überschrift verwendet wurde, soll auch danach sortiert werden. Zu beachten gilt allerdings, dass der Würfel auch zum Quader zugeordnet werden kann. Über individuelle Ergebnisse sollte im Anschluss gesprochen werden. Anschließend erfolgt ein weiterer Arbeitsauftrag durch die LP: „Jede Gruppe stellt ihr Plakat vor. Fällt den anderen etwas auf? Gibt es Einwände?“ Die Arbeitsergebnisse werden somit im Plenum besprochen und diskutiert. Diese Situation lädt die SuS ein offen zu kommunizieren und zu diskutieren. Schließlich verweist die LP darauf, dass nun ein Stuhlkreis gebildet werden soll und die SuS in ihren Gruppen sitzen bleiben sollen. Die Verhaltensregeln innerhalb des Stuhlkreises sind bekannt.

Im Anschluss erklärt die LP: „In der Mitte des Stuhlkreises sind verschiedene Gegenstände verteilt, die zu den ausgesuchten Stickern passen.“ und es folgt der Arbeitsauftrag für die Reflexion: „Wähle einen Gegenstand aus der Mitte aus, der zu deinem Körper passt. Stelle ihn in einem Satz vor.” Diese Gegenstände sind den SuS bekannte Alltagsgegenstände. Als Stütze für die zu bewältigende Aufgabe dient das zuvor erstellte Plakat. Ein zusätzlicher Impuls wäre das gemeinsame Formulieren eines Beispielsatzes. Die SuS können den Körper benennen und seine Eigenschaften der Klasse erklären. Eine Festigung des Wissens findet statt. Der Beispielsatz könnte lauten: „Ich habe hier einen Klebestift. Der Klebestift ist ein Zylinder, da er keine Ecken, drei Flächen und 2 Kanten besitzt.“

Für die Sicherung gibt die LP nun einen letzten Arbeitsauftrag: ”Ihr habt jetzt unterschiedliche Gegenstände dem passenden Körper zugeordnet. Erinnere dich nun an den Beginn der Stunde zurück. Entscheide dich für einen Gegenstand, der Kim gefallen würde und begründe.” Durch diese Aufgabenstellung wird die Einstiegsgeschichte erneut aufgegriffen und es wird ein Bezug darauf genommen. Die SuS haben die Möglichkeit ihre Meinung begründet darzustellen und eine Diskussion mit den restlichen SuS zu beginnen.

Technische Voraussetzungen

Die SuS sind mit dem Medium des Tablets und dessen Funktion vertraut. Die SuS können in Suchmaschinen Suchbegriffe eingeben, Ergebnisse finden und diese miteinander vergleichen.

Mathematischer Gehalt der Lernumgebung

Mathematische und informatische Analyse

Fachlich steckt in der Aufgabe, das Erkennen und Zuordnen von Körpern und das Sortieren nach deren Eigenschaften, wie Anzahl der Ecken, Kanten und Flächen (Bezug zu Alltagsgegenständen). Wissen wurde zuvor angeeignet und dann auf weitere Themenfelder übertragen, angewandt und vertieft. Mathematische Fachbegriffe werden gefestigt. Aus informatischer Sicht lernen die SuS Filter- und Sortieralgorithmen einer Suchmaschine mit mathematischem Bezug kennen.

Mathematikdidaktischer Gehalt der Lernumgebung

Didaktische Analyse

In der Literatur lässt sich erkennen, dass der mathematische Bezug schnell in der Lernumgebung vergessen werden kann. Da informatische Bildung jedoch unter das Fach Mathematik fällt, sollte ein mathematischer Bezug gegeben sein. Ebenfalls konnte man aus der Literatur herauslesen, dass die SuS bei Gruppenarbeiten ohne genaue Vorgaben, verschiedene Vorgehensweisen haben, wodurch am Ende viele verschiedene Möglichkeiten zusammengetragen und verglichen werden können. Jedoch besteht bei Gruppenarbeiten die Gefahr, dass es zwischen SuS zu Konflikten kommen kann.

„Gute“ Aufgaben & Differenzierung

a) In der Unterrichtsstunde wird vorausgesetzt, dass den SuS, aufgrund von vorherigen Unterrichtsstunden, die Körper und deren Eigenschaften bekannt sind. Aufbauend auf diesem bereits vorhandenen Wissen steht hiermit vor allem die inhaltsbezogene Kompetenz „Geometrische Figuren erkennen, benennen und darstellen“ im Mittelpunkt, welche der Leitidee „Raum und Form“ zuzuordnen ist. Mit der Zielangabe der Unterrichtseinheit: “Heute wirst du verschiedene Geschenke, unterschiedlichen Körpern zuordnen” werden die bekannten Eigenschaften der jeweiligen Körper, mithilfe von Bildern und Gegenständen aus der Umwelt vertieft. Bei der ersten Aufgabenstellung wird vor allem die mathematische Fähigkeit „klassifizieren von Körpern und ebene Figuren nach Eigenschaften“ gefördert. Die LP teilt pro Gruppe jeweils ein Plakat und Sticker aus. Auf den Stickern sind verschiedene Geschenke abgebildet. Jede Gruppe behandelt jeweils nur einen Körper, wobei pro Gruppe noch andere Bilder von unterschiedlichen Körpern untergemischt werden. Die Bilder der Geschenke müssen auf den jeweils vorbereiteten Plakaten in das richtige Feld geklebt und somit nach ihren Eigenschaften klassifiziert werden. Mit der Aufgabenstellung „Ordne die Bilder dem passenden Feld auf deinem Plakat zu!“ wird die mathematische Fähigkeit „klassifizieren von Körpern und ebene Figuren nach Eigenschaften“ schließlich weiterentwickelt. Die darauffolgende Aufgabe „Wähle einen Gegenstand aus der Mitte aus, der zu deinem Körper passt. Stelle ihn in einem Satz vor.” wird im Stuhlkreis bearbeitet. In der Mitte des Stuhlkreises sind verschiedene Gegenstände verteilt, die zu den ausgesuchten Stickern der SuS passen. Anschließend wird wie folgt vorgegangen: Jedes Kind pro Gruppe nimmt sich jeweils einen Gegenstand des zugeordneten Körpers, formuliert einen Satz und legt den Gegenstand zum passenden Schild seiner Gruppe. Bei dieser Aufgabe steht somit vor allem die Weiterentwicklung der folgenden mathematischen Fähigkeiten im Mittelpunkt: „das Zuordnen von Fachbegriffen“, „das Wiedererkennen von Körpern und ebenen Figuren in der Umwelt“, sowie „das Klassifizieren von Körpern und ebenen Figuren nach Eigenschaften“. Das „Zuordnen von Fachbegriffen“ wird hier dadurch weiterentwickelt, dass die SuS ihren ausgewählten Gegenstand richtig benennen sowie ihre Antwort mithilfe von korrekten Fachbegriffen begründen müssen. Die mathematische Fähigkeit „das Wiedererkennen von Körpern und ebenen Figuren in der Umwelt“ wird hier ebenfalls gefördert, da die Gegenstände aus der Mitte des Sitzkreises aus der Lebenswelt bzw. Umgebung der Kinder sind. Die Gegenstände müssen die SuS dementsprechend in ihrer Form wiedererkennen. Des Weiteren wird schließlich auch die Fähigkeit „das Klassifizieren von Körpern und ebenen Figuren nach Eigenschaften“ weiterentwickelt, da die SuS ihren ausgewählten Gegenstand, seinen Eigenschaften nach, ihrem jeweiligen Körper korrekt zuordnen müssen.

b) Die SuS haben in den jeweiligen Aufgaben die Freiheit, die Sticker auf den Plakaten so zu sortieren, wie sie es für richtig halten. Somit kann nach der Bearbeitung der Aufgabe, darauf eingegangen werden, wie die verschiedenen Gruppen die Aufgabenstellungen gelöst haben. Dabei wird auf die unterschiedlichen/ richtigen Lösungswege eingegangen. Die jeweiligen Gruppen werden von der LP bestimmt. Dabei wird darauf geachtet, dass die Leistungsfähigkeit der einzelnen Gruppen ähnlich ist. Das heißt, dass sich in einer Gruppe mindestens ein leistungsstärkeres und ein leistungsschwächeres Kind befindet. Das leistungsstärkere Kind wird gefördert, indem es als „Experte“ das leistungsschwächere Kind unterstützen darf. Somit erhält das leistungsschwächere Kind, wenn notwendig Tipps, wodurch eine Überforderung mit einhergehender Frustration vermieden werden kann. Dadurch erfolgt schließlich ein Mit- und Voneinander lernen in natürlicher Weise. (Krauthausen & Scherer, 2010). Des Weiteren wurden bei der Aufgabe „Ordne die Bilder dem passenden Feld auf deinem Plakat zu.” unterschiedlich komplexere Bilder ausgewählt, damit es vor allem bei leistungsstärkeren SuS nicht zu einer Unterforderung kommt. Bei der darauffolgenden Aufgabenstellung: „Wähle einen Gegenstand aus der Mitte aus, der zu deinem Körper passt. Stelle ihn in einem Satz vor.”, kann für leistungsschwächere Schüler*innen verschiedene Satzanfänge vorgegeben werden, um einfacher einen passenden Satz zum ausgewählten Körper formulieren zu können. Um nichts vorwegzunehmen, besteht ebenfalls die Möglichkeit erst alle SuS im Plenum zu fragen, wie ein solcher Satz aussehen könnte. Somit werden wiederum verschiedene Lösungswege offengehalten und gesammelt. Außerdem können die von den SuS selbst gestalteten Plakate als Hilfestellung dienen, den ausgewählten Körper richtig zu klassifizieren.

c) Da informatische Bildung unter das Fach Mathematik fällt, wurde in dieser Stunde ein mathematischer Bezug eingebaut, der sich auf Inhalte der Leitidee „Raum und Form“ bezieht. Um das Thema der Stunde ansprechend zu gestalten, wurden Gegenstände aus der Lebenswelt bzw. dem Alltag der SuS in den Aufgaben eingebaut. Außerdem wurde die Stunde in eine Geschichte eingebettet, um sie spannender und ansprechender für die SuS zu gestalten. Die SuS sollen dadurch motiviert und aktiviert werden, ein passendes Geschenk für Kim zu finden. Die Aufgaben ermöglichen, dass die von den KMK angegebenen Bildungsziele zum vorgegebenen Zeitpunkt erreicht werden können. Durch die Arbeit mit Aufgaben, kann Mathematik nicht nur als reines Rechnen mit Zahlen, sondern auch als Arbeiten mit geometrischen Körpern und Figuren verstanden werden. Durch die Qualität der Aufgaben, wird Mathematik auf die Lebenswelt der SuS bezogen und wirkt somit attraktiver. Des Weiteren können die SuS durch die Qualität der mathematischen Tätigkeiten, Körper in ihrer Umwelt besser verstehen und erkennen.

d) Die Zielangabe, sowie die Aufgabenstellungen sind als eindeutiger und nachvollziehbarer Impuls formuliert. Aussteuerbare Aufgabenformate sind eingebaut, indem man beispielsweise bei der Aufgabe “Ordne die Bilder dem passenden Feld auf deinem Plakat zu.” unterschiedlich viele und schwierige Bilder der jeweiligen Gegenstände miteinplant (variieren der Anzahl und des Schwierigkeitsgrades). Auch bei der darauffolgenden Aufgabenstellung „Wähle einen Gegenstand aus der Mitte aus, der zu deinem Körper passt. Stelle ihn in einem Satz vor.” kann bei der Anzahl der Sätze variiert werden. Hier können mehrere Sätze formuliert werden, oder durch Rückfragen durch die LP zum Nachdenken/ Weiterdenken angeregt werden. Bei der letzten Aufgabenstellung der Stunde „Entscheide dich für einen Gegenstand, der Kim gefallen würde und begründe.” kann, um den Schwierigkeitsgrad zu erhöhen auch gefragt werden, welche Gegenstände den Schüler*innen noch einfallen, die ebenfalls für Kim geeignet wären. Somit können neue Möglichkeiten und Lösungen entdeckt und gesammelt werden.

Artikulation, Kommunikation, Soziale Organisation

1. Handeln: Die Artikulationsoption Handeln wird abgedeckt, indem die SuS an ihren Tablets die Suchbegriffe eingeben, Ergebnisse finden, diese präsentieren, Sticker nach Eigenschaften von Körpern sortieren und aufkleben und Alltagsgegenstände nehmen, identifizieren und zuordnen. Sprechen: Das Sprechen besteht darin, dass Arbeitsergebnisse ausgetauscht und in den einzelnen Gruppen diskutiert und kommuniziert werden, besonders bei der Zuordnung der Sticker auf den Plakaten. Gesprochen wird auch bei der Vorstellung eines Gegenstands, also das Nennen des passenden Namens zu dem dazugehörigen Körper. Schreiben: Das Schreiben wird nicht vorgesehen, aber man könnte die SuS dazu auffordern auf dem Plakat den passenden Körper noch einmal schriftlich zu benennen. Außerdem könnte das Tippen auf den Tablets als Form des Schreibens angesehen werden.

2. Raum zum Gestalten wird frei, in dem die SuS ihre Plakate selbst gestalten und versuchen die Körper richtig zuzuordnen. Raum zum Behalten ist dadurch gegeben, dass SuS Körper mit den präsentierten Gegenständen verknüpfen. Auch können die Plakate im Klassensaal aufgehängt werden, um das erlernte Wissen zu sichern beziehungsweise zu behalten.

3. Als Sozialform werden Einzelarbeit, Partnerarbeit, Gruppenarbeit und das Plenum eingesetzt.

4. Welcher Gegenstand der vorher behandelten wäre ein geeignetes Geschenk und wieso? Die Körper werden wiederholt. Es findet eine Reflexion des Einstiegs und des Gelernten statt. Alle SuS haben einen gewissen Redeanteil. Dies erfolgt weiterhin im Sitzkreis, als Wohlfühlort.

Potenzial des Einsatzes (digitaler) Medien

1. Als investives Material wurden für diese Lernumgebung zum einen Tablets und zum anderen ein Smartboard genutzt. Die Tablets werden von der Schule zur Verfügung gestellt, wodurch ein unproblematischer und von technischen Detailvorbereitungen unbelasteter Einsatz im Unterricht ermöglicht wird. In manchen Fällen ist die Anzahl der Tablets in Schulen begrenzt, weshalb eine Reservierung bzw. Absprache mit dem Kollegium notwendig ist. Des Weiteren sind Tablets leicht transportierbar und die organisatorische Handhabung wird durch die Bereitstellung der Schulen alltagstauglich. Außerdem sind die Tablets ab ihrem Kauf für mehrere Jahre nutzbar, weshalb auch der ökologische Aspekt berücksichtigt wird. Hinzuzufügen ist, dass für die Lernumgebung eine PowerPoint erstellt wurde, die mithilfe des Smartboards präsentiert wird. Heutzutage gibt es in nahezu jedem Klassensaal ein Smartboard oder Beamer, wodurch auch hier der Einsatz des Smartboards bzw. der PowerPoint unproblematisch ist. Somit wird schließlich auch die organisatorische Handhabung alltagstauglich. Auch hier ist der ökologische Aspekt berücksichtigt, da Smartboards/ Beamer ab ihrem Kauf lange nutzbar sind. Für die Lernumgebung wurden verschiedene Alltagsgegenstände von der LP mitgebracht (Kugel: Tischtennis, Tennisball, Flummi, Weihnachtskugel; Würfel: Zauberwürfel, Würfel, Gebetswürfel, Verpackung Ice Watch; Quader: Buch, Verpackung von Phase 10, Yogablock, Legostein; Zylinder: Yogamatte, Klebestift, Hut, Konservendose, (Springseil mit Verpackung); Kegel: Hütchen, Geburtstagshütchen, Schultüte, Wuwuzela). Die meisten Gegenstände befinden sich schon in den Schulen, sind kompakt und leicht transportierbar. Somit ist auch der Einsatz dieser Gegenstände im Unterricht unproblematisch. Organisatorisch gesehen sind die Materialien schnell bereitzustellen und auch schnell wegzuräumen. Auch hier wird der ökologische Aspekt berücksichtigt, denn alle Materialien können wiederverwendet werden.

2. Gleich zu Beginn der Stunde wird der Umgang mit (digitalen) Arbeitsmitteln und den enthaltenen Potentialen von den Kindern erlernt, indem die LP die Aufgabe “Nimm dein Tablet heraus und gib den Begriff “Geschenk Sport” in die Suchmaschine ein. Tausche dich in deiner Gruppe über die angezeigten Ergebnisse aus.” stellt. Denn hier müssen sich die Kinder direkt zum Einstieg mit dem Tablet auseinandersetzen und den vorgegebenen Begriff suchen und die Ergebnisse vergleichen. Dabei wenden die SuS ihr bereits vorhandenes Wissen über Tablets an und erweitern dieses gleichzeitig.

3. Als konsumtive Materialien wurden Bilder, (alle Bilder in Quadratvorlage) und Plakate (DIN A3) genutzt, welche die SuS in Gruppen während der Stunde selbst gestalten. Da Kinder zum verwendeten konsumtiven Material, das beim Arbeiten verbraucht wird, häufig eine emotionale Beziehung aufbauen, werden die fertigen Plakate im Klassensaal aufgehängt, damit sie für die SuS erreichbar bleiben. Unter diesem Aspekt kann konsumtives Material auch gleichzeitig als investives Material dienen. Beispielsweise können die aufgehängten Plakate nun als permanent sichtbare Gedankenstütze dienen.

4. Die Tablets werden von der Schule zur Verfügung gestellt. Nach Absprache mit der entsprechenden Ansprechperson können die Tablets genutzt werden. Die PowerPoint wird im Vorhinein erstellt und auf einen USB-Stick gezogen, welcher von der LP gekauft wurde. Plakate werden in einem Schreibwarengeschäft gekauft und die entsprechenden Bilder für die Plakate, werden in der Schule oder zu Hause ausgedruckt. Die mitgebrachten Alltagsgegenstände lassen sich teilweise in der Schule finden. Die restlichen werden von der LP mitgebracht.

5. Nachteile der Organisation der Plakate und dem USB-Stick ist, dass sie erst von der LP gekauft werden müssen. Ein Vorteil ist jedoch, dass hier die LP Freiheiten in der Auswahl der Plakate hat und den gleichen USB-Stick noch für mehrere PowerPoint- Präsentationen nutzen kann. Ein Vorteil der Tablets ist, dass sie direkt Vorort in der Schule sind. Ein möglicher Nachteil könnte sein, dass die Anzahl der Tablets begrenzt ist und gegebenenfalls nicht verfügbar sein könnten. Ein Vorteil der Organisation der Alltagsgegenstände ist, dass die meisten auch schon vor Ort in der Schule zu finden sind. Ein Nachteil wäre, dass fehlende Gegenstände von der LP selbst mitgebracht und noch ggf. gekauft werden müssen.

6. Die vorbereitete PowerPoint- Präsentation dient als Mittel zur Darstellung. Während der Lernumgebung werden die Arbeitsaufträge durch die PowerPoint präsentiert. Dies ermöglicht den SuS den aktuellen Arbeitsauftrag mehrmals zu lesen bzw. wieder nachlesen zu können. Die Tablets können als Mittel zum Ausführen genutzt werden. Die SuS haben die Möglichkeit mit den Tablets Begriffe zu suchen und anschließend ihre Ergebnisse zu vergleichen. Die analogen Materialien dienen zum einen als Mittel zur Darstellung, da beispielsweise die fertigen Plakate als Gedankenstütze, während dem Sitzkreis dienen können. Zum anderen dienen sie, wie auch die Alltagsgegenstände im Kreis, als Mittel zum Ausführen mathematischer Verfahren, indem sie z.B. die Gegenstände korrekt nach ihren Eigenschaften klassifizieren.

7. In der Lernumgebung hat die PowerPoint eine unterstützende und strukturierende Funktion. Sie verringert die kognitive Belastung, durch visuelles Aufrufen von Arbeitsaufträgen oder verschiedenen Informationen. Außerdem dienen die selbst gestalteten Plakate der SuS ebenfalls zur Verringerung der kognitiven Belastung, da sie für die weitere Unterrichtsstunde auf ihr erarbeitetes Wissen zurückgreifen können. Hinzuzufügen ist, dass die folgenden Gütekriterien zur Beurteilung von Arbeitsmitteln und Veranschaulichungen nach Krauthausen (Krauthausen, 2018, S. 334) erfüllt sind:

- Der ökologische Aspekt wird berücksichtigt: Die Tablets, die PowerPoint- Präsentation sowie das Smartboard können mehrmals und über einen längeren Zeitraum wiederverwendet werden.

- Ästhetische Gestaltung

- Verschiedene individuelle Bearbeitungs- und Lösungswege zu ein und derselben Aufgabe werden ermöglicht, z.B. bei der Gestaltung der Plakate haben die SuS die Möglichkeit so zu sortieren, wie sie es für richtig halten.

8. Der Zeitaufwand besteht darin die PowerPoint, die Plakate mit den Bildern, laminierte Schilder sowie die Alltagsgegenstände zu organisieren. Der Zeitaufwand ist dementsprechend nicht zu aufwendig. Das „Preis-Leistungs-Verhältnis“ stimmt mit dem Zeitaufwand überein.

9. Fehlende Zuwendung kann durch erfolgreiche Kooperation der Kinder in Form von Gruppenarbeit ausgeglichen werden. Außerdem steht die LP während der Unterrichtsstunde für Fragen zur Verfügung, die innerhalb der Gruppen und im Plenum besprochen werden.

Evaluation

1. Die gestalteten Plakate als Strategiedokumente stellen ein veranschaulichtes Beispiel für den Vorgang von Filter- und Sortieralgorithmen dar und können zukünftig als Erinnerung und Orientierung dienen. In Bezug auf das Thema „Klassifizieren von Körpern“ stellt die Lernumgebung eine reine Vertiefungs- beziehungsweise Förderungseinheit dar. Um die Aufgabenstellung „Wähle einen Gegenstand aus der Mitte aus, der zu deinem Körper passt. Stelle ihn in einem Satz vor.” besser lösen zu können, kann vor dem Bearbeiten der Aufgabe nach möglichen Beispielsätzen im Plenum gesucht werden, die für dir SuS folglich als Förderimpuls dienen.

2. Wird ein Gegenstand falsch zugeordnet muss zunächst die Antwort wertgeschätzt und positive Merkmale aus der Antwort herausgesucht und gewürdigt werden. Erst danach kann konstruktive Kritik folgen. Zusätzlich gibt es mehrere richtige Möglichkeiten die Aufgabe mit den Plakaten zu lösen. Alle Lösungswege sollten akzeptiert und gleichwertig richtig betrachtet und bewertet werden.

3. Zum sozialen Lernen gehören verschiedene Bereiche. Die Kinder lernen adäquat zu kommunizieren und zu kooperieren. Des Weiteren müssen sie sich in andere hineinversetzen können, um einen angemessenen Umgang mit ihren Mitmenschen zu pflegen. In der Lernumgebung findet man, sowohl eine Gruppenarbeit als auch Unterrichtssituationen im Plenum und in einem Stuhlkreis. Durch die Vielfältigkeit an sozialen Situationen kann man in der Lernumgebung sehr gut identifizieren, wie weit die Kinder in ihrem sozialen Lernprozess sind. Während im Stuhlkreis oder in der Gruppenarbeit das adäquate Kommunizieren und Feedback geben wichtig ist, ist beispielsweise im Plenum für ein gutes soziales Miteinander die Rücksichtnahme auf und das Schätzen von andere Lernende und ihren Antworten wichtig.

Vernetzung mit anderen Lernumgebungen

1. Filtern und Sortieren kann man auf viele verschiedene Bereiche der Mathematik anwenden. Bei dieser Lernumgebung haben wir das Thema auf die geometrischen Körper bezogen, man könnte mit den Kindern aber auch genauso gut Zahlen oder Formen in unterschiedliche Gruppen sortieren. Eine weiterführende Aufgabenstellung, nachdem alle Kinder die Vorgehensweise verstanden haben, könnte lauten: „Denke dir ein eigenes Beispiel für einen Sortieralgorithmus aus und stelle deine Vorgehensweise vor“.

2. In der Lernumgebung werden das Thema Sortieren und Filtern mit dem großen Thema „geometrische Körper“ unzertrennlich verknüpft. Denn die SuS müssen hier Körper nach Eigenschaften klassifizieren, Fachbegriffe zuordnen und Körper in der Umwelt wiedererkennen. Die Kinder benötigen Vorwissen und Kompetenzen auf diesem Gebiet, um überhaupt die Gegenstände richtig ordnen zu können und sich mit unserem eigentlichen Thema auseinandersetzen zu können.

3. Natürlich wird durch den Einsatz digitaler Medien und der Suchmaschine die Beziehung zwischen Mathematik und Informatik hergestellt. Durch das Kommunizieren im Sitzkreis, in welchem die Kinder ihre Gegenstandswahl in einem ganzen grammatikalischen Satz erklären müssen, werden Kompetenzen des Faches Deutsch gefördert. In dieser Sozialform aber auch in der Gruppenarbeit werden Sozialkompetenzen geschult, die fächerübergreifend wichtig sind. Durch das Gestalten des Plakates werden künstlerische und gestalterische Kompetenzen gefördert.

4. Die mitgebrachten Gegenstände bilden einen vielfältigen Bezug zur Lebenswelt der Kinder. In der Auswahl der unterschiedliche Sportutensilien, Spielsachen oder Alltagsgegenständen sollte jedes Kind mehrere ihm bereits bekannte Gegenstände finden und diese im Anschluss in einen mathematischen Kontext einordnen können. Durch die voranschreitende Digitalisierung ist der richtige Umgang mit digitalen Medien oder explizit mit Suchmaschinen sehr wichtig und stammt somit auch aus der Lebenswelt der Kinder.

Reflexion der Lernumgebung

1. In dieser Lernumgebung könnte bei der Aufgabe „Wähle einen Gegenstand aus der Mitte aus, der zu deinem Körper passt. Stelle ihn in einem Satz vor.” die Durchführung problematisch werden. Wenn man bei dieser Aufgabe gruppenweise vorgeht, bleiben am Ende nur noch Gegenstände einer einzigen Gruppe übrig. Dadurch wird nicht mehr der gewünschte Lerneffekt erzielt, da die Zuordnung der Gegenstände eindeutig wird. Eine bessere Vorgehensweise wäre das Durchmischen der einzelnen Gruppen und anschließend das Anwenden einer Meldekette. Der Beispielsatz bei der Aufgabenstellung „Wähle einen Gegenstand aus der Mitte aus, der zu deinem Körper passt. Stelle ihn in einem Satz vor.” soll nicht nur zu einer Beschreibung des Gegenstandes werden wie z.B. „Das ist ein Tennisball“. Wichtig ist, dass auf die Eigenschaften des Körpers eingegangen wird, also die auf die Fragen: „Warum ist der Tennisball eine Kugel?“, „An welchen Eigenschaften hast du das erkannt?“. Des Weiteren können Probleme bei der Gruppenarbeit oder im Stuhlkreis auftreten, wenn Gesprächsregeln von den SuS missachtet werden. Wichtig ist es somit vor Beginn der Gruppenarbeit und der Bildung des Stuhlkreises Gesprächsregeln mit den SuS zu wiederholen. Außerdem sollte bei dem Suchbegriff „Geschenk Sport“ aufgepasst werden, da unpassende Bilder zu diesem Begriff erscheinen könnten. Besser wäre an dieser Stelle der Suchbegriff „Geschenk Sport Kinder“.

2. Die Lernumgebung sollte nicht angewendet werden, wenn die SuS noch keine ausreichenden Kenntnisse über Suchmaschinen besitzen, d.h. wenn sie beispielsweise noch nicht wissen, wie man einen Suchbegriff in eine Suchmaschine eingibt. Hinzuzufügen ist, dass diese Lernumgebung nicht angewendet werden sollte, wenn die geometrischen Körper und deren Eigenschaften noch nicht behandelt worden sind.

Literatur

Becker, Diagne-Schmidt, Huppert, Kirsch, Masuhr (Seminar Informatische Bildung in der Primarstufe, WiSe 2021/22)

Das Zahlenbuch 2, 2. Band, Ausgabe ab 2022, Klett Verlag, 2023

Kultusminister Konferenz. (2023) Bildungsstandards für das Fach Mathematik Primarbereich. Verfügbar unter: https://www.kmk.org/fileadmin/veroeffentlichungen_beschluesse/2022/2022_06_23-Bista-Primarbereich-Mathe.pdf (Stand: 30.08.2023)

Lorenz, Jens H., Mathematikus 2, Die Entwicklung von Zahlensinn und mathematischer Problemlösefähigkeit in der Grundschule mit Hilfe eines Multimediaprogramms, Ausgabe 2007, Westermann

Ministerium für Bildung, Familie, Frauen und Kultur Saarland. (2009) Kernlehrplan Mathematik Grundschule. Verfügbar unter: https://www.saarland.de/SharedDocs/Downloads/DE/mbk/Lehrplaene/Lehrplaene_Grundschule/GS_Kernlehrplan_Mathematik.pdf?__blob=publicationFile&v=2 (Stand: 30.08.2023)