OpenSource4School/Lernumgebungen zur Informatischen Bildung im Mathematikunterricht der Primarstufe/Personalisiertes Ranking

Formale Aspekte

Paulina Albrecht, Marie Jochum und Luisa Braun

Lubr00002@stud.uni-saarland.de Majo00006@stud.uni-saarland.de Paal00001@stud.uni-saarland.de 15.08.2022

Lernumgebungen sollen für die Kinder möglichst spannend gestaltet sein, daher trägt diese den Namen „Fit im personalisierten Ranking“. 1. Der Lernumgebung liegen einige didaktische Motivationen zu Grunde. Zum einen wird die Weiterentwicklung der Vorkenntnisse und Erfahrungen der SuS als Motivation angesehen, aber auch das Kennenlernen verschiedener Suchmaschinen und Erkennen wesentlicher Unterschiede und Gemeinsamkeiten wird als didaktische Motivation betrachtet. Zum anderen zählt auch die Präsentation der Lösungswege und das Erfassen von Problemen des Rankings zur didaktischen Motivation.

2. Die Lernumgebung zielt darauf ab, dass die SuS verschiedene Suchmaschinen kennenlernen, mit Suchmaschinen umgehen können, Gemeinsamkeiten und Unterschiede erkennen können, eigene Erfahrungen mit dem Ranking sammeln können und dieses als personalisiertes Ranking erfassen können, Wahrscheinlichkeiten abschätzen können, sowie Problemlösefertigkeiten und Argumentationsfertigkeiten erwerben können.

3. Markante Eckpunkte der Lernumgebung sind das Kennenlernen verschiedener Suchmaschinen, das eigenständige Erstellen eines Rankings, ein gemeinsames Ranking sowie das Argumentieren über Wahrscheinlichkeiten.

4. In der Lernumgebung wird die Tafel, inklusive Tafelmaterial, verwendet, um Ideensammlungen zu veranschaulichen und zu verschriftlichen. Für die Hauptaufgabe des Rankings werden Arbeitsblätter benötigt, welche von den Lehrpersonen bereits vorbereitet wurden. Um die Aufgaben auf dem Arbeitsblatt zu lösen, benötigende Kinder Stifte, Scheren und Kleber. Für Videos und den Gebrauch von Suchmaschinen benötigen die Lehrpersonen einen Laptop, welcher an einem Beamer angeschlossen ist.

Für die Durchführung der Lernumgebung wird eine Unterrichtseinheit von 60 Minuten benötigt. 1. Die Lernumgebung soll in Klassenstufe drei bis fünf eingesetzt werden. 2. Die SuS sind an mathematischen und informatischen Inhalten interessiert. Die Differenzierung erfolgt durch Impulse und Hilfestellungen der Lehrperson. Der Einstieg erfolgt über ein Video zum Thema „Suchmaschine” inklusive anschließender Fragerunde. Dieses wird als stiller Impuls betrachtet. LP: „Beschreibe deine Gedanken. Ist dir etwas Besonderes aufgefallen. Hast du Fragen zu den Suchmaschinen?“ Im Anschluss werden die wichtigsten Aspekte zusammengefasst. LP: „Du hast nun die Funktionen einer Suchmaschine kennengelernt. Nenne verschiedene Suchmaschinen, die dir bereits bekannt sind.“ Die SuS erstellen im Plenum, gemeinsam mit der Lehrperson, eine Mind-Map zu den Arten von Suchmaschinen.

Damit die Lernumgebung problemlos durchgeführt werden kann, wird ein Endgerät mit Zugang zum Inter-net benötigt. Des Weiteren müssen/sollten Erfahrungen mit verschiedenen Sozialformen gewährleistet sein, ebenso wie ein Verständnis für die Auswertung eines Balkendiagramms.

In der Unterrichtsstunde wird die Stochastik genauer untersucht, indem die SuS mit Hilfe eines Balkendiagramms und die dadurch entstehenden Ergebnissen und Anzahl an Nennungen sich die Auftrittswahrscheinlichkeit der Suchergebnisse herleiten können. Das personalisierte Ranking entsteht durch die Aufgabe der Geschenkeanordnung, in dem die SuS erkennen, dass jede Schülergruppe eine andere Wahl getroffen hat. Sie erkennen somit, dass das Ranking auch bei Suchanfragen personalisiert ist.

Arbeitet man mit den Kindern in dem Bereich Suchmaschinen, ist es vorab notwendig ein einheitliches Vokabular festzulegen, da es keine anerkannte Terminologie in diesem Bereich gibt (Lewandowski, 2021). a) Es liegt eine ergiebige und fachliche Unterrichtsgestaltung vor, die prozessbezogene mathematischen Kompetenzen wie Problemlösen, Argumentieren und Kommunizieren fördert, sowie spezifische mathematischen Kompetenzen des Bereiches Daten, Häufigkeit und Wahrscheinlichkeit und Muster und Strukturen. Die SuS müssen die Aufgabenstellungen selbstständig mit Partnern lösen, weshalb sie stetig im Austausch miteinander stehen und untereinander kommunizieren sowie gemeinsam das Problem, vor dem sie stehen, lösen müssen. Durch die Vorstellung und Begründung ihrer Ergebnisse wird das Argumentieren gefördert.

b) Beim Erstellen des Rankings wird keine Lösungswege vorgegeben. Die SuS müssen Lösungsstrategien und Lösungswege selbstständig erarbeiten. Dadurch sind die Offenheit und die optimale Passung gewährleistet.

c) Aufgrund der Impulse und durch das selbstständige Arbeiten wurden die SuS kognitiv aktiviert. Durch ansprechende Themen wurden die kindlichen Interessen abgedeckt, was die Kinder motiviert hat und für Authentizität gesorgt hat.

Mathematik kann als Wissenschaft der Muster erfahren werden.

d) Die Verständlichkeit wurde durch detaillierte Aufgabenstellungen und die Möglichkeit zum ständigen Austausch gewährleistet und bei der Durchführung der Lernumgebung durch nur wenige aufkommende Rückfragen bestätigt. 1. Die Artikulationsoption Handeln wird durch das eigenständige Erstellen des Rankings, Sprechen durch den Austausch untereinander in Gruppenarbeit und anschließendem Vorstellen der Lösungen ausgenutzt. Durch die Reflexion und die Ergänzungen beim Ranking wird die Artikulationsoption Schreiben genutzt. 2. Den Kindern wird Raum zum Gestalten durch individuelle Vorgehensweisen gegeben. Raum zum Behalten wird durch Reflexionsphasen geschaffen. 3. In der Lernumgebung werden sie Sozialformen Partnerarbeit, Gruppenarbeit und gemeinsames Arbeiten im Plenum eingesetzt. 4. Am Ende der Lernumgebung wird den SuS die Aufgabe gestellt, sich in Gruppen über die Inhalte der Stunde auszutauschen. Danach leitet die Lehrperson eine gemeinsame Reflexion im Plenum ein, in der auch nochmal die Möglichkeit gegeben ist, offene Fragen zu klären. 1. Für die Lernumgebung wird eine Tafel, ein Beamer und ein Laptop benötigt. 2. Im Einstieg arbeitet die LP gemeinsam mit den SuS digital. 3. Als konsumtive Material werden Arbeitsblätter verwendet, die im Anhang beigefügt sind. 4. Die LP druckt die Arbeitsblätter vor der Stunde aus und sie werden umgekehrt auf die Plätze der SuS gelegt. Die SuS werden darüber informiert, dass diese erst zu einem späteren Zeitpunkt umgedreht werden dürfen. 5. Positive Merkmale bei der Verwendung von Arbeitsblättern sind die ruhige Arbeitsatmosphäre und die flexible Zeiteinteilung durch die Lehrperson. Der negative Aspekt dieses Materials stellt die unterschiedliche Arbeitsgeschwindigkeit der Kinder dar, die bei der Organisation vorab nur schwer berücksichtigt werden kann. 6. Das eigenständige Erstellen eines Rankings hat als Funktion das eigenständige Arbeiten.

       Im Rahmen der Lernumgebung werden die Arbeitsmittel – Arbeitsblatt in allen drei Funktionen von Arbeitsmitteln (Krauthausen, 2018) eingesetzt: zur Diagrammdarstellung, d.h. als Mittel zur Darstellung mathematischer Sachverhalte und zum Erkennen von personalisierten Rankings, als Mittel zum Argumentieren und Beweisen und dem Erstellen eines eigenen Rankings und als Mittel zum Ausführen mathematischer Verfahren.

7. Die Arbeitsmittel sind zur Dokumentation von Lernergebnisse, zum eigenständigen Nachdenken und zur sozialen Interaktion dar. Nach Krauthausen werden vor allem die Qualitätskriterien Preis-Leistungsverhältnis sowie alltagstaugliche Handhabung erfüllt. 8. Die verwendeten Materialen sind wenig zeitaufwendig und haben geringe Kosten. Somit ist das „Preis-Leistungs-Verhältnis“ der Lernumgebung stimmig. 9. Aufgrund des sozialen Austausches untereinander ist kaum Zuwendung der LP notwendig.

1. Die SuS erläutern ihre Vorgehensweise, wodurch sie Strategiedokumente erzeugen können. 2. Die gesamte Erstellung des Rankings ist anerkennenswert, da es bei einem Ranking kein „richtiges“ und kein „falsches" Ranking gibt. 3. Soziales Lernen wird durch Arbeit in Gruppen, Plenum und mit dem Partner gefördert. 1. Durch die Lernumgebung können die Kinder weitere Rankingfaktoren kennenlernen. Weitere Aufgabenstellungen würden weiter in die Richtung des personalisierten Rankings oder auch in die Richtung der Wahrscheinlichkeit gehen. 2. Beziehungen zu mathematischen Bereichen sind bei „Muster und Strukturen erkennen“. 3. Die Lernumgebung bietet Zusammenhänge zu dem Fach Deutsch, da die Kinder argumentieren müssen und ihre Lösungen vortragen müssen. 4. Suchmaschinen werden im Alltag täglich verwendet und das Gummibärchenmarken-Ranking befindet sich im Interesse der Kinder. Daher gibt es Beziehungen zur außerschulischen Lebenswelt.

1. Die Lernumgebung kann auch Probleme mit sich bringen, da es schwierig sein kann den Zeitplan einzuhalten und die SuS unterschiedliche Lernvoraussetzungen haben. Verständnisprobleme können ebenfalls zu Problemen auch bezüglich des Zeitplans führen. Ein weiterer Aspekt, welcher die Durchführung der Lernumgebung behindert, ist Unruhe und die Aufmerksamkeit der SuS. Dies kann jedoch recht schnell beseitigt werden. Keine Kooperation untereinander kann ebenfalls zu Problemen führen.

2. Die Lernumgebung sollte nicht angewendet werden, wenn ein zu geringes Vorwissen der SuS vorhanden ist, sodass man zu viel Zeit aufwenden muss, um die Kinder auf einen etwas höheren Stand zu bringen. Nach der Durchführung Die Lernumgebung wurde am 25.06.2022 in der „Alten Schmelz“ (St.Ingbert) durchgeführt. Dabei haben sich 8 Schülerinnen und Schüler beteiligt.

Die von der Lehrperson geplanten Lernziele wurden erreicht und die Bedeutung der Inhalte war für die SuS nachvollziehbar. Auch der Schwierigkeitsgrad war für alle Altersstufen angemessen. Zudem wurde das Vorwissen der SuS erfolgreich aktiviert. Jedoch gab es auch Dinge, die nicht so gut funktioniert hatten. In der nächsten Lernumgebung sollte die Absprache untereinander besser organisiert sein und das Balkendiagramm größengetreu sein.

Lewandowski, D. (2021). Suchmaschinen verstehen. Berlin/Heidelberg: Springer Viehweg. Krauthausen, G. (2018). Einführung in die Mathematikdidaktik-Grundschule.