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Stundenbild: Symmetrie und Körperarbeit - Staatliche ...

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<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

2.9 <strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie/ <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Vorbemerkungen<br />

Auswahl des Themas: Bedeutung für die Schüler<br />

Die räumliche Orientierung ist, neben anderen Wahrnehmungsvorgängen, eine gr<strong>und</strong>legende<br />

Voraussetzung für den mathematischen Lernprozess <strong>und</strong> für mathematisches Denken. Mit Hilfe<br />

von Aufgaben aus der Geometrie, hier besonders von <strong>Symmetrie</strong>betrachtungen, wird das<br />

räumliche Auffassungs- <strong>und</strong> Gliederungsvermögen intensiv geschult <strong>und</strong> gefördert. Außerdem<br />

werden damit auch arithmetische Einsichten unterstützt, z. B. das Verdoppeln bzw. Halbieren<br />

(vgl. Bauersfeld in Radatz S. 79). Darüber hinaus erleichtert ein gutes räumliches<br />

Vorstellungsvermögen das Erkennen von <strong>Symmetrie</strong>n in der Umwelt, beginnend am eigenen<br />

Körper.<br />

Durch die Körperarbeit erfahren die Kinder neben der sinnlichen Wahrnehmung einen völlig<br />

neuen, ungewohnten Zugang zur Mathematik, der aber besonders für mitunter "verkopfte"<br />

hochbegabte Kinder einen sinnvollen Ausgleich bieten kann. Damit werden die kognitiven<br />

Erkenntnisse durch sinnliche Erkenntnisse erweitert <strong>und</strong> vertieft. So eröffnen sich für den Schüler<br />

neue Möglichkeiten für den Verstehensprozess. Außerdem schulen die Kinder ihre Grob- <strong>und</strong><br />

Feinmotorik <strong>und</strong> üben sich in Disziplin <strong>und</strong> Konzentration. Die Gruppenaufgaben fördern das<br />

konstruktive Mit- <strong>und</strong> Weiterdenken im sozialen Verband. Somit wird die Wissensvermittlung<br />

erweitert zu einem interaktiven, spielerischen, aber doch ernsthaften Lernprozess, bei dem der<br />

eigene Körper intensiv mit einbezogen wird.<br />

Verbindung mit dem Lehrplan<br />

Die Unterrichtseinheit nimmt zunächst Lernziele aus dem Lehrplan auf: „Erste Erfahrungen zur<br />

<strong>Symmetrie</strong>". Bald jedoch werden die Anforderungen weit überschritten. Nach den<br />

Übungsprinzipien „Vom Einfachen zum Schweren“ <strong>und</strong> „Vom Konkreten zum Abstrakten“ werden<br />

die gewonnenen Erkenntnisse an immer schwieriger werdenden Aufgaben, die z.T. hohe<br />

Anforderungen an das Abstraktionsvermögen der Kinder stellen, vertieft <strong>und</strong> erweitert. Die<br />

abwechslungsreichen Aufgabenstellungen schulen dabei bewegliches rechnerisches Denken.<br />

Durch die Einbeziehung der Körperarbeit, der Betrachtung <strong>und</strong> der Bewegung des eigenen<br />

Körpers, eventuell zu Musik, ist ein fachübergreifendes Verständnis von Sachverhalten der<br />

Geometrie angelegt.<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 1


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Didaktische Überlegungen zum Ablauf<br />

Die Besonderheit dieser Unterrichtseinheit liegt in der Verknüpfung von Bereichen, die auf den<br />

ersten Blick nicht zusammengehören, nämlich Mathematik <strong>und</strong> rhythmische Bewegung zu Musik.<br />

Gemäß der Forderung Pestalozzis, mit Kopf, Hand <strong>und</strong> Herz zu lernen, werden die neuen<br />

theoretischen Lerninhalte aus der Geometrie durch die praktische Körperarbeit gesichert <strong>und</strong><br />

vertieft. Gleichzeitig können die SchülerInnen ihren eigenen Körper unter neuen Aspekten<br />

bewusst wahrnehmen <strong>und</strong> erleben.<br />

Das <strong>St<strong>und</strong>enbild</strong> gliedert sich in zwei Abschnitte: Teil I - Achsensymmetrie <strong>und</strong> Quadrat <strong>und</strong> Teil<br />

II - Drehsymmetrie. Jede Einheit besteht aus einer theoretischen Erarbeitung <strong>und</strong> einer<br />

praktischen Vertiefung. Der praktische Bereich ist so konzipiert, dass je nach Klasse <strong>und</strong><br />

Lehrkraft aus den folgenden Entwürfen ein einfacher Tanz zu einer rhythmischen Musik gestaltet<br />

werden kann. Aus diesem Gr<strong>und</strong> sind die genauen Schrittangaben zu beachten, da diese eine<br />

spätere rhythmische Tanzgestaltung erleichtern.<br />

Teil I - Achsensymmetrie <strong>und</strong> Quadrat<br />

1. Einführung in die Achsensymmetrie<br />

Eine einfache Faltübung eines quadratischen (Origami-) Papiers, an dessen senkrechter<br />

Faltachse eine symmetrische Figur ausgeschnitten wird, bildet den Einstieg. Daran werden die<br />

mathematischen Begriffe deckungsgleich, <strong>Symmetrie</strong>, -achse(n) <strong>und</strong> Diagonalen eingeführt bzw.<br />

wiederholt. Da diese St<strong>und</strong>e als neunte <strong>und</strong> letzte Einheit eines Kurses geplant ist, ist sie als<br />

Zusammenschau der bisher neu gelernten Inhalte anzusehen, Bezug zu den vorherigen St<strong>und</strong>en<br />

wird immer wieder genommen. Dieser erste, handelnde Zugang zur <strong>Symmetrie</strong> wird vertieft<br />

durch die anschließende Einbeziehung des eigenen Körpers. Hierbei erfahren die Kinder auch<br />

die Besonderheit der körperlichen <strong>Symmetrie</strong> im Gegensatz zur formalen mathematischen<br />

<strong>Symmetrie</strong>. Für diesen Abschnitt bietet sich insbesondere auch Partner- (Gruppen-)arbeit an.<br />

In der folgenden selbsttätigen Arbeit schulen die Kinder spielerisch ihre Konzentration <strong>und</strong> ihren<br />

Blick für symmetrische Figuren <strong>und</strong> Dinge aus der kindlichen Umwelt, indem sie diese<br />

herausfinden <strong>und</strong> beschreiben, ihre senkrechte, waagrechte, diagonale <strong>Symmetrie</strong>achse(n)<br />

zeigen <strong>und</strong>/ oder einzeichnen (Arbeitsblatt 1). (Sollte <strong>Symmetrie</strong> bereits im Unterricht behandelt<br />

worden sein, kann hier gekürzt werden).<br />

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Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 2


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Anhand der Folie 1 lernen die Kinder auch schon drehsymmetrische Figuren kennen <strong>und</strong><br />

versuchen, die Drehung zu beschreiben; dabei hilft ihnen die Vorstellung, dass z.B. ein<br />

Kreissektor um ein Drittel weiter gedreht wird, <strong>und</strong> zwar um einen Drehpunkt in der Mitte.<br />

Bei der Aufgabe, Spiegelbilder zu zeichnen geht es um achsensymmetrische Figuren im<br />

Gitternetz. Zum einen werden achsengeb<strong>und</strong>ene Figuren an senkrechten <strong>und</strong> schrägen Achsen<br />

gespiegelt, zum anderen werden Punkte im Gitternetz einfach oder mehrfach an schrägen,<br />

parallel oder senkrecht zueinander stehenden Achsen gespiegelt <strong>und</strong> zu neuen Figuren ergänzt<br />

(Arbeitsblatt 2, als Differenzierung Arbeitsblätter 2a <strong>und</strong> 2b).<br />

2. Eckpunkte des Quadrats abschreiten <strong>und</strong> Seiten halbieren<br />

B<br />

C<br />

A<br />

D<br />

Anmerkung zur Beschriftung des Quadrats: Die<br />

Beschriftung mit den Buchstaben gegen die<br />

Leserichtung ist für den abschließenden Drehungsteil<br />

von Bedeutung (s. S. 6): die Kinder beginnen mit dem<br />

rechten Fuß <strong>und</strong> vollziehen beim vierten Schritt eine<br />

Drehung „en dehors“ (Bezeichnung aus dem Ballett für<br />

eine Drehung nach außen), im mathematischen Sinn<br />

nach links; ihr Blick richtet sich dabei auf die jeweilige (in<br />

alphabetischer Reihenfolge nächste) Quadratseite.<br />

Die folgenden Aufgaben werden zunächst von allen Schülern zusammen ausgeführt:<br />

Nachdem der Begriff „Seite“ AB eingeführt ist, werden die Seiten nun zu Fuß abgeschritten.<br />

Dabei kommt es darauf an, dass die Kinder paarweise jede Seite mit vier Schritten abgehen<br />

können. Es gehen also alle gleich lange Schritte. Damit das funktioniert, müssen die Schüler sich<br />

aufeinander einstellen; zwischenmenschliche Qualitäten werden hier verlangt. Zum weiteren<br />

Verlauf:<br />

a) Seiten des Quadrats abschreiten: Die erste Übung ist sehr einfach. Sie sollte jedoch als<br />

eine Art Einstimmung für die folgenden Aufgaben angesehen werden. Auf dem Boden wird<br />

das Quadrat an seinen Eckpunkten mit Pappquadraten - beschriftet von A bis D - markiert.<br />

An jedem Buchstaben stellt sich ein Schülerpaar auf, so dass pro Quadrat acht Kinder<br />

eingeteilt sind. Nun gehen die Paare in möglichst vier gleich großen Schritten von Eckpunkt<br />

zu Eckpunkt. Dies geschieht zusammen auf Kommando.<br />

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Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 3


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

b) Seiten halbieren: Der nächste Schritt ist nun das Halbieren der Seiten AB, BC, CD, DA.<br />

Die Kinder gehen im Paar von ihrem Punkt die halbe Seite hin <strong>und</strong> zurück. „Halbieren“<br />

heißt: Zwei Schritt vor <strong>und</strong> zwei wieder zurück; also insgesamt wieder vier Schritte.<br />

c) Dann teilen sich die Paare: Ein Kind steht in Blickrichtung B, der Partner in Richtung D,<br />

dabei stehen sie Rücken an Rücken. Nun geht ein Kind z.B. die halbe Strecke AB hin <strong>und</strong><br />

zurück, <strong>und</strong> zur selben Zeit geht der Partner die halbe Strecke AD hin <strong>und</strong> zurück. Nach<br />

kurzem Proben starten alle zusammen <strong>und</strong> gehen die halbierten Strecken.<br />

Variationsmöglichkeit: Die Kinder machen ein „Handspiel“, wenn sie sich auf den halben<br />

Stecken treffen. Das Handspiel kann so aussehen, dass sie nach den zwei Schritten eine<br />

Klatschfolge mit vier Abklatschern machen <strong>und</strong> dann wieder mit zwei Schritten zurück zu<br />

ihrer Ecke gehen.<br />

3. Diagonalen im Quadrat<br />

B<br />

A<br />

C<br />

D<br />

die Schüler zum Mittelpunkt des Quadrats:<br />

In der nächsten Übung schreiten die Paare die<br />

Diagonale im Quadrat ab. Zunächst geht jedes Paar<br />

alleine seine Diagonale vor <strong>und</strong> zurück, dabei sollen<br />

aber die vier Schritte in ihrer Länge wie im vorigen<br />

Teil für die Seiten eingehalten werden. Dann gehen<br />

alle gemeinsam los. Was passiert Chaos oder<br />

Ordnung!! Frage: Reichen die vier Schritte den<br />

Paaren, um von A nach C bzw. von B nach D zu<br />

gelangen (Lösung: Die Diagonale ist länger als eine<br />

Seite). Durch die folgende Aufgabenstellung gelangen<br />

a) Aufgabe: Die Kinder sind nun Abenteurer <strong>und</strong> versuchen folgende Aufgabe schnell zu<br />

lösen. Sie haben dazu maximal fünf Minuten Zeit (Fragen an die Tafel schreiben): Wie<br />

lässt sich eine Diagonale im Quadrat so genau wie möglich teilen Und gibt es mehrere<br />

Lösungsmöglichkeiten Die Hilfsmittel suchen sich die Kinder möglichst selbst. Sie können<br />

dazu alles, was sich im Raum befindet, als Hilfsmittel nutzen. (Falls keine Ideen von den<br />

Kindern kommen, werden einige Hilfsmittel bereitgestellt, z.B. Zollstock, Seil,...).<br />

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Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 4


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Besprechung der Ergebnisse/ Lösungen: (1) Beide Diagonalen im Quadrat mit<br />

Hilfsmitteln legen, so dass sich der Schnittpunkt ergibt; (2) Diagonale ins Quadrat mit<br />

Hilfsmittel legen <strong>und</strong> durch Falten halbieren; (3) senkrechte oder waagrechte Mittelachse<br />

im Quadrat bestimmen <strong>und</strong> eine Diagonale in das Quadrat legen = Schnittstelle von<br />

Mittelachse <strong>und</strong> Diagonale teilt dieselbe.<br />

b) Der Mittelpunkt des Quadrats: Die Schnittpunkte der Diagonalen AC <strong>und</strong> BD bzw. der<br />

Mittelachsen bestimmen den Mittelpunkt des Quadrats. Dieser wird mit einem bunten<br />

Pappkreis markiert, weil im nächsten Abschnitt der Mittelpunkt des Quadrats<br />

Ausgangspunkt für die weiteren Betrachtungen ist.<br />

Der erste praktische Teil endet mit dem Quadratmittelpunkt. Dieser Mittelpunkt ist gleichzeitig der<br />

Punkt, an dem die Zeiger der Uhr befestigt sind <strong>und</strong> dient als Überleitung zur Drehung.<br />

Teil II - Drehsymmetrie<br />

1. Einführung in die Drehsymmetrie<br />

Anhand einer Uhr (Folie 2, Nr. 1) werden die Zeiten viertel nach, halb, dreiviertel wiederholt <strong>und</strong><br />

wird Bezug zum <strong>St<strong>und</strong>enbild</strong> "Überall sind Winkel" hinsichtlich rechter Winkel genommen. Die<br />

Einführung <strong>und</strong> Festlegung des Drehpunktes stellt für die Kinder eine neue Sichtweise dar, die<br />

eine Vielzahl von Transfermöglichkeiten bietet. Nach der folgenden Bewegungsübung, in der sie<br />

auch die Bedeutung der Drehrichtung sinnlich mit ihrem eigenen Körper erlebt haben, werden die<br />

neuen Begriffe <strong>und</strong> der Zusammenhang zwischen den einzelnen Links- <strong>und</strong> Rechtsdrehungen<br />

handelnd gesichert. Folie 2, Nr. 2 bietet Gelegenheit, Drehungen am Quadrat sprachlich operativ<br />

zu durchdringen. Flexible Denkleistungen sind gefordert, wenn die SchülerInnen die Aufgaben<br />

zur Drehung eines Zeigers ohne Anschauungshilfe lösen (Arbeitsblatt 3). Mit Arbeitsblatt 4 <strong>und</strong> 5<br />

schulen die Kinder ihr räumliches Vorstellungsvermögen <strong>und</strong> ihr logisches Denken. Kreative<br />

Experimente zur <strong>Symmetrie</strong> mit dem (randlosen) Taschenspiegel regen zum Weiterdenken an<br />

<strong>und</strong> eröffnen neue Wege im mathematischen Denken (Arbeitsblatt 6, zur Weiterarbeit zu Hause).<br />

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Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 5


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

2. Drehung als gelenkte Bewegung<br />

B<br />

A<br />

C<br />

D<br />

In diesem wiederum praktischen Teil geht es um<br />

Drehung. Diese soll nun auch körperlich erarbeitet<br />

werden. Die Kinder stellen sich zunächst nur vor, dass<br />

sie mitten in ihrem Quadrat stehen <strong>und</strong> zwar da, wo<br />

vorher die Zeiger der Uhr befestigt waren, im Mittelpunkt<br />

(bunter Pappkreis).<br />

Das Folgende verläuft nach einem Bewegungsgr<strong>und</strong>muster<br />

<strong>und</strong> wird durch Variationen erschwert. Den<br />

Kindern wird dieses Bewegungsgr<strong>und</strong>muster erklärt.<br />

Dann wird ohne Musik kurz getestet, ob es alle verstanden haben. Ist das der Fall, werden die<br />

weiteren Aufgaben zu rhythmischer Musik ausgeführt.<br />

a) Wir beginnen die Übung aufrecht stehend an dem Punkt, an dem sich die Diagonalen<br />

schneiden. Der Blick ist auf die Seite AB gerichtet. Wir starten unsere Aktion mit drei<br />

Schritten am Platz - Beginn: rechter Fuß - <strong>und</strong> drehen uns beim vierten Schritt eine<br />

Vierteldrehung zur Seite BC. Die Aktion wird solange mit einer Viertelumdrehung<br />

wiederholt, bis unser Blick wieder auf der Seite ABruht.<br />

b) Wiederholung mit einer halben Drehung: Blick auf AB, nach halber Drehung CD <strong>und</strong><br />

wieder nach halber Drehung AB<br />

c) Danach vorherige Schritte kürzen auf einen Schritt: Also Schritt <strong>und</strong> dann halb drehen.<br />

d) Zum Abschluss der Übung versuchen: Schritt <strong>und</strong> sofort eine ganze Drehung <strong>und</strong> noch<br />

mal ....<br />

Fragen: Welche Erfahrungen werden beim Drehen gemacht Worauf muss bei einer ganzen<br />

Drehung besonders geachtet werden<br />

In diesem Teil werden die Kinder an eine ganze Drehung mit dem eigenen Körper herangeführt.<br />

Es ist darauf zu achten, dass die Kinder mit geradem Rücken drehen. Das Bild, dass durch den<br />

Rücken eine gedachte senkrechte Achse verläuft, kann zum leichteren Drehen beitragen.<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 6


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

3. Freiwillige Tanzkreation auf dem Quadrat<br />

Zum Ausklang der Doppelst<strong>und</strong>e können die Kinder nun noch einmal die gelernten<br />

geometrischen Erkenntnisse wiederholen. Die Kinder versuchen, kreativ Schrittbilder mit den<br />

geometrischen Elementen zu entwerfen, diesmal mit Musik. Je nach Gruppe <strong>und</strong> Begeisterung<br />

folgen drei mögliche Aufgabenstellungen. Es soll möglichst nur eine Aufgabe ausgewählt<br />

werden, in der alle behandelten Elemente (Strecke, Diagonale, Drehung) vorkommen.<br />

a) „Quadrat-Improvisation“ mit den gelernten Elementen: Es kann in Kleingruppen, max.<br />

vier Kinder oder alleine ein kleiner Tanz entwickelt werden.<br />

b) Gemeinsame Tanzfolge: Falls die Hemmungen zu groß sind, kann in der Gruppe<br />

gemeinsam nach vorgegebenen Schritten zu einer einfachen Popmusik getanzt werden.<br />

c) Für Bewegungsunlustige: Für diejenigen, die keinen Spaß an der Bewegung finden, ist<br />

die folgende Aufgabe: Es soll ein Labyrinth in einem Quadrat auf Kästchenpapier<br />

gezeichnet werden, das zu einem Schatz führt (auch hier Verwendung von Diagonalen,<br />

Strecken, Drehung).<br />

Mit dieser abschließenden tänzerischen Übung, in der die erarbeiteten Elemente kreativ zu<br />

Musik variiert werden, erfahren die SchülerInnen noch einmal den Zusammenhang zwischen<br />

Mathematik/ Geometrie <strong>und</strong> Umwelt/ eigenem Körper.<br />

Da die Unterrichtseinheit für die Kursphase konzipiert wurde, ist sie lehrerzentriert ausgerichtet<br />

<strong>und</strong> kann nur eingeschränkt für die Freiarbeit verwendet werden.<br />

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Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 7


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Lernziele<br />

Grobziele:<br />

<br />

<br />

Erkennen symmetrischer Figuren<br />

Spiegeln von Figuren(-teilen)<br />

Drehen einfacher Figuren bei Drehwinkel von 90°, 180°, 270° <strong>und</strong> 360°<br />

<br />

Feinziele:<br />

operative Durchdringung der geometrischen Erkenntnisse durch Bewegung<br />

Die Schüler sollen<br />

1. quadratisches Papier falten <strong>und</strong> eine symmetrische (Halb-)Figur ausschneiden<br />

2. achsensymmetrische Begriffe kennenlernen<br />

3. symmetrische <strong>und</strong> nicht-symmetrische Bewegungen mit dem eigenen Körper<br />

durchführen<br />

4. achsensymmetrische Figuren erkennen<br />

5. achsengeb<strong>und</strong>ene Figuren sowie Punkte <strong>und</strong> nicht achsengeb<strong>und</strong>ene Figuren im<br />

Gitternetz an einer oder zwei Achsen spiegeln<br />

6. ein Quadrat mit Seiten(-halbierenden) <strong>und</strong> Diagonalen durch Bewegung mit Partnern (vier<br />

Paare) erfahren<br />

7. den Mittelpunkt des Quadrates in Gruppenarbeit ermitteln<br />

8. Uhrzeiten ablesen <strong>und</strong> den Begriff Drehpunkt kennenlernen<br />

9. Drehungen mit dem eigenen Körper durchführen <strong>und</strong> die Drehrichtung benennen<br />

10. Zusammenhang zwischen Drehungen erkennen <strong>und</strong> benennen<br />

11. Drehungen gedanklich nachvollziehen <strong>und</strong> verbalisieren<br />

12. Drehungen auf dem Arbeitsblatt selbständig durchführen, Drehpunkt <strong>und</strong> Drehrichtung<br />

erkennen<br />

13. die gewonnenen Erkenntnisse selbständig auf andere Objekte übertragen <strong>und</strong> kreativ<br />

weiterentwickeln<br />

14. Drehungen nach Anweisung mit dem eigenen Körper durchführen<br />

15. bei der Drehung sich eine gedachte senkrechte Achse durch den Körper bewusstmachen<br />

16. Schrittbilder mit den erarbeiteten geometrischen Elementen kreativ zu Musik entwickeln.<br />

Unterstützung durch den Computer zum Vertiefen <strong>und</strong> Anwenden:<br />

- Cornelsen Software: Schülerprogramm "Elly" (<strong>Symmetrie</strong>, Winkel, Netze)<br />

- Zum Downloaden:<br />

www.swin.de/user/hein<br />

"Koordina" (Koordinatensystem)<br />

"Wtangram"<br />

(Neuversionen der gleichnamigen Programme der Zentralstelle für Computer im Unterricht<br />

Augsburg)<br />

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Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 8


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Hinweis auf „Igel-Programm“: „http://www.mathematikunterricht.de/Gr<strong>und</strong>schule/gs.htm<br />

Zeichenprogramm (Spiegelung, Drehung im Gitternetz, Flächenvergleich,<br />

Wachstum von Flächen <strong>und</strong> Rauminhalt).<br />

Unterrichtsmaterial<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

quadratisches Origamipapier, Schere für jeden Schüler, evtl. Kleber<br />

Folien, Arbeitsblätter, Schreibzeug, Lineal, Geodreieck<br />

bewegliche Pappzeiger zur Demonstration; evtl. r<strong>und</strong>er Bierdeckel zur Demonstration<br />

je 4 große farbige Pappquadrate A, B, C, D zur Kennzeichnung der Eckpunkte des<br />

Bodenquadrates<br />

Seil, Schnur, Meterstab als evtl. einzusetzende Hilfsmittel zur Bestimmung des<br />

Schnittpunktes der diagonalen <strong>Symmetrie</strong>achsen im Bodenquadrat<br />

je ein bunter Pappkreis zur Kennzeichnung des Drehpunktes/ Quadratmittelpunktes<br />

Kassettenrekorder/ CD <strong>und</strong> rhythmische Musik<br />

Literaturhinweis<br />

Radatz, H. <strong>und</strong> Rickmeyer, K.: "Handbuch für den Geometrieunterricht an Gr<strong>und</strong>schulen"<br />

Schroedel-Verlag, Hannover 1991<br />

Goigner H.: "Drehungen an geometrischen Figuren" in "Lehrerjournal,<br />

Gr<strong>und</strong>schulmagazin", Oldenbourg-Verlag, München, Heft 1/ 1987<br />

Bildnachweis<br />

S. 12: aus Radatz/Rickmeyer, s.o., S. 80<br />

S. 28: aus Radatz/Rickmeyer, s.o. S. 90-91<br />

Lösungen zu S. 28:<br />

Auf der Tafel steht 3 x 3 = 8 + 1.<br />

Uhrzeiten: 9.15, 10.15, 11.15, 12.15, 1.15 <strong>und</strong> 2.15 Uhr (die Stellung des St<strong>und</strong>enzeigers stimmt nicht<br />

genau, er müsste etwas weiter vorgerückt sein).<br />

6.00, 5.00, 4.00, 3.00, 2.00 <strong>und</strong> 1.00 Uhr.<br />

Folgende Annahmen liegen diesen Ergebnissen zugr<strong>und</strong>e:<br />

- Die Aufhängung ist immer oben an der selben Stelle<br />

(man könnte die Aufhängung ja auch auf der jeweils neuen Spiegelachse annehmen, dann wären andere Uhrzeiten<br />

abzulesen)<br />

Der St<strong>und</strong>enzeiger auf der Zeichnung ist in den gespiegelten Bildern der Minutenzeiger (würde er der St<strong>und</strong>enzeiger<br />

bleiben, bekäme man andere Uhrzeiten: 2.45, 2.50, 2.55, 3.00, 3.05 <strong>und</strong> 3.10 Uhr. Er dürfte seine jeweilige Zahl<br />

noch nicht ganz erreicht haben bzw. müsste etwas vorgerückt sein)<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 9


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Verlaufsplanung / Teil I - Achsensymmetrie <strong>und</strong> Quadrat<br />

Zeit Nr. des Lernziels Lerninhalt<br />

Unterrichtsform<br />

Material<br />

10 Minuten<br />

1, 2<br />

Falten der <strong>Symmetrie</strong>achsen im<br />

Quadrat, Ausschneiden einer<br />

symmetrischen Figur<br />

Begriffe "symmetrisch,<br />

<strong>Symmetrie</strong>achse, Diagonale"<br />

Schülerversuch<br />

Unterrichtsgespräch<br />

(Origami) Papierquadrat für jeden<br />

Schüler, Schere, evtl. Kleber<br />

3 Nicht symmetrische Bewegungen mit<br />

dem eigenen Körper<br />

Partnerarbeit<br />

15 Minuten<br />

4<br />

Benennen symmetrischer Figuren <strong>und</strong><br />

Einzeichnen der <strong>Symmetrie</strong>achse(n)<br />

entdeckendes, selbsttätiges<br />

Lernen<br />

Folie 1<br />

Arbeitsblatt 1<br />

5 Zeichnen von Spiegelbildern Arbeitsblatt 2, 2a-b als Differenzierung<br />

(Geodreieck)<br />

20 Minuten<br />

6<br />

Eckpunkte des Quadrats kennenlernen<br />

<strong>und</strong> die<br />

(halben) Seiten abschreiten<br />

Gruppenarbeit im<br />

Klassenraum<br />

(Tische am Rand)<br />

Quadrat auf dem Boden markieren<br />

Pappquadrat (Buchstaben) zum<br />

Markieren der Eckpunkte<br />

6, 7<br />

Diagonalen im Quadrat<br />

Mittelpunkt im Quadrat kennenlernen<br />

Gruppenarbeit im<br />

Klassenraum<br />

(Tische am Rand)<br />

Pappkreis (bunt) zum Markieren des<br />

Quadratmittelpunkts<br />

„Hilfsmittel“ für Diagonalen<br />

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 10


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Verlaufsplanung / Teil II – Drehsymmetrie<br />

Zeit Nr. des Lernziels Lerninhalt<br />

Unterrichtsform<br />

Material<br />

8<br />

9<br />

5 Minuten<br />

10<br />

11<br />

10 Minuten<br />

12<br />

5 Minuten 13<br />

Benennen der Uhrzeiten viertel nach,<br />

halb, dreiviertel;<br />

Begriffe "Drehung, Drehpunkt"<br />

Drehbewegungen mit dem eigenen<br />

Körper<br />

Begriff "Drehrichtung", Zusammenhang<br />

zwischen Links- <strong>und</strong> Rechtsdrehungen<br />

Drehungen des Uhrzeigers symbolisch<br />

lösen<br />

Drehungen am Quadrat, an<br />

geometrischen Figuren durchführen<br />

Anregungen zu Experimenten mit dem<br />

Taschenspiegel ( evtl. als Weiterarbeit<br />

zu Hause)<br />

Unterrichtsgespräch Uhr (Folie 2 Nr. 1)<br />

Pappzeiger<br />

entdeckendes, selbsttätiges<br />

Lernen<br />

Unterrichtsgespräch<br />

selbsttätiges Lernen Folie 2 Nr. 2<br />

Arbeitsblatt 3<br />

Unterrichtsgespräch<br />

entdeckendes Lernen<br />

Arbeitsblatt 4, Arbeitsblatt 5 als<br />

zusätzliche Differenzierung<br />

(Geodreieck, Lineal)<br />

Arbeitsblatt 6<br />

(randloser) Taschenspiegel<br />

25 Minuten 14, 15 Drehung als gelenkte Bewegung<br />

Einzelarbeit mit allen Schülern<br />

im Klassenraum<br />

(Tische am Rand)<br />

eigener Körper<br />

rhythmische Musik<br />

16 Freiwillige Tanzkreation<br />

Einzel- oder<br />

Kleingruppenarbeit im<br />

Klassenraum<br />

(Tische am Rand)<br />

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 11


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Folie 1<br />

1. Achsen- <strong>und</strong> Drehsymmetrie in der Umwelt<br />

2. Welche Buchstaben sind symmetrisch<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 12


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Arbeitsblatt 1<br />

1. Welche Gegenstände sind achsensymmetrisch<br />

Zeichne die <strong>Symmetrie</strong>achse(n) rot ein!<br />

2. Zeichne alle möglichen <strong>Symmetrie</strong>achse(n) rot ein!<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 13


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Lösung zu Arbeitsblatt 1<br />

1. Welche Gegenstände sind achsensymmetrisch<br />

Zeichne die <strong>Symmetrie</strong>achse(n) rot ein!<br />

2. Zeichne alle möglichen <strong>Symmetrie</strong>achse(n) rot ein!<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 14


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Arbeitsblatt 2<br />

1. Ergänze die Spiegelbilder!<br />

2. Spiegele die angegebenen Punkte an der <strong>Symmetrie</strong>achse <strong>und</strong> bestimme ihre<br />

Koordinaten sowie die der Spiegelpunkte*!<br />

A ( / ), B ( / ), C ( / ), D ( / )<br />

Die neuen Punkte haben folgende Koordinaten:<br />

A* ( / ), B* ( / ), C* ( / ), D* ( / )<br />

1. Verbinde nun die Punkte AD*BC <strong>und</strong> wieder A mit jeweils einer Linie!<br />

2. Trage den Punkt E (2,5/ 10) ein <strong>und</strong> verbinde ihn mit B <strong>und</strong> D*!<br />

3. Was ist entstanden ____________________________ (Ergänze auch die Zeichnung!)<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 15


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Lösung zu Arbeitsblatt 2<br />

1. Ergänze die Spiegelbilder!<br />

2. Spiegele die angegebenen Punkte an der <strong>Symmetrie</strong>achse <strong>und</strong> bestimme ihre<br />

Koordinaten sowie die der Spiegelpunkte*!<br />

A ( 1/ 4), B ( 4/ 8), C ( 4/ 4), D ( 8/ 1)<br />

A* ( 4/ 1), B* ( 8/ 4), C* ( 4/ 4), D* ( 1/ 8)<br />

Was ist entstanden ___________Haus oder Rakete__________________<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 16


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Arbeitsblatt 2a<br />

Nun geht’s ans Konstruieren:<br />

Wir spiegeln an zwei parallelen <strong>Symmetrie</strong>achsen. Dazu brauchst du ein<br />

Geodreieck.<br />

Spiegele die angegebenen Punkte hintereinander an den <strong>Symmetrie</strong>achsen a <strong>und</strong><br />

b, bestimme dann die Koordinaten der Spiegelpunkte **!<br />

(Der Punkt P verdeutlicht den Vorgang der Spiegelung.)<br />

Die neuen Punkte haben folgende Koordinaten:<br />

A** ( / ), B** ( / ), C** ( / ), D** ( / )<br />

Verbinde nun die Punkte ABCD, A*B*C*D* <strong>und</strong> A**B**C**D** miteinander!<br />

Was ist entstanden ___________________________________<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 17


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Lösung zu Arbeitsblatt 2a<br />

Hier die Lösung:<br />

Eine Spiegelung an zwei parallelen Achsen (hier a <strong>und</strong> b) kann auch als<br />

eine Verschiebung um den doppelten Abstand zwischen den beiden<br />

Achsen senkrecht zu diesen angesehen werden.<br />

ABCD A**B**C**D**<br />

Die neuen Punkte haben folgende Koordinaten:<br />

A** ( 9,5/ 8), B** ( 8,5/ 6,5), C** ( 9,5/ 4), D** ( 10,5/ 6,5)<br />

Was ist entstanden __Drachen_______________________________<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 18


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Arbeitsblatt 2b<br />

Wir spiegeln an senkrechten Achsen:<br />

Als Beispiel dient dir der Punkt A, dessen Spiegelung an den Achsen a <strong>und</strong> b unten in<br />

der Zeichnung dargestellt ist.<br />

Spiegele zuerst den Punkt B (mit grünem Stift) <strong>und</strong> dann die Strecke CD (mit rotem<br />

Stift) an den beiden Achsen a <strong>und</strong> b!<br />

Beachte dabei bitte Folgendes:<br />

1. Spiegele immer erst an a <strong>und</strong> dann an b! Achte dabei nur auf die eine Achse <strong>und</strong> „vergiss“ kurz die<br />

andere, damit du nicht durcheinander kommst!<br />

2. Eine Strecke spiegelt man, indem man beide Punkte nacheinander spiegelt.<br />

3. Beschrifte die entstandenen Spiegelpunkte sofort mit * bzw. **<br />

4. Für das Beispiel A A* A** sind gestrichelte Hilfslinien eingezeichnet.Trage bei deinen Spiegelungen<br />

bitte nicht Hilfslinien ein, denn sonst wird es zu unübersichtlich.<br />

Verbinde anschließend BCD (grün) <strong>und</strong> B**C**D** (rot)!<br />

Was entsteht _________________________<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 19


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Lösung zu Arbeitsblatt 2b<br />

Lösung:<br />

Eine Spiegelung an zwei sich senkrecht in Z schneidenden Achsen<br />

(hier a <strong>und</strong> b) kann auch als eine Drehung um 180° (Punktspiegelung mit<br />

Zentrum Z) angesehen werden.<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 20


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Folie 2<br />

1. Drehungen an der Uhr<br />

12<br />

9 3<br />

6<br />

2. Drehungen am Quadrat<br />

A<br />

B<br />

C<br />

D<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

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<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Arbeitsblatt 3<br />

1. Wir drehen an der Uhr. Ergänze die fehlenden Zahlen!<br />

12<br />

9 3<br />

6<br />

3<br />

9<br />

11<br />

2<br />

6<br />

8<br />

12<br />

5<br />

7<br />

1 10 4<br />

2. Drehe das Quadrat!<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 22


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Lösung zu Arbeitsblatt 3<br />

(Folie für die 3.Klasse)<br />

1. Wir drehen an der Uhr. Ergänze die fehlenden Zahlen!<br />

12<br />

3<br />

12<br />

11<br />

8<br />

9 3<br />

9<br />

3<br />

2<br />

11<br />

6<br />

6<br />

9<br />

8<br />

11<br />

12<br />

6<br />

5<br />

11<br />

7<br />

1 10 4<br />

2. Drehe das Quadrat!<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 23


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Arbeitsblatt 4<br />

1. Drehe das Muster jeweils um eine Vierteldrehung um den Mittelpunkt weiter<br />

<strong>und</strong> male richtig an!<br />

2. Drehe nach Vorschrift!<br />

3. Bestimme Drehpunkt <strong>und</strong> Drehrichtung!<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 24


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Lösung zu Arbeitsblatt 4 (als Folie)<br />

1. Drehe das Muster jeweils um eine Vierteldrehung um den Mittelpunkt weiter<br />

<strong>und</strong> male richtig an!<br />

2. Drehe nach Vorschrift!<br />

3. Bestimme Drehpunkt <strong>und</strong> Drehrichtung!<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 25


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit<br />

Arbeitsblatt 5 (für die 4. Klasse)<br />

Du kannst auch Gegenstände drehen:<br />

Durch die Drehung entsteht ein sogenannter „Dreh- oder Rotationskörper“, den<br />

man immer besser erkennen kann, je schneller man den Gegenstand dreht.<br />

1. Bei der Drehung eines Lineals entstehen zwei Drehkörper:<br />

Stelle es auf die schmale Seite <strong>und</strong> drehe es; dadurch entsteht ein<br />

_______________________________________________________.<br />

Stecke einen Stift in das vorhandene Loch <strong>und</strong> drehe das Lineal; nun<br />

entsteht ein<br />

______________________________________________.<br />

2. Denke an einen r<strong>und</strong>en Bierdeckel, stelle ihn in Gedanken auf die<br />

schmale Kante <strong>und</strong> drehe ihn!<br />

Wie heißt der entstandene Drehkörper _______________________<br />

3. Nimm ein Geodreieck, stelle es auf eine der schmalen Spitzen<br />

<strong>und</strong> drehe es!<br />

Dabei entsteht ein _______________________________________.<br />

(Denke an die geometrischen Körper bei den „Achteckern“!)<br />

4. Welche Körper entstehen, wenn du die Flächen um die Achse drehst Zeichne<br />

die Körper bzw. Flächen daneben!<br />

4<br />

3<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 26<br />

6


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Lösung zu Arbeitsblatt 5<br />

(für die 4.Klasse)<br />

Du kannst auch Gegenstände drehen:<br />

Durch die Drehung entsteht ein sogenannter „Dreh- oder Rotationskörper“, den<br />

man immer besser erkennen kann, je schneller man den Gegenstand dreht.<br />

1. Bei der Drehung eines Lineals entstehen zwei Drehkörper:<br />

Stelle es auf die schmale Seite <strong>und</strong> drehe es; dadurch entsteht ein<br />

_________________Zylinder______________________________.<br />

Stecke einen Stift in das vorhandene Loch <strong>und</strong> drehe das Lineal; nun<br />

entsteht ein<br />

_________Zylinder_____________________________.<br />

2. Denke an einen r<strong>und</strong>en Bierdeckel, stelle ihn in Gedanken auf die<br />

schmale Kante <strong>und</strong> drehe ihn!<br />

Wie heißt der entstandene Drehkörper<br />

Kugel_____________<br />

3. Nimm ein Geodreieck, stelle es auf eine der beiden schmalen Spitzen<br />

<strong>und</strong> drehe es!<br />

Dabei entsteht ein ____Doppelkegel_____________________.<br />

(Denke an die geometrischen Körper bei den „Achteckern“!)<br />

4. Welche Körper entstehen, wenn du die Flächen um die Achse drehst Zeichne<br />

die Körper bzw. Flächen daneben!<br />

Zylinder<br />

4<br />

Zylinder mit aufgesetztem<br />

Kegel<br />

Kegel<br />

Kugel<br />

3<br />

Doppelkegel<br />

6<br />

Doppelkegel<br />

______________________________________________________________________________________________<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 27


<strong>St<strong>und</strong>enbild</strong>: Geometrie / <strong>Symmetrie</strong> <strong>und</strong> Körperarbeit Arbeitsblatt 6<br />

Knobeleien mit dem (randlosen) Taschenspiegel<br />

Schiebe den senkrechten<br />

Spiegel auf der Uhr hin <strong>und</strong><br />

her! Was siehst Du<br />

Setze den Spiegel an <strong>und</strong> lies!<br />

Ergänze das fehlende Eck!<br />

Versuche, den Regenwurm zu verlängern<br />

bzw. zu verkürzen! Kannst Du ihn auch um<br />

die Ecke kriechen lassen<br />

Stelle den Spiegel so auf, daß Du 1, 2,<br />

3, 4 oder sogar 8 <strong>und</strong> 10 Kreise<br />

siehst!<br />

Laß das Mädchen lachen<br />

<strong>und</strong> weinen!<br />

Schaue Dir den Herrn vor<br />

<strong>und</strong> nach der Rasur an!<br />

Lege deinen Spiegel auf den<br />

<strong>und</strong> strahle ihn mit einer Taschenlampe<br />

an! Versuche nun den Lichtstrahl<br />

so umzulenken, daß er ein<br />

(gedachtes) Quadrat an der Wand<br />

trifft!<br />

Überlege dir noch andere Knobeleien mit dem Spiegel! Viel Spaß dabei!<br />

Beate Hofmann <strong>und</strong> Thorsten Paetzold S9 - 28

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