Lehrstuhl für Mathematik und ihre Didaktik Walter Olbricht, Doris ...

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4 1. Eckdaten Vor der ausführlicheren Darstellung des Evaluationsprojekts sollen noch kurze Hintergrundinformationen über dynamische Mathematik und die Projektziele erläutert werden. 1.1. Hintergrund Dynamische Mathematik Traditionelle Arbeitsmedien im Mathematikunterricht sind das Schülerheft, das Lehrbuch und die Tafel, gelegentlich auch der Overhead-Projektor oder Arbeitsblätter. Dynamische Mathematik erweitert dieses Spektrum um den Computer als Werkzeug. Die Schüler können am Bildschirm mathematische Konstruktionen selbst erstellen oder fertige Konstruktionen als Ausgangspunkt für eigenständiges Experimentieren, Forschen und Entdecken nehmen. Dazu dient die dynamische Mathematiksoftware GEONExT als Konstruktionswerkzeug in der Geometrie und durch das integrierte Computer-Algebra- System kann sie auch in der Analysis und Algebra eingesetzt werden (Ehmann 2004, Miller 2004). Die dynamische Mathematik bietet Visualisierungsmöglichkeiten durch bewegliche Konstruktionen, die traditionelle Unterrichtsmedien nicht leisten können. Interaktive Konstruktionen, die von den Schülern am Bildschirm dynamisch variiert werden können, in Verbindung mit Text, Bildern, Links und anderen Web-Elementen werden als dynamische Arbeitsblätter bezeichnet. Der Computer und diese Unterrichtsmaterialien sind Werkzeuge, die eigenständiges Arbeiten der Schüler mit mathematischen Inhalten, gemeinschaftliches Forschen und Begründen sowie kooperatives Präsentieren und Diskutieren erarbeiteter Resultate anregen sollen (Miller, Ulm 2006). Einsatz dynamischer Arbeitsblätter im Mathematikunterricht Folgt man dem konstruktivistischen Verständnis von Lernprozessen, müssen Schüleraktivitäten im Unterricht angeregt werden. Dynamische Arbeitsblätter bieten dazu einen möglichen Rahmen. Die Schüler sind gefordert, sich eigenständig mit den Problemstellungen und Arbeitsaufträgen auseinander zu setzen und eigene Lernwege zu gehen. Der Computer und die eingesetzte Unterrichtssoftware dienen dabei als Werkzeuge, um eigenständiges Arbeiten der Schüler mit mathematischen Inhalten, gemeinschaftliches Forschen und Entdecken, Argumentieren und Begründen sowie kooperatives Präsentieren und Diskutieren erarbeiteter Resultate anzuregen. Diese Prinzipien lassen sich in das didaktische Konzept von Gallin und Ruf (1998) einbinden, die eine dreistufige Konzeption als Arbeitsform entwerfen. In der ersten Phase (ICH-Phase) macht sich jeder Schüler mit der Aufgabenstellung der dynamischen Arbeitsblätter vertraut. Die Arbeitsaufträge fordern auf zum Experimentieren, Beobachten und Entdecken. Anschließend (DU-Phase) tauschen die Lernenden in Partnerarbeit oder in Kleingruppen ihre Ideen und Ergebnisse aus. Gemeinsam wird tiefer in die Problemlösung vorgedrungen. Abschließend (WIR-Phase) präsentieren die Arbeitsgruppen im Klassenplenum ihre Resultate und diskutieren diese. Unter Leitung der Lehrkraft wird ein gemeinsames Ergebnis erarbeitet. Zur Dokumentation der Experimente und Gedankengänge, empfiehlt es sich diese schriftlich zu fixieren. Parallel zur Tätigkeit am Computer mit dynamischen und somit flüchtigen Ergebnissen sollten die Schüler in einem Heft oder auf einem Arbeitsblatt aussagekräftige Figuren skizzieren, Beobachtungen notieren, Vermutungen formulieren, Begründungen aufschrieben und persönliche Eindrücke festhalten. Dadurch soll eine intensive Auseinandersetzung mit den Aufgabenstellungen bewirkt werden und zugleich eine gewisse Nachhaltigkeit des Lernprozesses initiiert werden. Derartige Aspekte sollten bei der Konzeption des Unterrichts mit dynamischen Arbeitsblättern berücksichtigt werden (Baptist 2004). Die dynamischen Arbeitsblätter, die mehrheitlich evaluiert wurden, haben als Zielgruppe die Sekundarstufe – hier vor allem die 7. und 8. Jahrgangsstufe. Besonders für die siebte und achte Jahrgangsstufe liegt umfangreiches Unterrichtsmaterial in Form dynamischer Arbeitsblätter vor (Baptist 2004). Der Erhebungsbogen bietet aber auch Lehrkräften die Möglichkeit selbst konzipierte dynamische Arbeitsblätter von den Schülern bewerten zu lassen. Die Gesamtergebnisse ihrer Befragung können von den Lehrkräften innerhalb des Kursverwaltungssystems moodle automatisiert ausgewertet werden. Dazu lassen sich Grafiken mit den Ergebnissen ihrer Gruppe generieren. Bei der durchgeführten Untersuchung wurden folgende Themen dynamischer Arbeitsblätter bearbeitet. Dabei ist anzumerken, dass vier Themenkreise von mindestens zwei Gruppen bzw. Klassen bearbeitet und bewertet wurden.
80 70 60 50 40 30 20 10 0 Mathematik in der Kunst Dynamische Arbeitsblätter - Schüleranzahl 3 5 7 Goldener Schnitt 15 19 19 Vierecke Sehnen-Tangenten-Winkel Parabeln Strahlensatz 23 24 24 Abbildung 1 Dynamische Arbeitsblätter und Schüleranzahl 27 34 43 50 Umfangswinkelsatz Dreiecke Grunderfahrung Vierecke und Billard Pythagoras Thales 1.2. Projektziele In Anlehnung an Helmke (2003) beinhaltet das Evaluationskonzept von GEONExT folgende Bestandteile: • eine systematische Erfassung • des Einsatzes von dynamischen Arbeitsblättern im Mathematikunterricht der Sekundarstufe • verglichen mit den Erwartungen • mit dem Ziel der Verbesserung der dynamischen Arbeitsblätter und Empfehlungen für den Einsatz dynamischer Arbeitsblätter im Unterricht. Mit der Evaluation der mit GEONExT erstellten dynamischen Arbeitsblätter werden folgende Ziele verfolgt: • Rückmeldungen aus der Praxis zum Einsatz der dynamischen Arbeitsblätter Hierbei geht es darum eine Bestandsaufnahme zum Unterricht mit dynamischen Arbeitsblättern zu erhalten. Im Mittelpunkt des Interesses steht es dabei zu erfassen, wie Anwender mit GEONExT umgehen. • Qualitätssicherung der dynamischen Arbeitsblätter Durch Rückmeldungen über die dynamischen Arbeitsblätter sollen Möglichkeiten gefunden werden, diese optimieren zu können. • Bedingungs-Wirkungsmuster Von Schülern werden ihre Einstellungen zu Computereinsatz in der Schule und ihre generellen Haltungen zum Mathematikunterricht in der Schule (in Verbindung mit dem Einsatz dynamischer Arbeitsblätter) erfragt. • Ableitung von Empfehlungen für den Einsatz dynamische Arbeitsblätter im Mathematikunterricht Aufgrund der gefundenen Resultate soll der Unterrichtseinsatz dynamischer Arbeitsblätter optimiert werden. 72 5
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Hier zeigt sich in keiner Skala ein
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7. Abbildungsverzeichnis Abbildung
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Den Themenschwerpunkt der Bayreuthe
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