OpenSource4School/Lernumgebungen zu Mathe mit Hund/Detektivarbeit

Name der Lernumgebung

Detektivarbeit mit Hund - Bearbeitung mathematischer Problemstellungen im Zuge des Saargenten-Programms

Kurzbeschreibung der Lernumgebung

Die Schüler*innen absolvieren an diesem Morgen gemeinsam mit den Studierenden die Ausbildung zum Mathe-Saargenten. Dabei müssen sie einige Herausforderungen bewältigen, Rätsel lösen und am Ende das Zahlenschloss knacken, um eine Kiste zu öffnen. Sie nutzen die dazu eingerichteten Agentenbüros sowie Agentenausweise. Von der letzten Gruppe bekommen sie dann die Belohnung sowie eine Urkunde, die sie zum Mathe-Saargenten auszeichnet.

Zu Beginn der Lernumgebung lernen sich die Schüler*innen zunächst gegenseitig kennen, indem sie Detektivausweise ausfüllen und diese untereinander anhand der vorhandenen Eigenschaften zuordnen. Folglich lösen die Schüler*innen bereits ihr erstes Rätsel und finden dabei heraus, wer das letzte Mitglied ihrer Agentengruppe bildet. Dafür nutzen sie Schwarzlicht, um die Schrift auf dem Agentenausweis sichtbar zu machen und so enthüllen sie Yuki als Agentenhund. Bevor sie auf den Agentenhund treffen, erarbeiten sich die Schüler*innen zunächst die Regeln im Umgang mit Yuki. Diese werden gemeinsam auf einem Plakat festgehalten, welches während der gesamten Lernumgebung für die Gruppe ersichtlich ist.

Im zweiten Teil der Lernumgebung werden diese Regeln spielerisch wiederholt. Hierbei suchen die Schüler*innen verschiedene Satzhälften im Didaktiklabor und fügen diese gemeinsam zusammen. Nun treffen sie erstmalig auf Yuki und erhalten Zeit, um sich aneinander zu gewöhnen. Die Motivation sich als Agententeam einzuspielen, wird fortgesetzt, indem sie verschiedene Tricks mit Yuki lernen und anwenden. Außerdem wird die Gruppenzusammengehörigkeit mit einem Spiel gestärkt, bei dem Leckerlis von Kind zu Kind mit einer Zange weitergegeben werden. Wenn das Leckerli herunterfällt, darf Yuki sich es nehmen.

Der dritte Teil der Lernumgebung beginnt im Sinne des roten Fadens mit einer Geschichte, die das erste größere mathematische Rätsel einleitet. In diesem Teil hält sich Yuki im Hintergrund, da es sich um eine Ruhephase für den Hund handelt. Die Schüler*innen überlegen eigenständig und enaktiv in ihren Agentenbüros, wie sechs Felder eines quadratischen Pop-its so eingedrückt werden können, dass alle Reihen und Spalten eine gerade Anzahl ergeben. Im Sinne der guten Aufgaben im Mathematikunterricht können die verschiedenen Lösungswege und Ergebnisse auf einem Arbeitsblatt skizziert und verglichen werden. Sobald sie das Rätsel gelöst haben, erhalten sie die erste von drei Zahlen, um den Abschlusscode zu knacken.

In der vierten Phase der Lernumgebung findet eine Schnitzeljagd statt, denn die Agentengruppe ist so eingespielt, dass die Komplexität des Rätsellösens gesteigert werden kann. Durch Bilder finden die Schüler*innen den Ort der Rätsel, welche sich vor dem Gebäude und in der Eingangshalle des Gebäudes befinden. Der Ortswechsel bietet sich insofern an, als die Lernenden das Führen des Hundes an der Leine erproben können. Im ersten Rätsel der Schnitzeljagd assistiert Yuki, indem die gemeinsam gefundene Lösung haptisch vor dem Gebäude visualisiert wird. Das Rätsel fördert zudem die mathematischen Kompetenzen der Schüler*innen, da sie 14 Säckchen auf einem quadratischen Feld logisch anordnen müssen. Sie müssen auch hier erneut beachten, dass die Säckchen in Spalten und Reihen eine genaue Anzahl bilden. Beim zweiten Rätsel werden die Körpergrößen aller Gruppenmitglieder, einschließlich der Größe Yukis, mit verschiedenen Messinstrumenten bestimmt. Anschließend errechnen die Schüler*innen gemeinsam den Durchschnitt der Körpergröße der Gruppe. Folglich erhalten die Schüler*innen im vierten Teil der Lernumgebung zwei weitere Zahlen für den Abschlusscode.

Die letzte Phase der Lernumgebung beginnt mit einer Reflexion des Umgangs mit dem Agentenhund Yuki und einer Besprechung der durchgeführten Rätsel. Dabei wirft je ein*e Schüler*in den Reflexionswürfel und äußert sich zu dem gewürfelten Impuls. Danach löst die Agentengruppe das Abschlussrätsel, bei dem sie überlegen, wie viele Möglichkeiten es gibt, die drei zuvor gefundenen Lösungszahlen in eine Reihenfolge zu bringen. Dieses kombinatorische Rätsel bringt die Schüler*innen auf die letzte Ziffer des Zahlencodes. Als Abschluss öffnen die Schüler*innen gemeinsam das Schloss der Schatzkiste und finden somit ihre Belohnung. Auch der Agentenhund Yuki wird belohnt, indem die Schüler*innen ihren Lieblingstrick mit diesem durchführen und ihm ein verdientes Leckerli übergeben. Die Agentengruppe hat nun erfolgreich die Prüfung zum Mathe-Saargenten absolviert, sodass jede*r Schüler*in eine Urkunde überreicht bekommt.

Ungefährer Zeitbedarf zur Durchführung

Die Lernumgebung wurde für insgesamt zweieinhalb Stunden mit einer zusätzlichen, halbstündigen Pause geplant. Hierbei teilt sich die Zeit gleichmäßig auf die fünf Phasen der Lerneinheit auf – jede der Phasen umfasst etwa 30 Minuten. Die dreißigminütige Pause kann als Zeitpuffer genutzt werden, falls für die Arbeitsphase mehr Zeit benötigt wird.

Adressaten der Lernumgebung

Die Lernumgebung ist für Grundschüler*innen der dritten und/oder vierten Klassenstufe konzipiert. Dabei werden insbesondere mathematisch begabte Schüler*innen adressiert, die zudem Spaß und Freude am Knobeln und Prob- lemlösen zeigen. Dennoch kann der Schwierigkeitsgrad der Aufgaben so variiert werden (indem z.B. Tippkarten zur qualitativen Differenzierung genutzt werden oder die zeitliche Planung angepasst wird), dass die Lernumgebung in einer heterogenen Lerngruppe eingesetzt werden kann. Auch die Gruppengröße kann variiert werden. Da die Kinder jedoch gemeinsam mit einem Hund arbeiten, sind kleinere Lerngruppen vorteilhaft. Außerdem sollten die Schüler*innen offen für den Umgang mit Hund sein. Die Gruppengröße sollte in einem ungefähren Rahmen von 3-10 Schüler*innen liegen.

Teil 1: Regeln für den Umgang mit Hund und Kennenlernen

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Teil 2: Annäherung an der Hund

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Teil 3: Offene Aufgabe

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Teil 4: Aufgabe mit Hund

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Teil 5: Ergebnissicherung

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