OpenSource4School/Lernumgebungen zur Informatischen Bildung im Mathematikunterricht der Primarstufe/Das NIM-Spiel (Arithmetik)

Formale Aspekte

Namen der Verfasser der Lernumgebungsdokumentation

Selina Loew, Nathalie Fey

E-Mail-Adressen und Datum

s8seloew@stud.uni-saarland.de; s8nafeyy@stud.uni-saarland.de; 28.02.2022

Inhaltsaspekte

https://scratch.mit.edu/projects/622162796/

Name der Lernumgebung

Arbeiten mit dem Programm „Scratch“ am Beispiel des NIM-Spiels

Kurzbeschreibung der Lernumgebung

In der erarbeiteten Lernumgebung vertiefen die Schüler*innen ihre Kenntnisse des Programms „Scratch“, indem sie eine Version des NIM-Spiels eigenständig programmieren. Inhaltlich lässt sich die Lernumgebung dem Bereich „Zahlen und Operationen“ zuordnen, wobei ebenso der Erwerb informatorischer Grundkenntnisse im Vordergrund steht. Die Schüler*innen durchblicken zunächst die Grundstruktur der Programmierung des NIM-Spiels, indem sie handelnd Abbildungen der Bausteine, welche so auch im Programm „Scratch“ vorzufinden sind, in eine Reihenfolge bringen. Des Weiteren programmieren die Schüler*innen einzelne Elemente des NIM-Spiels selbst anhand von Programmieranleitungen. Das Ziel der Lernumgebung besteht darin, dass die Schüler*innen ein Bewusstsein für Algorithmen entwickeln und erfahren, welche Abläufe hinter programmierten Spielen stecken.

Zu Beginn der Unterrichteinheit wird den Schüler*innen eine Einführungsgeschichte zur thematischen Einbettung präsentiert. Um den Schüler*innen einen Einblick in das Programm “ Scratch“ zu bieten, wird in Plenumsphasen mit dem Smartboard sowie der Software „Scratch“ gearbeitet. Zudem stehen den Schüler*innen in Einzel- und Gruppenarbeitsphasen Tablets zur Verfügung. Ergänzend zu den digitalen Medien wird Tafelmaterial (Abbildungen der Bausteine) zur Veranschaulichung der Programmierreihenfolge verwendet. Darüber hinaus erhalten die Schüler*innen differenzierte Programmieranleitungen sowie Tippkarten, um eigenständig einzelne Elemente programmieren.

Ungefährer Zeitbedarf zur Durchführung

Die Unterrichtsstunde umfasst insgesamt drei Doppelstunden (jeweils 90 Minuten), wobei der zeitliche Rahmen je nach Leistungsniveau der Klasse auch erweitert oder verkürzt werden kann.

Adressaten der Lernumgebung

Die Lernumgebung wurde für eine vierte Klasse konzipiert. Der mathematische Inhalt des NIM-Spiels ist bereits im Kinder-gartenalter verständlich, allerdings liegt der Fokus der Unterrichteinheit auf dem eigenständigen Programmieren, was die Komplexität erhöht. Die Lernumgebung kann in leistungsheterogenen Gruppen eingesetzt werden, wobei differenzierendes Material zur Unterstützung verwendet wird.

Zentrale Aufgabenstellungen und Arbeitsaufträge in der Lernumgebung

Die Unterrichtseinheit gliedert sich in drei Doppelstunden, wovon die erste Doppelstunde als Einführungsstunde dient. Im Einstieg werden zunächst die Strategien des NIM-Spiels wiederholt. „Erinnere dich an unsere letzte Mathestunde. Nenne mir Strategien des NIM-Spiels, die du herausgefunden hast.“ Daran anknüpfend wird den Schüler*innen die Rahmengeschichte rund um Kathy Katze präsentiert. Rahmengeschichte: „Kathy Katze liebt den Matheunterricht und besonders gerne spielt sie Mathespiele. Heute spielt Kathy Katze das NIM-Spiel, das ist nämlich eines ihrer Lieblingsspiele. Aber irgendwie verliert Kathy Katze heute die ganze Zeit. Woran kann das nur liegen? Kathy Katze möchte nun immer gewinnen. Sie schnappt sich ihren Computer und programmiert das Spiel einfach selbst. Kannst du Kathy Katze helfen, das Spiel so zu programmieren, dass sie immer gewinnt?“ Die Rahmengeschichte dient an dieser Stelle als motivierender Einstieg, der die Neugierde der Schüler*innen für die Unterrichtseinheit wecken soll.

Problemstellung: „Hilf Kathy Katze das NIM-Spiel so zu programmieren, dass sie immer gewinnt.“ Anschließend erfolgt eine Wiederholung bzw. Vertiefung in das Arbeiten mit dem Programm Scratch. Dabei wird zunächst das benötigte Spielfeld als Grundlage für die Unterrichtseinheit auf dem Smartboard durch die Lehrperson erklärt. Es ist anzumerken, dass die Schüler*innen dieses nicht selbst programmieren, sondern das Spielfeld wurde im Vorhinein von der Lehrperson erstellt. „Du siehst gerade eine Liste, die unser Spielfeld darstellt. Unser Spielfeld besteht aus insgesamt 10 Kästchen, wie auch unser NIM-Spiel in der letzten Stunde. Ein Kästchen steht immer für die Position, auf der sich der/ die Spieler*in gerade befindet. Die „Spielerposition“ ist eine Variable, d. h. sie steht sowohl für den/ die Spieler*in als auch für Kathy Katze. Wenn Kathy also ein Plättchen legt, dann wird die Variable „Spielerposition“ durch „Kathy Katze“ ersetzt. Legt der/ die Spieler*in ein Plättchen, so wird die Variable „Spielerposition“ durch „Spieler*in“ ersetzt. Dies geht so lange weiter, bis das Spielfeld voll ist und die 10 erreicht wurde.“ Die Lehrperson zeigt den Schüler*innen einzelne Interaktionsblöcke auf Scratch, die in Bezug auf die Variable von Bedeutung sind („Setze Spielerposition auf …“; „Ändere Spielerposition auf Spielfeld um …“) Anschließend sollen die Schüler*innen die Einführung in das NIM-Spiel selbst programmieren. Dafür werden sie in Gruppen eingeteilt und erhalten ein Tablet und eine Programmieranleitung. „Deine Aufgabe ist es nun, gemeinsam mit deiner Gruppe den Einstieg des NIM-Spiels zu programmieren. Dafür erhältst du eine Programmieranleitung, die dir zeigt, welche Bausteine du zusammensetzen musst.“ Zum Abschluss der Einführungsstunde werden die Programmierungen im Plenum besprochen und miteinander verglichen. Außerdem findet eine erste Reflexionsrunde statt.

Vertretungsstunde 1: „Das NIM-Spiel ist schon so programmiert, dass in jeder Runde der/die Spieler*in ein Plättchen legt und die Katze danach ein Plättchen legt. Das ist so, weil man bei dem NIM-Spiel ja mindestens ein Plättchen pro Runde legen muss. Überlege dir, was der/die Spieler*in dann noch tun, wenn seine Antwort 2 lautet. Überlege dir außerdem, wie viele Plättchen die Katze jeweils legen muss, wenn die Antwort des/ der Spie-ler*in 1 oder 2 ist?“

Vertiefungsstunde 2: „Heute wirst du das NIM-Spiel für Kathy Katze zu Ende programmieren.“ Deine Aufgabe ist es heute, die großen Blöcke, die du in der letzten Stunde in eine Reihenfolge gebracht hast, in Scratch zu programmieren. Dafür bekommst du gleich eine Programmieranleitung und ein Tablet.“

Zunächst werden die Ausgangsgrundlagen aus der vorherigen Unterrichtsstunde wiederholt. Der/ die Spieler*in ist nun am Zug. Ziel der Unterrichtsstunde ist es, die Struktur des NIM-Spiels zu durchblicken. Dafür gibt die Lehrperson den Schüler*innen einige wichtige Informationen. Bei der Erarbeitung der Reihenfolge wird mit Tafelmaterial gearbeitet. Dafür wurden mehrere einzelne Interaktionen in Scratch zu einem großen Block (z. B. ‚„‘Wenn die Antwort des/ der Spieler*in 1 ist“) zusammengefasst. Diese können von den Schüler*innen an der Tafel in verschiedene Reihenfolgen gebracht werden. Parallel hierzu können die verschiedenen Reihenfolgen auf Scratch am Smartboard ausprobiert werden. Mögliche Hilfsimpulse: • „Erinnere dich an die Strategien, die du zum NIM-Spiel herausgefunden hast.“ • „Probiere verschiedene Reihenfolgen aus.“ • „Probiere deine gefundene Reihenfolge in Scratch. Was passiert mit dem Spiel, wenn du die Reihenfolge verändert?“

Die Schüler*innen sollen nun die größeren Blöcke aus der vorausgegangenen Stunde in einzelne Interaktionen in Scratch zerlegen. Dafür erhalten sie eine Programmieranleitung und ein Tablet. Bei Bedarf können Tippkarten genommen werden. Zum Abschluss wird eine gemeinsame Reflexionsrunde veranstaltet, in der die Schüler*innen ihre Programmierungen vorstellen können. Zudem sollen sie darüber sprechen, was schon gut funktioniert hat und bei welchen Schritten Schwierigkeiten aufgekommen sind. An dieser Stelle wird Wert darauf gelegt, die einzelnen Programmierschritte im Plenum zusammenzufügen, da dies die Fähigkeiten der Schüler*innen in Einzelarbeit übersteigen würde. Mögliche Hilfsimpulse: • „Lies den Text genau und füge die Blöcke in die richtige Reihenfolge.“ • „Falls du nicht mehr weiterweißt, kannst du dir eine Tippkarte nehmen.“ • „Beschreibe, wie du beim Programmieren vorgegangen bist. Was ist dir schon leichtgefallen? Wo hast du vielleicht Schwierigkeiten gehabt?“

Technische Voraussetzungen

Für die Umsetzung der Lernumgebung werden ein Klassensatz Tablets und ein Smartboard benötigt. Außerdem ist ein Internetzugang für die Nutzung von Scratch notwendig.

Mathematischer Gehalt der Lernumgebung

Mathematische Analyse

Das NIM-Spiel wird häufig in der mathematischen Frühförderung eingesetzt, da lediglich das Grundkonzept von „1“ und „2“ benötigt wird, um sich die Spielregeln anzueignen (vgl. Schwätzer, 2018, S. 43). Darüber hinaus kommen indirekt auch der Kardinal- und Ordinalzahlaspekt zum Tragen. Der Kardinalzahlaspekt beschreibt die Erfassung einer Menge anhand der „Anzahl von Elementen einer Menge“ (Krauthausen, 2018, S. 44). Während des Spiels erfassen die Schüler*innen immer wieder die Plättchen, die bereits gelegt wurden. Indem die Schüler*innen ihren nächsten Zug tätigen, zählen sie ihn ihrem Kopf mit (vgl. ebd.). Die Gewinnstrategie des NIM-Spiels gestaltet sich wie folgt: • „Wer die 10 legt, hat gewonnen“ (Schwätzer, 2018, S. 43) • „Wer die 7 legt, hat gewonnen (legt der Gegner 1 Plättchen, legt man 2 zur 10, legt der Gegner 2 Plättchen, legt man 1)“ (ebd.) • „Wer die 4 bzw. die 1 legt, kann analog die 7 und die 10 erreichen.“ (ebd.) • „Wer anfängt, gewinnt“ (ebd.)

Mathematikdidaktischer Gehalt der Lernumgebung

Didaktische Analyse

Grundsätzlich ist das NIM-Spiel in seiner Strategie leicht zu verstehen und bietet kaum Raum für Fehlerquellen. Daher wird es bereits in der mathematischen Frühförderung im Kindergarten eingesetzt (vgl. Schwätzer, 2018, S. 43). Es ist jedoch anzumerken, dass die Umsetzung in Scratch durchaus Schwierigkeiten mit sich bringt. Möchte man die Zugzahl in der Programmierung festlegen, so lässt sich das NIM-Spiel nur derartig programmieren, dass immer der Computer (in diesem Fall Kathy Katze) gewinnt (vgl. ebd.). Um dem entgegenzukommen, wurde die Rahmengeschichte mit Kathy Katze gewählt, sodass keine Demotivation vonseiten der Schüler*innen aufkommt. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass das Programm Scratch die Schüler*innen in seiner Vielfalt überfordert. Scratch bietet zahlreiche Programmiermöglichkeiten und -interaktionen, die die Schüler*innen ablenken könnte (vgl. Karossa et al., 2020, S. 3).

„Gute“ Aufgaben & Differenzierung

Im Folgenden soll die Lernumgebung im Hinblick auf die Merkmale „guter“ Aufgaben nach Maier (2011, zitiert nach Platz, 2020, S. 45 f.) untersucht werden. • Mathematischer Ergiebigkeit (Kompetenzorientierung): Im Rahmen der Lernumgebung werden inhaltsbezoge-ne Kompetenzen des Bereichs „Zahlen und Operationen“ (MBK, 2009, S. 5) gefördert. Darüber hinaus stehen in prozessbezogener Hinsicht das „Problemlösen“ (ebd.) sowie das „Kommunizieren“(ebd.) und „Argumentieren“ (ebd.) im Vordergrund. Diese Kompetenzen kommen insbesondere in der Vertiefungsstunde 1 zum Tragen, in der die Grundstruktur der Programmierung durchblickt, werden soll. • Offenheit und „optimale“ Passung: Bei der Entwicklung von Arbeitsaufträgen wird empfohlen, diese offen zu ge-stalten, damit es verschiedene Lösungsmöglichkeiten gibt (vgl. Maier, 2011, zitiert nach Platz, 2020, S. 46). Dies ist bei den gewählten Arbeitsaufträgen (außer in Vertiefungsstunde 1) nicht der Fall, was jedoch darauf zurückzufüh-ren ist, dass die Informatik ein für die Schüler*innen neues Themengebiet darstellt und sie daher genügend Anlei-tung zur Umsetzung benötigen. Die optimale Passung bezieht sich auf die Anpassung der Aufgaben an den Lern-stand der Schüler*innen (vgl. ebd.). Diese wird in der vorliegenden Lernumgebung gewährleistet, da die einzelnen Arbeitsaufträge an die (informatorischen) Grundkenntnisse der Schüler*innen angepasst werden. • Authentizität, Aktivierung und Motivation: Um die Motivation der Schüler*innen zu steigern, wird die gesamte Programmierung in eine Rahmengeschichte eingebettet, die es zu lösen gilt. Zudem werden die Schüler*innen akti-viert, indem sie eigenständig Programmierschritte ausführen und sich somit selbst als Programmiere*innen erfah-ren. Honegger merkt an, dass das Arbeiten mit Tablets im Unterricht die Motivation der Lernenden steigern kann (vgl. 2016, S. 65). • Verständlichkeit: Sprachlich sind die Arbeitsaufträge an das Niveau der vierten Klasse angepasst, sodass die Schü-ler*innen diese verstehen. Anhand der Arbeitsaufträge sind die Schüler*innen in der Lage dazu, die Programmier-schritte weitestgehend selbstständig auszuführen.

Um einen adäquaten Umgang mit der Heterogenität der Schüler*innen zu ermöglichen, ist eine Differenzierung vonnöten. Indem die Schüler*innen in der Einführungsstunde in Gruppenarbeit erste Programmierschritte ausführen, findet eine „‚natür-liche‘ Differenzierung“ (Hölzel, S. 16) statt, da jede/r Schüler*in sich auf ihrem eigenen Niveau an der Gruppenarbeit betei-ligen kann. Des Weiteren sind die Programmieranleitungen in den Einzelarbeitsphasen qualitativ differenziert (vgl. ebd., S. 15). Die Programmieranleitungen sind derart gestaltet, dass die Anleitungsschritte in den entsprechenden Farben der Scratch-Blöcke gestaltet sind. Schwächere Schüler*innen erhalten ergänzend hierzu Abbildungen der benötigten Scratch-Blöcke. Es ist außerdem zu erwähnen, dass Tippkarten mit den Abbildungen der benötigten Scratch-Blöcke für alle Schüler*innen vor-handen sind und bei Bedarf genommen werden können.

Artikulation, Kommunikation, Soziale Organisation

Im Rahmen der Lernumgebung werden die verschiedenen Artikulationsoptionen Handeln, Sprechen und Schreiben berück-sichtigt. Die Schüler*innen erfahren sich selbst als Programmierer*innen, indem sie eigenständig Programmierungen in Scratch umsetzen. Darüber hinaus bringen sie die analogen Scratch-Blöcke in der Vertiefungsstunde 1 handelnd in eine rich-tige Reihenfolge. Gleichzeitig interagieren sie im Plenum mit der gesamten Klasse und können sich in Gruppenarbeitsphasen mit anderen Schüler*innen austauschen und so ihre kommunikativen Kompetenzen erweitern. Um diesen Austausch zu ga-rantieren, finden während der Unterrichtseinheit diverse Sozialformwechsel statt. Die Phasen, in denen Dinge erklärt werden bzw. allgemeine Informationen übermittelt werden, finden stets im Plenum statt. Des Weiteren werden auch einzelne Schritte der Programmierung gemeinsam im Plenum erarbeitet. Ebenso erarbeiten die Schüler*innen einen Teil der Programmierung in Gruppen. Da das „Lernen in der Form der Aufnahme von Wissensstoff immer individuell stattfinden muss“ (Mattes, 2002, S. 28), sollen einige Programmierschritte in Einzelarbeit durchgeführt werden. Lediglich die Artikulationsoption des Schrei-bens findet in der Lernumgebung keine Anwendung, da sich ausschließlich auf das Programmieren fokussiert wird.

Da das Programmieren als solches einen komplexen Vorgang darstellt, werden immer wieder Reflexionsrunden veranstaltet, um Schwierigkeiten zu klären. Außerdem werden zu Beginn jeder Unterrichtsstunde die bereits thematisierten/ erstellten Inhalte wiederholt, um den Schüler*innen eine Ausgangsgrundlage für den Unterricht zu bieten.

Um die Unterrichtseinheit adäquat abzuschließen, wird eine abschließende Reflexionsrunde veranstaltet. Dabei soll sicherge-stellt werden, dass alle Schüler*innen die Programmieranleitungen ausführen konnten. Da das Erstellen der ganzen Pro-grammierung die Fähigkeiten der Schüler*innen dieses Alters übersteigen würde, wird die Programmierung gemeinsam im Plenum mithilfe der Lehrkraft vervollständigt. Die Schüler*innen bekommen die Möglichkeit, ihre selbst erstellten Pro-grammierschritte am Smartboard zu präsentieren. Zudem soll ein reflexives Gespräch stattfinden, indem die Schüler*innen ihre Vorgehensweise beim Programmieren reflektieren und über Schwierigkeiten sprechen.

Potenzial des Einsatzes (digitaler) Medien

Bei der Durchführung der Unterrichtsstunde werden ein Klassensatz Tablets sowie ein Smartboard benötigt. Eine Voraussetzung der Unterrichteinheit ist die adäquate Nutzung der Tablets sowie Grundkenntnisse mit dem Programm Scratch, sodass diese nicht erst erlernt werden müssen. Jedoch wird der Umgang mit dem Programm erweitert, sodass tiefere Kenntnisse dahingehend entstehen.

In der einführenden Unterrichtsstunde wird eine Rahmengeschichte von „Kathy Katze“ den Schüler*innen vorgelesen. Nach einer gemeinsamen Erklärung des Spielplans werden die Schüler*innen in Gruppen aufgeteilt, wobei sie mithilfe einer Programmieranleitung die Einführung in das NIM-Spiel programmieren. In der zweiten Doppelstunde wird an der Tafel die Reihenfolge der Blöcke, die für die weitere Programmierung notwendig sind, festgelegt. Dazu werden die einzelnen Interaktionen zu größeren Blöcken zusammengefasst, sodass am Ende die benötigte Grundstruktur der Programmierung entsteht. In der dritten Erarbeitungsstunde bekommen die Schüler*innen erneut eine Programmieranleitung, wobei diese je nach Leistungsstand differenziert ist. Somit benötigen die Schüler*innen als konsumtive Materialien lediglich die Programmieranleitungen sowie ggf. ergänzende Tippkarten, denn für die eigentliche Programmierung, arbeiten sie hauptsächlich mit den ihnen bereitgestellten Tablets. Die Programmieranleitungen und die Tablets werden dabei von dem wöchentlich zugeteilten Austeildienst ausgeteilt. Dies hat den Vorteil, dass die Schüler*innen ein Verantwortungsbewusstsein entwickeln. Dennoch kann hier das Problem bestehen, dass auch andere Kinder innerhalb der Gruppen die Arbeitsmaterialien austeilen möchten, weswegen es zu Streitigkeiten kommen kann. Die Programmieranleitungen sollen darüber hinaus in einem Matheordner abgeheftet werden, sodass diese nicht verloren gehen. Durch das Programmieren mit den Tablets wird der Unterricht abwechslungsreich gestaltet, wodurch die Motivation der Schüler*innen erhöht wird, was besonders im Mathematikunterricht einen großen Vorteil darstellen kann (vgl. Honegger, 2016, S.65). Ferner können die Schüler*innen in ihrem individuellen Lerntempo arbeiten, sodass jedes Kind sein Lernziel erreichen kann (vgl. ebd., S.67). Die Programmieranleitungen werden in der Unterrichtseinheit v.a. eingesetzt, um den Schüler*innen das Zurechtfinden in einem neuen Themengebiet, der informatorischen Bildung, zu erleichtern. Das Tafelmaterial für die Vertiefungsstunde 2 hingegen, ermöglicht den Schüler*innen eine handelnde Auseinandersetzung mit der Programmierreihenfolge, was diese für die Schüler*innen greifbarer macht.

Die Lehrperson hat besonders zu Beginn eine tragende Rolle in der Lernumgebung, da sie den Schüler*innen die verschiedenen Schritte der Programmierung erläutern und verständlich machen muss. In den Programmierphasen steht sie den Schüler*innen als Lernbegleiterin zur Seite, gibt unterstützende Impulse und steht für Rückfragen zur Verfügung. Auch sorgt die Gruppenarbeit dafür, dass die Schüler*innen sich gegenseitig unterstützen können uns selbst aktiv werden, sodass die Lehrperson den Schüler*innen die Initiative überlässt. (vgl. Schmoll, 2012).

Da die Programmiersoftware kostenlos ist und in der Regel die Tablets in Schulen bereits vorhanden sind, ist das Preis-Leistungs-Verhältnis der Lernumgebung angemessen. Lediglich die Programmieranleitungen sowie die analogen Bausteine müssen von der Lehrperson gestellt werden, was jedoch kein großer Kosten-Zeit-Aufwand ist.

Evaluation

Die Erzeugung von Strategiedokumenten steht in der Lernumgebung nicht im Fokus. Das Programm Scratch ist in der Bedienung zwar simpel, allerdings bringt es für die Schüler*innen dennoch einige Schwierigkeiten mit sich. Daher wurde sich bewusst dazu entschieden, dass die Schüler*innen einzelne Schritte anhand von Programmieranleitungen ausführen. Lediglich in der ersten Vertiefungsstunde wird gemeinsam ein Strategiedokument im Plenum erzeugt, indem die Schüler*innen Überlegungen zu der Struktur der Programmierung anstellen. Während der Unterrichtseinheit finden regelmäßig Reflexions-runden statt, in denen die Schüler*innen über ihre Schwierigkeiten und Erfahrungen sprechen können. Diese geben der Lehrperson außerdem Aufschluss darüber, inwieweit bei den Schüler*innen Förderbedarf besteht und welche Dinge noch genauer thematisiert werden müssen. Zusätzlich werden die Schülerbeiträge während des Unterrichts zur Identifizierung von Leistungen und Verständnisschwierigkeiten genutzt. Die Lehrperson ist in Einzel- und Gruppenarbeitsphasen stets präsent und beobachtet das Verhalten und Vorgehen der Schüler*innen, um dieses einschätzen zu können.

Vernetzung mit anderen Lernumgebungen

Um die Lernumgebung adäquat durchführen zu können, sind spezifische Vorkenntnisse vonnöten. Die Schüler*innen haben das NIM-Spiel in der vorausgegangenen Unterrichtsstunde in analoger Form ausprobiert und währenddessen die Strategien des NIM-Spiels erforscht. Zudem kennen sich die Schüler*innen mit der Programmiersoftware „Scratch“ in Grundzügen aus und können grundlegende Programmierinteraktionen ausführen.

Es wäre ebenfalls denkbar, die Programmierung des NIM-Spiels zu erweitern. Neben der Standardvariante, kann das Spiel-feld erweitert werden und auch die Anzahl der zu legenden Plättchen kann auf eine beliebige Zahl erhöht werden (vgl. Schwätzer, 2018, S. 43). Es ist jedoch zu erwähnen, dass diese Programmiervariante relativ komplex ist, weshalb sie sich eher für den Mathematikunterricht in der weiterführenden Schule eignet. In der Grundschule kann das NIM-Spiel allerdings auch in analoger Form erweitern werden, um das strategische Denken der Schüler*innen zu fördern.

Möglicher Arbeitsauftrag: „Spiele gemeinsam mit deinem Partner das NIM-Spiel. Wer die 30 trifft, gewinnt. Du darfst zwischen 1 und 5 Plättchen lege. Finde eine Gewinnstrategie.“

Das NIM-Spiel gehört der Leitidee „Zahlen und Operationen“ (MBK, 2009, S. 5) an. Eine Verknüpfung zu anderen Inhaltsbe-reichen ist nicht direkt vorhanden, jedoch steht bei dem NIM-Spiel v.a. die Förderung von Problemlösekompetenzen im Vordergrund. In der Lernumgebung wird jedoch v.a. der Erwerb informatorischer Kenntnisse fokussiert, welcher als „not-wendige Kompetenz(…) für ein Leben in einer digitalen Welt“ (KMK, 2017, S. 12) angesehen wird. Darüber hinaus wird betont, dass diese Kompetenzen fächerübergreifend gelten, weshalb ein übergeordneter Bezug zu anderen Fächern erkennbar ist.

Das NIM-Spiel weist in seinem mathematischen Inhalt keinen direkten Bezug zur Lebenswelt der Schüler*innen auf. Ferner sind es die informatorischen Kenntnisse, die die Schüler*innen zur Teilhabe an einer durch die Digitalisierung geprägten Welt berechtigen und auf den weiterführenden Fachunterricht vorbereiten.

Reflexion der Lernumgebung

Einen problematischen Aspekt in der Durchführung könnten technische Schwierigkeiten darstellen. Sind beispielsweise die Tablets nicht aufgeladen, so müssen Ladekabel zur Verfügung stehen. Darüber hinaus könnten Internetprobleme auftreten, was zur Folge hätte, dass die Programmiersoftware Scratch nicht funktioniert. Inhaltlich könnten in der Lernumgebung v.a. Schwierigkeiten in der ersten Vertiefungsstunde auftreten, in der die Grundstruktur der Programmierung des NIM-Spiels durchblickt werden soll. Dieser Schritt weist eine hohe Komplexität auf und ist für die Schüler*innen vermutlich schwer nachzuvollziehen. Um dem entgegenzukommen, soll die Blöcke handelnd in eine Reihenfolge gebracht werden. Zudem können die gefundenen Reihenfolgen in Scratch ausprobiert werden, um einen direkten Zusammenhang zwischen Program-mierschritten und Endprodukt herstellen zu können.

Die Lernumgebung sollte nicht angewendet werden, wenn die notwendigen technischen Voraussetzungen nicht gegeben sind. Des Weiteren ist es für die Funktionalität der Lernumgebung wichtig, dass die Schüler*innen im Umgang mit Tablets ver-traut sind, da dies die Grundvoraussetzung für die Lernumgebung darstellt. Es bleibt außerdem zu erwähnen, dass die Ler-numgebung keine Einführung in das Programm Scratch darstellt, sondern die Schüler*innen bereits Grundkenntnisse mit Scratch aufweisen sollten. Ist dies nicht der Fall, sollte die Lernumgebung nicht angewendet werden.

Literatur

Hölzel, B. (o.J.). Differenzierung. Möglichkeiten im Unterrichtsalltag. Zugriff über das Seminar „Diagnose und individuelle Förderung im WiSe 2021/22“.

Honneger, D. (2016). Mehr als 0 und 1. Schule in einer digitalisierten Welt. Bern: Hep Verlag.

Karossa, N., Ferdinand, J. & Fischer, C. (2020). Programmieren kinderleicht: Schnelle Erfolgserlebnisse mit Scratch. Verfügbar unter: https://osf.io/zs2a8 (letzter Zugriff: 01.03.22).

Kultusministerkonferenz (2017). Bildung in der digitalen Welt. Strategie der Kultusministerkonferenz. Verfügbar unter: https://www.kmk.org/fileadmin/dateien/veroeffentlichungen_beschluesse/2016/2016_12_08-Bildung-in-der-digitalen-Welt.pdf (letzter Zugriff: 01.03.22).

Krauthausen, G. (2018). Einführung in die Mathematikdidaktik – Grundschule. Heidelberg; Berlin: Springer Spektrum.

Mattes, W. (2002). Methoden für den Unterricht. 75 kompakte Übersichten für Lehrende und Lernende. Paderborn: Schöningh.

Ministerium für Bildung, Familie, Frauen und Kultur des Saarlandes (2009). Kernlehrplan Mathematik Grundschule. Online verfügbar unter: https://www.saarland.de/mbk/DE/portale/bildungsserver/themen/unterricht-und-bildungsthemen/lehrplaenehandreichungen/lehrplaeneallgemeinbildende/Grundschule/Grundschule_LP.html (letzter Zugriff: 01.03.22).

Platz, Melanie (2020). Ein Schema zur kriteriengeleiteten Erstellung und Dokumentation von Lernumgebungen mit Einsatz digitaler Medien. In: Dilling, Frederik & Pielsticker, Felicitas (Hrsg.): Mathematische Lehr-Lernprozesse im Kontext digitaler Medien. Empirische Zugänge und theoretische Perspektiven. Wiesbaden: Springer Spektrum.

Schmoll L. (2012). Sozialformen, Unterrichtsmethoden, Lerntechniken. Baltmannsweiler: Schneider Verlag Hohengehren.

Schwätzer, Ulrich. (2018). Programmieren in der Grundschule. CreateSpace.