OpenSource4School/Lernumgebungen zur Informatischen Bildung im Mathematikunterricht der Primarstufe/Teiler einer Zahl (Arithmetik)

Formale Aspekte

Namen der Verfasser der Lernumgebungsdokumentation

Laura Thiele Jennifer Schäfer

E-Mail-Adressen und Datum

lath00001@uni-saarland.de

jesc00003@uni-saarland.de

01.03.2022

Inhaltsaspekte

Name der Lernumgebung

"Wer teilt ohne Rest?"

Kurzbeschreibung der Lernumgebung

Die Lernumgebung ist der Arithmetik zuzuordnen und thematisiert im Bereich "Teiler einer Zahl" die "Teilbarkeitsregel durch den Teiler 2". Eingebettet ist die Lernumgebung in eine Geschichte rund um die Geschwister Tim und Lea. Diese finden ein Sparschwein und möchten das ersparte Geld gerecht unter sich aufteilen. Die Geschichte entspricht der Lebenswelt der Schüler*innen, mit der sie sich identifizieren können. Somit sind sie motiviert, sich mit dem Themenbereich auseinanderzusetzten. In der Lernumgebung werden die Regeln der Teilbarkeit durch 2 von der Figur Scratch erklärt, und im Anschluss durch die Schüler*innen angewendet. Das selbständige Anwenden erfolgt über die Eingabe über die Tastatur und den Mauszeiger.

Ungefährer Zeitbedarf zur Durchführung

Für das Anwenden der Lernumgebung ist ungefähr ein Zeitbedarf von fünfzehn bis zwanzig Minuten einzuplanen. Zusätzlich sollten weitere zwanzig Minuten für die Bearbeitung des dazugehörigen Arbeitsblattes einkalkuliert werden.

Adressaten der Lernumgebung

Der Themenbereich ist im Kernlehrplan des Saarlandes in der zweiten Klassenstufe verortet und sollte auch in dieser eingesetzt werden.

Spezielle Gruppen wie beispielsweise Kinder mit Rechenschwäche, mathematisch begabte Kinder oder Inklusionskinder stehen nicht im Fokus der Durchführung.

Zentrale Aufgabenstellungen und Arbeitsaufträge in der Lernumgebung

Zum Einstieg in die Unterrichtsstunde und somit der Arbeit mit der Lernumgebung könnte die Lehrperson die Schüler*innen wie folgt ansprechen: „Heute lernst du das Geschwisterpaar Tim und Lea kennen. Sie haben etwas gefunden, und was das ist und was damit passiert schauen wir uns jetzt an.“

Darauf folgt dann die konkrete Aufgabenstellung: „Scratch erklärt Tim und Lea welche Zahlen durch 2 teilbar sind. Ließ dir die Erklärungen aufmerksam durch. Wende die Teilbarkeitsregel nun an, indem du selbst entscheidest, ob eine Zahl durch 2 teilbar ist oder nicht.“

Durch das selbstständige Anwenden der Teilbarkeitsregel können die Schüler*innen in ihrem individuellen Tempo die Aufgabenstellung bearbeiten. Dabei ist es nicht schlimm einen ‚Fehler‘ zu machen. Zahlen können selbst gewählt werden, so-mit findet eine natürliche Differenzierung statt.

Technische Voraussetzungen

Voraussetzungen für das Arbeiten mit der Lernumgebung ist, dass genügend Endgeräte zur Verfügung stehen, auf denen das Programm "Scratch" installiert ist. Zudem ist eine schnellen und stabile Internetnutzung unumgänglich.

Mathematischer Gehalt der Lernumgebung

Mathematische Analyse

Um die Lernumgebung nutzen, und die Aufgabe lösen zu können, sind bestimmte mathematischen und informatischen Kenntnisse notwendig. Die Schüler*innen sollten über elementare Kenntnisse im Umgang mit einem Computer oder Tablet verfügen. Aus mathematischer Sicht ist es wichtig, dass die Schüler*innen über Wissen bezüglich der Mächtigkeit der Zahlen verfügen, und einfache Rechenoperationen verstehen und beherrschen. Zudem sollten sie Grundvorstellungen zur Division von Zahlen besitzen. Zusätzlich sollten die Schüler*innen den Unterschied zwischen geraden und ungeraden Zahlen kennen, um die Teilbarkeitsregel anwenden zu können.

Mathematikdidaktischer Gehalt der Lernumgebung

Didaktische Analyse

Die Teilbarkeitsregeln sind eine starke Vereinfachung der Teilbarkeitsuntersuchungen. Teilbarkeitsregel bei denen anhand der Endstellen einer Zahl die Teilbarkeit entschieden werden kann, sind besonders einfach und sollten am Anfang der Erarbeitung stehen (Büchter A. & Padberg F., 2019).

„Gute“ Aufgaben & Differenzierung

Die Lernumgebung lässt sich anhand der Kriterien "guter" Aufgaben zum Lernen wie folgt beurteilen:

mathematische Ergiebigkeit Mit der Lernumgebung wird der inhaltsbezogene Kompetenzbereich „Zahlen und Operationen“ gefördert. Im Bereich der allgemeinen Kompetenzen werden die Bereiche „Problemlösen“ und „Argumentieren“ in den Fokus gestellt (KLP 2009).

Offenheit Die Lernumgebung bietet eine organisationsbezogene Offenheit, indem die Schüler*innen selbst entscheiden können, ob sie die Lernumgebung in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit bearbeiten. Im Anschluss an die Lernumgebung entscheiden die Schüler*innen dann, ob sie im digitalen Format weiterarbeiten oder das Arbeitsblatt analog ausfüllen möchten.

Authentizität, Aktivierung und Motivation Die Lernumgebung ist in eine Geschichte eingebettet, die der Lebenswelt der Schüler*innen entspricht. Die geschilderte Situation könnte genauso in ihrem Alltag vorkommen und generiert daher die Motivation der Schüler*innen. Des Weiteren ist es spannend, die Teilbarkeitsregel zu entdecken und auf andere Bereiche zu übertragen und dort anzuwenden.

Verständlichkeit Die Lernumgebung zeigt ein Kinderzimmer. Bei der sprachlichen Ausformulierung der Lernumgebung wurde darauf ge-achtet, dass Syntax und Wortwahl dem Kenntnisstand der 2. Klasse entsprechen. Die Anweisungen zur Eingabe über die Tastatur und Maus sind einfach formuliert und leicht verständlich.

Artikulation, Kommunikation, Soziale Organisation

Für den Einsatz der Lernumgebung ist in Einzelarbeit, aber auch in Gruppen- oder Partnerarbeit, möglich.

Da die Lernumgebung keine Schlusssequenz bietet, sollte auf die Arbeit mit der Lernumgebung, und der Bearbeitung des ergänzenden Arbeitsblattes, eine gemeinsame Reflexion im Plenum angeschlossen werden.

Die Schüler*innen können bei der Arbeit mit der Lernumgebung selbst handelnd tätig werden. Das Schreiben wird in der Lernumgebung nicht gefördert (ausschließlich bei der anschließenden Arbeit mit dem Arbeitsblatt). Ebenso wenig die Sprachkompetenz.

Allerdings fördert das selbständige Ausprobieren der Teilbarkeitsregel durch 2 das nachhaltige Lernen. Eine Umgestaltung der Lernumgebung könnte durch eigenes Programmieren der Schüler*innen erfolgen.

Potenzial des Einsatzes (digitaler) Medien

Die Lernumgebung benötigt wenig investives Material. Lediglich das Bereitstellen von genügend einsatzfähigen Endgeräten (die meist in den Schulen ohnehin verfügbar sind) ist erforderlich. Hierbei wird sich zeigen, dass die Schüler*innen den Umgang mit digitalen Medien (Tablets) bereits im Alltags- als auch Unterrichtsgeschehen erproben konnten. Das Programm "Scratch" ist ohne Erwerben einer kostenpflichtigen Lizenz nutzbar. Die Lernumgebung fördert somit den Ausbau der Medienkompetenz mit geringem Aufwand.

Als konsumtives Material muss nur das Arbeitsblatt zur Verfügung gestellt werden. Hierbei können die Schüler*innen selbst zwischen analog und digital wählen, und kontrollieren selbst, ob ihre Ergebnisse richtig sind. Diese Art der Organisation hat den Vorteil der Selbstbestimmung und Selbstkontrolle. Leider ist zu erwähnen, dass keine Differenzierung des Zusatzmaterials stattfindet.

Die Lernumgebung selbst verfolgt das Ziel des Lernzuwachses. Das Arbeitsblatt dient der Vertiefung und Reflexion des vorangegangenen Lernzuwachses.

Das fachdidaktische Potential durch den Einsatz von Scratch liegt darin, dass durch das interaktive Bearbeiten zum einen die Motivation gesteigert wird, und zum anderen ein nachhaltiges Lernen generiert wird.

Es bleibt anzumerken, dass die Lehrperson im Vorfeld intensiv mit dem Programm auseinandersetzen muss, um zum einen die Lernumgebung zu programmieren und zum andern als kompetenter Ansprechpartner für Schüler*innenfragen fungieren zu können. Dies nimmt eine Zeit in Anspruch. Die Lernum-gebung selbst bedarf keiner intensiven Betreuung durch die Lehrperson. Bei Schwierigkeiten können sich die Schüler*innen gegenseitig helfen.

Evaluation

Die Lernumgebung belohnt richtige Antworten mit einem motivierenden Ton und einem grünen Häkchen. Bei der Überprüfung der Arbeitsblätter durch die Selbstkontrolle erfolgt ebenfalls eine Anerkennung richtiger Antworten/ Strategien.

Strategiedokumente werden in der Lernumgebung nicht erzeugt. Auch gibt sie keine Förderimpulse (diese werden durch die Lehrperson gegeben).

Durch die Möglichkeit der Partner- und Gruppenarbeit kann das soziale Lernen gefördert werden, steht allerdings nicht im Mittelpunkt der Lernumgebung.

Vernetzung mit anderen Lernumgebungen

Die Lernumgebung bietet Beziehungen zu anderen Strategien im selben mathematischen Problemfeld. Eine anschließende Behandlung der Teilbarkeitsregel 4 und 8 ist vorgesehen und sollte im Anschluss an das Thema erfolgen.

Außer der Division werden durch die Lernumgebung keine anderen mathematischen Bereiche angesprochen. Außer der allgemeinen Lesekompetenz wird kein fächerübergreifender Lernzuwachs gefördert. Es werden aber auch keine Kompetenzen in anderen Fächern vorausgesetzt.

Reflexion der Lernumgebung

Beim Benutzen von Lernumgebungen kann es immer wieder zu Stolpersteinen bei der Bearbeitung kommen. Hier könnte es passieren, dass die Schüler*innen nicht nur die Endziffer in das Eingabefeld eingeben, sondern versuchen ihre ganze Zahl eingeben. Allerdings ist dies im Programm gar nicht möglich.

Generell sollte die Lernumgebung nicht angewendet werden, wenn die technischen Voraussetzungen nicht erfüllt sind oder den Schüler*innen der Umgang mit digitalen Medien noch fremd ist. Es könnte sich außerdem problematisch gestalten, wenn Schüler*innen die deutsche Sprache nicht beherrschen oder keine Grundvorstellungen zur Division aufgebaut haben.

Literatur

Büchter A., Padberg F. (2019). Einführung in die Arithmetik Primarstufe und Sekundarstufe. Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum Verlag. 3. Auflage

Ministerium für Bildung, Familie, Frauen und Kultur (2009). Kernlehrplan Mathematik Grundschule. Abrufbar unter https://www.saarland.de/SharedDocs/Downloads/DE/mbk/Lehrplaene/Lehrplaene_Grundschule/GS_Kernlehrplan_Ma-thematik.pdf?__blob=publicationFile&v=1