Formale Aspekte[Bearbeiten]

Namen der Verfasser der Lernumgebungsdokumentation[Bearbeiten]

Lena Arnold, Stephan Holz, Margarita Klet, Alina Krieger

E-Mail-Adressen und Datum[Bearbeiten]

Lena Arnold: lear00002@uni-saarland.de

Stephan Holz: s9stholz@uni-saarland.de

Margarita Klet: makl00006@uni-saarland.de

Alina Krieger: alkr00007@uni-saarland.de

Datum: 12.02.2023

Inhaltsaspekte[Bearbeiten]

Name der Lernumgebung[Bearbeiten]

Wie bekommt ein Handy oder ein Computer einen Virus?

Kurzbeschreibung der Lernumgebung[Bearbeiten]

1. Welche didaktische Motivation liegt der Lernumgebung zu Grunde?

Die Lernumgebung soll die Kinder auf das Thema „Handyviren und Computerviren“ aufmerksam machen und sie dafür sensibilisieren, da mit dem Fortschreiten der Digitalisierung und auch des fortschreitenden Konsums digitaler Medien seitens der SuS die Gefahr wächst, dass die Kinder die Gefahren, die das Internet birgt, nicht erkennen oder missachten. Es ist wichtig, sie darauf aufmerksam zu machen, welche Folgen das Herunterladen unbekannter Dokumente, Programme etc. haben kann. Die SuS lernen den Umgang mit digitalen Medien, indem sie einerseits mit dem Lernmodul und dessen Steuerung arbeiten, andererseits aber auch auf die Gefahren im Internet und deren Auswirkungen auf das Handy oder den Computer aufdecken. Zu diesem Thema erhalten die Lernenden einen ersten Zugang, indem sie den Begriff „Virus“, mit dem ihnen be-reits bekannten „Coronavirus“ assoziieren. Dieser Begriff wird von der LP am Anfang der Stunde in Form einer Mindmap an die Tafel geschrieben. Er dient als stummer Impuls und zur Aktivierung des Vorwissens bzw. der Vorerfahrungen. Hierzu werden von den SuS passende Begriffe an der Tafel gesammelt. Danach wird das Thema der Stunde formuliert, indem die LP aufgreift, dass die Kinder bereits viele wichtige Begriffe genannt haben, die sie in der Unterrichtsstunde auch noch brauchen werden, da sie in dieser zu Handy- und Computervirenforschern werden sollen. Dies dient ebenfalls als kognitive Aktivierung. Die SuS erhalten in der Erarbeitung ein Arbeitsblatt mit einem Informationstext zum genannten Stundenthema, welcher im Plenum vorgelesen wird. Danach wird ein Arbeitsblatt mit einem QR-Code zu dem Lernmodul „Viren und andere Computerkrankheiten“ ausgeteilt, das auch eine Mindmap enthält, welche die SuS ergänzen sollen, wenn sie etwas Neues innerhalb des Lernmoduls gelernt haben. Diese soll als vorzeitige Sicherung des in der Stunde erlernten Wissens fungieren und in Einzelarbeit erledigt werden. Danach folgt ein Arbeitsblatt mit einer offenen Aufgabe zur Zahl der Woche. Thematisiert wird dabei die Anzahl der neuen Schadprogramm-Varianten (Viren) in Deutschland im Durchschnitt pro Tag. Hierzu sollen die Kinder eine Frage in Einzelarbeit formulieren, bei der sie etwas berechnen müssen und anschließend die Berechnung durchführen. Hier wird der mathematische Bezug der Lernumgebung deutlich. Im Anschluss daran tauschen sich die SuS mit einem Partner über ihre Berechnung aus. Mit dieser offenen Aufgabe werden individuelle Lösungen gefördert und die Heterogenität im Bezug auf die mathematische Kompetenz der SuS beachtet. In der Sicherung wird die „Ich-Du-Wir-Methode“ angewandt, indem die LP die SuS dazu aufruft, ihre schriftlich festgehaltenen Informationen aus dem Lernmodul noch einmal durchzulesen (Ich), sich danach mit einem Partner darüber auszutauschen (Du) und anschließend ihre Ergebnisse vor der Klasse vorzustellen (Wir). Mit den Ergebnissen der SuS wird die Mindmap vom Anfang der Stunde ergänzt. Die SuS werden ebenfalls darum gebeten, ihre individuellen Mindmaps mit den Ergebnissen der anderen Kinder zu ergänzen. So wird das in der Stunde erlernte Wissen noch einmal aufgegriffen, ergänzt und gesichert. Abschließend erhalten die Lernenden von der LP einen Merkzettel, welcher Tipps enthält, welche die SuS nutzen können, um ihr Handy oder ihren Computer vor Viren zu schützen. So bleibt das in der Stunde behandelte Wissen dauerhaft nachvollziehbar.

2. Welches Ziel verfolgt die Lernumgebung? (Welche Lehrziele verfolgt die Lernumgebung?)

Sprachliche Kompetenzen:

• Die Schüler*innen nutzen ihre Lesefähigkeit und bauen diese aus, indem sie vorgegebene Texte lesen.

• Die Schüler*innen nutzen ihr Verständnis der deutschen Sprache und bauen dieses aus, indem sie Texte lesen und Audioda-teien anhören und verstehen.

• Die Schüler*innen bauen einen angemessenen Wortschatz auf, indem sie vorgegebene Texte lesen und Audiodateien anhören.

Inhaltsbezogene Kompetenzen:

• Zahl und Operation

Prozessbezogene Kompetenzen:

• Die Schüler*innen nutzen ihre bereits erworbenen mathematischen Kenntnisse, Fertigkeiten und Fähigkeiten bei der Bearbeitung der Lernumgebung, indem sie sich eigenständig eine, ihren Kompetenzen entsprechende, Frage zu der offenen Aufgabe stellen. [Problemlösen]

• Die Schüler*innen greifen auf bekannte Problemlösestrategien zurück oder entwickeln neue, um die unbekannte Fragestellung zu lösen, indem sie beispielsweise die Grundrechenarten (Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division) anwenden. [Problemlösen]

• Die Schüler*innen äußern Fragen und Vermutungen zu den gestellten Aufgaben, indem sie bei jeder Aufgabe ihre eigenen Erkenntnisse, Überlegungen sowie Probleme notieren. [Argumentieren]

• Die Schüler*innen suchen Begründungen, indem sie bei den einzelnen Aufgaben immer wieder ihre Entdeckungen und die Zusammenhänge beschreiben. [Argumentieren]

• Die Schüler*innen beschreiben ihre Erkenntnisse, indem sie sie schriftlich notieren, ihrem Partner erklären, im Plenum vortragen. [Kommunizieren]

• Die Schüler*innen lernen die neuen Fachbegriffe, indem sie sie korrekt verwenden. [Kommunizieren]

• Die Schüler*innen greifen auf verschiedene Darstellungsmöglichkeiten zurück, indem sie die angebotenen ausprobieren und korrekt verwenden, um ihre Denkprozesse und Vorgehensweisen zu beleuchten (Mindmap an der Tafel / auf dem Arbeitsblatt). [Darstellen]

• Die Schüler*innen formulieren einfache mathematische Sachverhalte mit eigenen Worten und mithilfe mathematischer Begriffe mündlich und schriftlich, indem sie eine Frage zu einer offenen Aufgabe formulieren, diese berechnen und sich mit einem Partner darüber austauschen [Modellieren]

• entnehmen Informationen aus einfachen mathematikhaltigen Texten und Abbildungen, indem sie eine Frage dazu formulieren, bei der sie etwas berechnen müssen [Modellieren]

• reagieren sach- und adressatengerecht auf Fragen und Kritik zu eigenen Lösungen, indem sie sich mit ihrem Partner über ihre Berechnungen austauschen und darüber diskutieren [Modellieren]

• stellen Überlegungen, Lösungswege bzw. Ergebnisse und Verfahren verständlich dar [Modellieren]

• erfassen, interpretieren und deuten komplexere mathematikhaltige Texte und Abbildungen sinnentnehmend und strukturieren Informationen [Modellieren]

• Verwenden die mathematische Fachsprache situationsangemessen und erklären ihre Bedeutung [Modellieren]

• gehen fachbezogen auf Äußerungen von anderen zu mathematischen Inhalten ein (z. B. konstruktiver Umgang mit Fehlern, Weiterführen mathematischer Ideen) [Modellieren]

• vergleichen und bewerten Äußerungen von anderen zu mathematischen Inhalten sachlich und fachlich angemessen [Modellieren]

(KMK, 2022, S. 7 - 13)

3. Was sind markante Eckpunkte der Lernumgebung?

Markant an der Lernumgebung ist, dass der Fokus auf dem informatischen Aspekt liegt. Die Mindmap am Anfang der Stunde zum Thema „Viren“, das Lernmodul, das Ausfüllen der Mindmap und das Besprechen sowie Vorstellen der Ergebnisse aus dem Lernmodul nehmen in etwa 65 Minuten in Anspruch, während die Berechnung der offenen Aufgabe (mathematischer Aspekt) nur ca. 23 Minuten in Anspruch nimmt.

4. Welche Arbeitsmittel/ Medien werden in der Lernumgebung eingesetzt?

Die Tafel, ein Arbeitsblatt mit einem Informationstext, 4 Arbeitsblätter mit verschiedenen Aufgabenstellungen, ein Tablet und dazu passende Kopfhörer und ein Merkzettel werden in der Lernumgebung eingesetzt.

Ungefährer Zeitbedarf zur Durchführung[Bearbeiten]

Zur Durchführung der Lernumgebung wird eine Doppelstunde (90 Minuten) benötigt.

Adressaten der Lernumgebung[Bearbeiten]

1. In welcher Klassenstufe soll die Lernumgebung eingesetzt werden?

Die Lernumgebung soll in einer 4. Klassenstufe eingesetzt werden, da der Zahlenraum bis 1 000 000 und gegebenenfalls die schriftliche Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division beherrscht werden müssen.

2. Sind besonders spezielle Gruppen (z.B. Kinder mit Rechenschwäche, mathematisch begabte Kinder, Inklusionskinder, …) im Fokus der Durchführung?

Die Lernumgebung selbst ist auf keine spezielle Gruppe fokussiert. Generell verlangt die Lernumgebung bezüglich der Sprache hohe Kompetenzen, da die Entdeckungen bei jeder Aufgabe festgehalten werden sollen und das Online-Lernmodul durch die großen Lesetexte sprachlich sehr anspruchsvoll ist. Allerdings können diese auch über die Webseite vorgelesen werden. Auch der Informationstext auf dem ersten Arbeitsblatt ist sprachlich anspruchsvoll, da er recht lang ist. Dieser wird jedoch im Plenum vorgelesen, sodass alle SuS ihn verstehen können. Des Weiteren steht die Lehrkraft zur stetigen Unterstützung zur Seite. Die offene (mathematische) Aufgabe ist heterogen aufgebaut, da die SuS zu einer gegebenen Sachaufgabe eine Frage erstellen sollen, bei der sie etwas berechnen müssen. Hierdurch werden vielseitige Lösungen gefördert.

Zentrale Aufgabenstellungen und Arbeitsaufträge in der Lernumgebung[Bearbeiten]

Einstieg

Die LP schreibt als stummen Impuls das Wort „Viren“ an die Tafel. Die SuS melden sich und äußern ihre Ideen dazu. Im Zuge dessen wird gemeinsam an der Tafel eine Mindmap zum Thema „Viren“ erstellt. Ziel dabei ist es, dass die SuS das Wort Viren auf ihren Alltag zurückführen (Bsp.: Coronavirus) um so einen ersten Zugang zu dieser Thematik zu schaffen, oder bestenfalls schon das Wort „Computerviren“ oder „Handyviren“ zu nennen, wodurch die Überleitung zum Thema der Stunde gelingt. Problemstellung/Zielangabe: Impuls der LP: „Nun hast du bereits viele wichtige Begriffe zum Thema „Viren“ genannt, die wir in der heutigen Unterrichtsstunde noch brauchen werden, denn heute wirst du die sogenannten Computer-/Handyviren erforschen.“

Aufgabe 1

Informiere dich weiter über Handyviren und Computerviren, um ein richtiger Virenforscher zu werden. Scanne dazu den QR-Code mit einem Tablet oder Handy und beende das Lernmodul.

Der QR-Code führt zu dem Online-Lernmodul, welches die SuS beenden sollen.

Impuls: „Klicke dazu auf den Button: Lernmodul starten“.

Aufgabe 2

Was hast du alles über Handyviren und Computerviren herausgefunden? Trage deine Ergebnisse in die Mindmap ein.

Die möglichen Antworten erlernen die SuS innerhalb des Lernmoduls. Diese halten sie in der Mindmap fest. Hier können viele verschiedene Begriffe genannt werden.

Impuls: „Was hast du über Viren/Trojaner/Würmer erfahren?“

Aufgabe 3

Im Mai 2022 verbreiteten sich 280.645 neue Computerviren in Deutschland, indem beispielsweise Dokumente, Apps oder Ähnliches heruntergeladen oder geöffnet wurden, die solche versteckten Viren enthielten. Die Anzahl der Viren verändert sich jedoch ständig. Im Sommer 2021 waren es beispielsweise durchschnittlich 300.000 neue Viren und im Herbst 2021 durchschnittlich 436.000 neue Viren pro Tag. 
a) Formuliere eine Frage zu dieser Aufgabe, bei der du etwas berechnen musst. Berechne anschließend. Trage beides in die Kästchen ein.
b) Tausche dich nun mit deinem Sitznachbarn darüber aus.

Die SuS formulieren eine Frage zu der offenen Aufgabe, bei der sie etwas berechnen müssen. Anschließend führen sie die Berechnung durch und tauschen sich mit ihrem Partner über ihren Lösungsweg und ihre Lösung aus.

Impuls: „Wie viele Viren verbreiteten sich im Herbst mehr als im Sommer 2021?“

Aufgabe 4

„In der heutigen Unterrichtsstunde hast du sehr viel über das Thema „Computer-/Handyviren“ gelernt und bist ein richtiger Virenexperte geworden. Du hast deine Ergebnisse zu dem Online-Lernmodul bereits auf dem dazugehörigen Arbeitsblatt festgehalten. Lies dir deine Ergebnisse noch einmal durch.“

Die SuS lesen sich ihre individuell erstellte Mindmap noch einmal genau durch. Dadurch wiederholen sie noch einmal das in der Stunde erlernte Wissen.

Aufgabe 5

„Tausche dich nun mit deinem Partner darüber aus.“

Nun sollen in Partnerarbeit die individuellen Ergebnisse verglichen und ergänzt werden.

Aufgabe 6

„Stellt anschließend eure Ergebnisse gemeinsam vor der Klasse vor.“

Abschließend sollen die in Partnerarbeit geteilten und erweiterten Ergebnisse des Lernmoduls vor der Klasse vorgetragen werden. Die SuS ergänzen ihre individuelle Mindmap um die genannten Aspekte, die ihnen noch fehlen. So wird das in der Stunde erlernte Wissen gesichert.

Arbeitsblätter (s. Anhang)

Technische Voraussetzungen[Bearbeiten]

Für die Lernumgebung werden ein Tablet oder Handy und dazu passende Kopfhörer pro Kind und eine stabile Internetverbindung als technische Voraussetzungen benötigt.

Mathematischer und informatischer Gehalt der Lernumgebung[Bearbeiten]

Mathematische und informatische Analyse[Bearbeiten]

1. Was steckt fachlich (Mathematik & Informatik) in der/ den Aufgabe(n)?

Informatischer Aspekt:

• Viren sind selbstreplizierende Computerprogramme, die sich automatisch vervielfältigen

• Sie befinden sich in Programmdateien oder makrofähigen Dokumenten, welche von einer Diskette, einer CD, oder einem Download aus dem Internet heruntergeladen werden

• der Virus wird aktiv, sobald das Programm gestartet oder das Dokument geöffnet wird

• er wird von nun an bei jedem PC-Start automatisch aktiv, schleust sich in andere Programme ein, verbreitet sich und infiziert weitere Systeme

• dabei bedingt er Änderungen am Betriebssystem oder die Schädigung anderer Softwares

• es kommt zu Datenverlust oder Schäden an der Hardware

Mathematischer Aspekt:

• die Zahl der Woche, bezüglich der Anzahl neuer Schadprogrammvarianten (Viren) in Deutschland im Durchschnitt pro Tag, stellt eine offene Aufgabe dar, zu der die Lernenden eine Frage erstellen sollen, bei der man etwas berechnen muss und an-schließend die Berechnung durchführen müssen

• Je nachdem, welche Frage sich die SuS bei der offenen Aufgabe selbst stellen, müssen sie die schriftliche/halbschriftliche Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division anwenden

• Der Prozess, den die SuS innerhalb der Bearbeitung der offenen Aufgabe durchlaufen, ist das mathematische Modellieren

Mathematik- und informatikdidaktischer Gehalt der Lernumgebung[Bearbeiten]

Didaktische Analyse[Bearbeiten]

Welche Befunde zu Vorgehensweisen bzw. typischen Fehlern/ Hindernissen gibt es in der Literatur?

„Das Lösen von Modellierungsaufgaben mit offenem Anfangszustand stellt vielfältige Anforderungen an die Lernenden. Zunächst muss die Offenheit des Problems identifiziert werden (Krawitz et al., 2018). Viele Lernende haben Schwierigkeiten offene Aufgaben als eben diese zu identifizieren, beachten stattdessen nur die vorliegenden Angaben und gegeben realitätsferne Antworten (Dewolf et al., 2017)“ (Wiehe, 2022, S. 2)

„Gute“ Aufgaben & Differenzierung[Bearbeiten]

1. Analyse der Aufgabenstellungen und Arbeitsaufträge nach den Kriterien „guter“ Aufgaben zum Lernen (bzgl. Mathematik & informatische Bildung):

a. Mathematische & informatische Ergiebigkeit (Kompetenzorientierung)

Mit den Aufgabenstellungen werden auf Basis grundlegender mathematischer Fähigkeiten die allgemeinen mathematischen Kompeten-zen (Argumentieren, Problemlösen, Kommunizieren, Modellieren, Darstellen) und die inhaltlichen mathematischen Kompetenzen in dem Bereich "Zahl und Operation" gefördert, da innerhalb der offenen Aufgabe das mathematische Modellieren durch die SuS erfolgen muss und die Operationen Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division ggf. angewendet werden müssen. Das Argumentieren und das Kommunizieren werden gefördert, indem die SuS ihre Lösungswege und Lösungen sowohl einem Partner als auch der Klasse erklären können müssen, sodass sie nachvollzogen werden können. Das Problemlösen wird gefördert, indem die Lernenden zur Berechnung der offenen Aufgabe erst einmal selbst eine Frage formulieren müssen. Das Modellieren wird gefördert, indem die Kinder den Modellierungskreislauf innerhalb der Bearbeitung der offenen Aufgabe durchlaufen müssen. Das Darstellen wird gefördert, indem die SuS mit verschiedenen Darstellungsmöglichkeiten wie etwa der Mindmap umgehen und sie kreativ gestalten.

b. Offenheit & optimale Passung

Durch die offene Aufgabe werden verschiedene Herangehensweisen, Lösungswege sowie auch Lösungen der SuS gefördert. So können die Lernenden auf unterschiedlichen Lern- und Leistungsniveaus an einem gemeinsamen Gegenstand arbeiten. Auch werden bei der Ergänzung der Mindmap, während dem Bearbeiten des Lernmoduls, individuelle Lösungen gefördert, da hier nur geringe Angaben zur Gestaltung und zum Inhalt gemacht werden.

c. Authentizität, Aktivierung & Motivation

Die Lernumgebung ist dahingehend authentisch, dass Der Handy-/Computerviren-Forscheraspekt, welcher sich durch die ganze Lernumgebung zieht, wirkt für die SuS aktivierend, da er als thematische Einbettung fungiert und sie als Virenforscher eine explizite Aufgabe haben, die sie innerhalb der Lernumgebung verfolgen. Durch diese Offenheit und die bereitgestellten Materialien werden die Kinder zum Explorieren und Experimentieren aufgefordert und motiviert (Winter & Walther, 2006, S. 8). Auch wirkt die offene Aufgabe motivierend, da sich die Lernenden hier selbst aussuchen dürfen, was sie berechnen.

d. Verständlichkeit

Die Aufgabenstellungen und Lesetexte des Lernmoduls können über die Webseite vorgelesen werden, der Informationstext auf dem Arbeitsblatt wird im Plenum vorgelesen und die einzelnen Aufgabenstellungen können von der LP nach dem Austeilen der Arbeitsblätter vorgelesen werden. So wird die sprachliche Verständlichkeit gewährleistet. Die inhaltliche Verständlichkeit wird dadurch gewährleistet, dass die SuS bereits einen ersten Zugang zu dem Thema „Viren“ durch das Coronavirus haben und sich so in etwa erklären können, was ein Handy- oder Computervirus bei dem jeweiligen Gerät bewirkt. Außerdem fördern das schrittwiese komplexer werdende Lernmodul und der anschließende Test ebenfalls das inhaltliche Verständnis.

Artikulation, Kommunikation, Soziale Organisation[Bearbeiten]

1. Inwiefern werden die Artikulationsoptionen Handeln, Sprechen und Schreiben ausgenutzt?

• Handeln: Das Arbeiten mit dem Lernmodul steht für die handelnde Artikulationsoption.

• Schreiben: Eine Notation der Rechenwege und der Erklärungen wird angeregt. Das Ausfüllen einer Mindmap soll erfolgen.

• Sprechen: Argumentationen der Rechenwege und Entdeckungen werden vor dem Aufschreiben oder im Nachgang mitgeteilt und mit den Mitschüler*innen und der Lehrkraft diskutiert.

2. Wird Raum zum Gestalten und Raum zum Behalten gelassen?

Die Mindmap, welche die SuS individuell ausfüllen, bietet Raum zum Gestalten, da hier keine festen Vorgaben gemacht werden und somit die Kreativität der Kinder angeregt wird. Da die Lernenden innerhalb der Stunde ihr erlerntes Wissen festhalten und auch wiederholen, sowie einen Merkzettel am Ende der Stunde erhalten, wird das erlernte Wissen dauerhaft festgehalten und somit Raum zum Behalten gewährleistet.

3. Welche Sozialformen werden verwendet?

Das Lernmodul wird von den Kindern in Einzelarbeit bearbeitet (Erarbeitung). In der Sicherung lesen sich die SuS ihre individuellen Ergebnisse noch einmal durch (Ich), danach tauschen sie sich mit ihrem Sitznachbarn darüber aus (Du) und im Anschluss daran stellen sie gemeinsam ihre Ergebnisse vor der Klasse vor (Wir). Mit den Ergebnissen der SuS wird die Mindmap vom Anfang der Stunde ergänzt. Die SuS werden ebenfalls darum gebeten, ihre individuellen Mindmaps mit den Ergebnissen der anderen Kinder zu ergänzen (Ich-Du-Wir-Methode).

4. Wie wird die Schlusssequenz im Sinne einer gemeinsamen Reflexion mit den Schülerinnen und Schülern gestaltet?

In der Sicherung lesen sich die SuS ihre individuellen Ergebnisse noch einmal durch (Ich), danach tauschen sie sich mit ihrem Sitznachbarn darüber aus (Du) und im Anschluss daran stellen sie gemeinsam ihre Ergebnisse vor der Klasse vor (Wir). Mit den Ergebnissen der SuS wird die Mindmap vom Anfang der Stunde ergänzt. Die SuS werden ebenfalls darum gebeten, ihre individuellen Mindmaps mit den Ergebnissen der anderen Kinder zu ergänzen (Ich-Du-Wir-Methode).

Potenzial des Einsatzes (digitaler) Medien[Bearbeiten]

1. Welches investive Material wird benötigt?

Für die Lernumgebung wird kein investives Material benötigt.

2. An welcher Stelle wird der Umgang mit (digitalen) Arbeitsmitteln und den enthaltenen Potentialen von den Kindern erlernt?

Die Kinder erlernen den Umgang mit digitalen Arbeitsmitteln, indem sie mit einem Lernmodul zum Thema „Viren und andere Computerkrankheiten“ arbeiten und dabei erkennen, dass digitale Medien zur Informationsbeschaffung dienen können.

3. Welches konsumtive Material wird benötigt?

Für die Lernumgebung wird ein Arbeitsblatt mit einem Informationstext, 4 Arbeitsblätter mit verschiedenen Aufgabenstellungen und ein bereits ausgefüllter Merkzettel benötigt. Zu jeder Aufgabenstellung sind entweder Rechen- oder leere Kästchen oder eine Mindmap zum Aufschreiben vorhanden.

4. Wie organisieren Sie das Material?

Die Kinder legen sich das Arbeitsmaterial an ihrem Arbeitsplatz selbst zurecht und die Aufgaben auf den Arbeitsblättern sowie die Arbeitsblätter als solche sind nummeriert, was die Reihenfolge der Bearbeitung verdeutlicht. Beim Einsatz im Unterricht werden die Arbeitsblätter nach und nach ausgeteilt. Die benötigten Tablets für das Lernmodul werden von der LP an den einzelnen Tischen verteilt. Falls es keine verfügbaren Tablets geben sollte, können die SuS ihre Handys benutzen. Falls ein Kind kein Handy haben sollte, kann es sich einem anderen Kind anschließen.

5. Welche Vor- und Nachteile hat die jeweilige Organisation des Materials?

Vorteil: Mit dieser Organisationsform wird eine Selbstständigkeit der SuS vorausgesetzt, die in dieser Altersgruppe bereits verlangt werden kann.

Nachteil: Die vielen Arbeitsblätter, welche die SuS am Ende der Stunde auf ihrem Platz liegen haben, könnten überfordernd wirken und dahingehend Unordnung entstehen.

6. In welcher Funktion werden die Arbeitsmittel/ digitale Medien jeweils eingesetzt?

Die Arbeitsblätter dienen zur Mitteilung der einzelnen Arbeitsaufträge, wobei diese bei Schwierigkeiten oder Unsicherheiten noch einmal zusätzlich mündlich besprochen werden können. Die Arbeitsblätter haben außerdem die folgenden Funktionen:

1. „Mittel zur Darstellung mathematischer Sachverhalte” (Krauthausen, 2018, S. 327): Durch das Arbeitsblatt werden die Zahlen dargestellt und die offene Aufgabe verlangt, dass die SuS mit Zahlzeichen arbeiten, da sie einen Term bzw. eine Gleichung, in Form einer Rechenaufgabe, die sie lösen, aufstellen sollen (Zahldarstellung).

2. „Mittel zum Ausführen von mathematischen Verfahren” (Krauthausen, 2018, S. 328): Bei der offenen Aufgabe müssen die SuS eine Rechenaufgabe zu ihrer formulierten Frage berechnen (Rechnen).

3. „Mittel zum Argumentieren und Beweisen“ (Krauthausen, 2018, S. 329): Durch die individuellen Lösungen und das Austauschen mit dem Partner bei der offenen Aufgabe, wird das Argumentieren und Beweisen der SuS geschult. Das Lernmodul fördert die digitale Medienkompetenz.

7. Welche fachdidaktischen Potenziale bringen die Arbeitsmittel/ digitalen Medien mit?

Offene Aufgabe:

Offene Aufgaben lassen unterschiedliche, eigenständige Herangehensweisen zu und bedingen diese (Blömeke, 2006). Des Weiteren lassen sie unterschiedliche Lösungen und Lösungswege zu und bedingen diese ebenfalls (ebd.). Sie fördern Prozesse des Problemlösens sowie des entdeckenden Arbeitens (ebd.).

Lernmodul:

• Fördert die Medienkompetenz

• Fördert die Selbstständigkeit

(Stahl, 2018)

• „Selbstgesteuertes Lernen: Durch eine hohe Medien- und Informationskompetenz sind Lerner in der Lage, selbstorganisiert zu lernen und zu entscheiden, welche Inhalte, Lernwerkzeuge und Didaktiken ihren eigenen Lernbedarfen am ehesten entsprechen.“

• „Adaptives Lernen: In diesem Fall wird der Computer bzw. das Lernsystem zum „Lernassistenten“. Durch die Messung verschiedener Parameter der Nutzung und im Vergleich mit anderen Lernern kann das Lernsystem dem Lerner Vorschläge für den weiteren Lernprozess anbieten, z.B. weitere Lerninhalte oder zusätzliche Software-Funktionen. Hierfür muss sich das Lernsystem an Konzepten der künstlichen Intelligenz orientieren.“

(Goertz, 2017, S. 23)

8. Stimmt das „Preis-Leistungs-Verhältnis“ der Lernumgebung, sodass keine Unausgewogenheit an Material und Zeitaufwand spürbar wird?

Die Verhältnismäßigkeit (Preis-Leistung) der Lernumgebung stellt kein Problem dar, da lediglich Arbeitsblätter ausgedruckt werden müssen. Falls keine Tablets vorhanden sind, kann auf Handys zurückgegriffen werden. Auch besteht keine Unausgewogenheit an Material und Zeitaufwand.

9. Wieviel Zuwendung der Lehrperson ist notwendig und kann fehlende Zuwendung der Lehrperson durch sachbezogene und erfolgreiche Kooperation der Kinder ausgeglichen werden?

Die Lehrperson sollte als Ansprechpartner stets zur Verfügung stehen. Insbesondere, wenn der Umgang mit digitalen Medien oder Online-Lernmodulen noch nicht geübt wurde. Auch setzt die Lernumgebung voraus, dass die Kinder argumentieren und kommunizieren. Dies ist für Kinder immer eine anspruchsvolle Situation und bedarf einer Anleitung durch die Lehrkraft und bei einer zielführenden Argumentation auch der weiteren „Gerüststellung“. Die Aufgaben selbst können eigenständig bearbeitet werden, jedoch wäre eine durchgehende kooperative Bearbeitung ebenfalls denkbar.

Evaluation[Bearbeiten]

1. Ermöglicht die Lernumgebung das Erzeugen von Strategiedokumenten?

Denkbar wären heuristische Strategien, wie:

• Suchraumeingrenzung durch Teilzielbildung: Falls die SuS eine Frage zu der offenen Aufgabe formulieren, bei welcher eine schrittweise Berechnung notwendig ist.

• Suchraumeingrenzung durch Vorwärts- und Rückwärtsarbeiten: Je nachdem, welche Berechnung die SuS durchführen müssen.

• Analogiebildung: Falls die SuS eine Aufgabe erstellen, die einer bereits gelösten Aufgabe ähnelt.

• Hilfsmittel einbeziehen: Bei Schwierigkeiten bei der Berechnung der selbst erdachten Aufgabe könnte das Dienes-Material als Hilfsmittel eingesetzt werden.

Die Arbeitsblätter dienen der schriftlichen Festhaltung der Lösungen durch die Kinder.

2. Kann identifiziert werden, was an einer Schülerlösung anerkennenswert ist?

Anhand der Schülerdokumente kann identifiziert werden, welche SuS das Lernmodul besonders aufmerksam und interessiert verfolgt haben und daher ihre Mindmap um viele Begriffe, vor allem Fachbegriffe, erweitert haben. Auch ist anhand der Berechnung der offenen Aufgabe erkennbar, welches Kompetenzniveau bzw. welchen Lern- und Leistungsstand die SuS im bisherigen Mathematikunterricht erreicht haben und inwieweit sie motiviert sind, sich selbst eine komplexe Aufgabe zu stellen und diese auch erfolgreich zu lösen. Das Durchhaltevermögen der SuS kann innerhalb des Lernmoduls, durch das Erreichen einer bestimmten Punktzahl beim Test des Lernmoduls sowie in Bezug auf die Komplexität der selbst gestellten Aufgabe, erkannt werden. Auch bietet die anschließende Reflexion des Lernmoduls im Plenum die Möglichkeit, einen genaueren Einblick in eventuell verdeckte Gedankengänge zu erhalten.

3. Kann identifiziert werden, welche Leistungen zum so-zialen Lernen beitragen?

Innerhalb der Partnerarbeit nach der Berechnung der offenen Aufgabe und der „Ich-Du-Wir-Methode“ in der Sicherung ist deutlich erkennbar, inwiefern die einzelnen SuS mit dem sozialen Lernen zurechtkommen, wie sie dieses erfolgreich gestalten und inwiefern sich der soziale Austausch über mathematische sowie informatische Aspekte für sie positiv auswirkt. Die gemeinsamen Argumentationsprozesse fördern das soziale Lernen enorm, da die SuS auch voneinander lernen können.

Vernetzung mit anderen Lernumgebungen[Bearbeiten]

1. Bietet die Lernumgebungen Beziehungen zu anderen Strategien im selben mathematischen Problemfeld? (Sind spezielle Lehr- und Lernaktivitäten vor und nach der Lernumgebung möglich/ notwendig? Wie könnten weiterführende Aufgabenstellungen lauten?)

Vor der Lernumgebung zu der Frage „Wie kriegt ein Handy oder ein Computer einen Virus?“ könnte eine Lernumgebung zum Umgang mit digitalen Medien durchgeführt werden. Hier könnte auch das Erklärvideo zum Umgang mit dem Lernmodul eingesetzt werden. Nach der Lernumgebung könnten weitere offene Fragen, Fermi-Aufgaben etc. zu diesem Thema bearbeitet werden oder auch ein Computervirensimulator (wenn dieser veröffentlicht wurde) ausprobiert werden.

2. Gibt es Beziehungen zu anderen Bereichen im Mathematikunterricht?

Diese Lernumgebung besitzt sowohl einen informatischen als auch einen mathematischen Bezug. So werden diese beiden Bereiche miteinander verknüpft.

3. Gibt es Beziehungen zu anderen Fächern?

Da das Lernmodul sowie die Arbeitsblätter große Lesetexte enthalten, die entweder gelesen oder gehört (im Lernmodul) werden können, wird die sprachliche Kompetenz, in Form des Lesens und Zuhörens gefördert. Des Weiteren wird durch das Austauschen mit dem Partner und das Vorstellen der Ergebnisse im Plenum die sprachliche Kompetenz hinsichtlich des Sprechens gefördert. Die SuS benötigen für diese Lernumgebung die Lesefähigkeit, das Verständnis der deutschen Sprache und einen angemessenen Wortschatz. Diese Voraussetzungen und Kompetenzen sind mit dem Fach „Deutsch“ verknüpft.

4. Gibt es Beziehungen zur außerschulischen Lebenswelt?

Das Wort „Virus“ kennen die SuS bereits durch das „Coronavirus“, welches auch in der außerschulischen Lebenswelt der Kinder große Relevanz besitzt. Des Weiteren spielt das Thema „Handy- und Computerviren“ eine große Rolle hinsichtlich des Fortschreitens der Digitalisierung und auch des fortschreitenden privaten Konsums digitaler Medien seitens der SuS.

Reflexion der Lernumgebung[Bearbeiten]

1. Welche Aspekte der Durchführung können problematisch werden (Stolpersteine, d.h. kleinere Probleme, die direkt behoben werden können)?

• Die Kinder kommen mit dem Lernmodul nicht zurecht: Hierzu kann die Einplanung des Erklärvideos zum Lernmodul erfolgen.

• Den Kindern fällt keine Frage zu der offenen Aufgabe ein: Hierzu können mögliche Fragen im Plenum besprochen werden.

• Die Kinder kennen den Begriff „Durchschnitt“ nicht: Dies kann vor der Durchführung abgeklärt werden.

• Die Kinder kommen selbständig nicht weiter und die Motivation geht verloren: Hier kann die LP weiterhelfen, indem sie schrittweise die SuS bei der Lösungsfindung anleitet.

2. Wann sollte die Lernumgebung nicht angewendet werden?

• Grundsätzlich ist ein Einsatz vor der 3. Klasse nicht möglich (Zahlenraum, ggf. schriftliche Multiplikation/Division).

• Sollte nicht angewendet werden, wenn große sprachliche Schwierigkeiten vorliegen bzw. sollten dann noch weitere sprachliche Gerüste angeboten werden.

• Wenn die Schule, an der die Lernumgebung durchgeführt wird, nicht die entsprechenden technischen Voraussetzungen erfüllt.

Literatur & Anhang[Bearbeiten]

Literatur

Bildungsstandards für das Fach Mathematik Primarbereich (2022), hrsg. vom Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik Deutschland, Berlin/Bonn. S. 7-13.

Blömeke, S., Risse, J., Müller, C., Eichler, D., Schulz, W. (2006). Analyse der Qualität von Aufgaben aus didaktischer und fachlicher Sicht. Ein allgemeines Modell und seine exemplarische Umsetzung im Unterrichtsfach Mathematik - In: Unterrichtswissenschaft 34 (2006) 4, S. 330-357 - URN: urn:nbn:de:0111-opus-55225 - DOI: 10.25656/01:5522

Goertz, L. (2017). Digitales Lernen adaptiv. Technische und didaktische Potenziale für die Weiterbildung der Zukunft. Gütersloh: Bertelsmann Stiftung. S. 23.

Käpnick, F. (2014). Mathematiklernen in der Grundschule. Berlin Heidelberg: Springer Spektrum.

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

Padberg, F., & Büchter, A. (2015). Einführung Mathematik Primarstufe – Arithmetik. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag.

Stahl, C., da Silva, A., Draghina, M., Fahrner, U. & Schilling, C. S. Selbstgesteuertes Lernen mit videobasierten Lernmodulen in der universitären Lehrer/innenbildung. S. 236. Abgerufen am 12.02.2023, verfügbar unter: https://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/opus4/frontdoor/deliver/index/docId/66233/file/IV_4_Stahl_et_al_Selbstgesteuertes_Lernen_Lernmodule_CS.pdf

Wiehe, K., Krawitz, J., Schukajlow, S. Rakoczy, M., Rakoczy, K. (2022). Lösen offener Aufgaben fördern - Konzeption einer Unterrichtsstudie im Projekt OModA. S. 2. Abgerufen am 12.02.2023, verfügbar unter: https://ivv5hpp.uni-muenster.de/u/sschu_12/pdf/Publikationen/Wiehe_2022_BzMU.pdf

Winter, H. & Walther, G. (2006). MATHEMATIK. Modul G 6: Fächerübergreifend und fächerverbindend unterrichten. Abgerufen am 12.02.2023, verfügbar unter: http://www.sinus-transfer.de/fileadmin/Materialien/ModulG6_Druckversion_13Maerz06.pdf

Lernmodul: https://www.internet-abc.de/kinder/lernmodul-viren-und-andere-computerkrankheiten/

Anhang

[[

|mini]] [[

|mini]]