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

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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.