Digitale Medien im Mathematikunterricht
Der digitale Wandel betrifft heute nahezu alle Lebensbereiche unserer Gesellschaft. Im Zuge dieser Entwicklung wird auch die digitale Bildung immer wichtiger. Der Einsatz digitaler Medien in Schule und Unterricht ist längst nicht mehr neu. Die Vielfalt digitaler Medien eröffnet Möglichkeiten für das Lehren und Lernen, stellt Schulen aber gleichzeitig vor neue Herausforderungen. Die Medienbildung gehört zu den fächerübergreifenden Leitperspektiven des Bildungsplans. Für das Fach Mathematik ist ein vielfältiger Einsatz von digitalen Hilfsmitteln vorgesehen. Der mathematische Lernprozess soll unterstützt werden, indem die Schülerinnen und Schüler Sachverhalte und Ergebnisse selbst medial aufbereiten. Digitale Medien finden also nicht nur im Alltag Verwendung, sondern sollen auch in den Unterricht als sinnvolle Erweiterung der bisherigen Medien integriert werden.
Digitale Medien
„Digitale Medien sind dann solche Medien, die Informationen mit Hilfe elektronischer Geräte digital speichern oder übertragen und in bildhafter oder symbolischer Darstellung wiedergeben“ (Pallack, Digitale Medien im Mathematikunterricht, S.28). Die Lehrkraft hat die Wahl zwischen dem nicht-digitalen und dem digitalen Medium. Sie muss dabei fundiert entscheiden, denn die digitalen Medien sollen kein Ersatz sein, sondern als sinnvolle Ergänzung genutzt werden. Um diese Entscheidung treffen zu können, benötigt die Lehrkraft Medienkompetenz. „Unter Medienkompetenz wird die Bereitschaft und Fähigkeit verstanden, zeitgemäßes medienbezogenes Wissen und Können zur Lösung von Problemen anwenden zu können“ (Pallack, Digitale Medien im Mathematikunterricht, S. 46). Die Lehrkraft muss also sachkundig mit dem digitalen Medium umgehen können. Die Wirksamkeit des Einsatzes setzt dabei die Bereitschaft voraus, sich mit dem Medium zu beschäftigen und es anzuwenden. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, können und müssen die Medien situationsangepasst und anforderungsgerecht eingesetzt werden. Denn nicht jedes digitale Medium eignet sich, um einen Inhalt zu vermitteln. Anhand einer Studie von Kreijns (2013) wurden die Gründe für die Einsatzbereitschaft digitaler Medien genauer untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass die persönliche Haltung zu dem Einsatz den stärksten Einfluss darauf hat. Des Weiteren beeinflusst die eigene Souveränität im Umgang mit digitalen Medien den Einsatz maßgeblich. Die Studie zeigt, dass der wirksame Einsatz digitaler Medien in hohem Maße von der Lehrkraft abhängt. Eine Erkenntnis der Studie ist auch, dass die Nutzung in der Vergangenheit, die Bereitschaft für die Zukunft erhöht.
Mathematik mit dem Handy
Für viele Menschen und besonders für Jugendliche gehören Apps zum Alltag. Sie sind unkompliziert in der Anwendung und gerade deshalb so erfolgreich. Zudem besitzen 97% der Jugendlichen ein App-fähiges Gerät (Jugend, Information, Medien. Studie 2018). Apps sind damit ein potenzielles Medium, das im Unterricht verwendet werden kann. Dazu gibt es bereits eine vielfältige Auswahl an geeigneten Apps. Beispiele:
- Förderung des mathematischen Begriffsaufbaus beim Operieren mit den virtuellen Objekten → Stellenwerttafel-App Fördert flexibles Stellenwertverständnis bei Dezimalzahlen, begrenzte Zielgruppe: 4.-7. Klasse, darstellen der Zahlen durch verschieben von Plättchen
- Für Mathematik im Freien → MathCityMaps „Schnitzeljagd-App“
- Zur Unterstützung der Planung, Durchführung und Analyse von Unterricht → Plickers Schnelle Abfrage des Vorwissens der Schülerinnen und Schüler durch Multiple-Choice- oder Wahr-Falsch-Fragen, in allen Klassenstufen einsetzbar
Jede App, die im Unterricht verwendet wird, muss einen Beitrag zum Verständnis mathematischer Begriffe, Prozeduren oder Konzepte leisten. Daher ist nicht jede App für den Unterricht sinnvoll. Auch bei geeigneter Wahl kommt es auf den Einsatz an. Wenn eine App einen Beitrag für die Schüler leisten kann, können Aufgaben gegebenenfalls so angepasst werden, dass der Einsatz vorteilhaft ist. Allerdings ist zu beachten, dass keine App pauschal gut oder schlecht ist. Sie müssen immer in Bezug auf die fachlichen und pädagogischen Ziele des Unterrichts beurteilt werden.
Vor- und Nachteile digitaler Medien im Schulalltag
GeoGebra
GeoGebra ist eine dynamische Mathematiksoftware, die 2001 von Dr. Markus Hohenwarter entwickelt wurde. Es ist ein kostenloses Softwarepaket, dass stets weiterentwickelt wird und aktuell in der 6. Version verfügbar ist. Das Ziel von GeoGebra ist die Unterstützung des Lehrens und Lernens. Schülerinnen und Schüler sollen die Möglichkeit haben, Mathematik besser sehen, begreifen und erleben zu können.
GeoGebra im Unterricht GeoGebra eignet sich für den Mathematikunterricht, da es für diesen entwickelt und damit auf seine spezifischen Anforderungen angepasst wurde. Die einfache Bedienung ermöglicht die Einführung und Anwendung in allen Altersklassen. GeoGebra ist ein Werkzeug in Schüler- und Lehrerhand, denn es kann von beiden Seiten vielfältig genutzt werden. Den Schülern dient es beispielsweise zur selbstständigen Ergebnisüberprüfung. Das eigenständige Arbeiten ermöglicht ein entdeckendes und forschendes Lernen. Da sich Bilder leicht exportieren lassen, können Lehrer GeoGebra nutzen, um Aufgaben für Arbeitsblätter oder Klassenarbeiten zu generieren. Mit GeoGebra lassen sich viele mathematische Sachverhalte visualisieren, wodurch das Erklären und Verstehen unterstützt wird.
Rule of four Es gibt verschiedene didaktische Unterrichtsmethoden, die zur mathematischen Problemlösung beitragen. Mit der Methode Rule of four lässt sich ein Problem auf vier Weisen darstellen. Graphisch, numerisch, symbolisch und mittels Sprache. Die Schülerinnen und Schüler haben damit die Möglichkeit, die Problemstellung aus unterschiedlichen Perspektiven zu betrachten. Indem sie selbst ein Problem auf verschiedene Weisen darstellen, können die Schüler auch den Zusammenhang und die Übertragbarkeit erkennen. Die Methode kann so zum besseren mathematischen Verständnis beitragen. Auch mit GeoGebra lassen sich die vier Darstellungsformen der Rule of four visualisieren und zudem dynamisch verknüpfen. Die Software ermöglicht verschiedene Perspektiven auf einen mathematischen Gegenstand, indem sie Geometrie, Tabellenkalkulation, Algebra, Zeichnungen, Statistik und Analysis vereint. Im Unterricht kann GeoGebra somit vielfältig eingesetzt werden. Die Einführung von GeoGebra kann mittels eines „Geometrie-Diktats“ erfolgen. Hierbei diktiert man seinem Partner eine geometrische Aufgabe und dieser muss es im Programm umsetzen. Dabei erlernen die Schüler spielerisch die Funktionen von GeoGebra kennen. Die Aufgaben können dabei in schriftlicher, tabellarischer oder bildhafter Form vorliegen.
Quellen
Beling, Björn: Sehen, wo ihr steht. Mit Plickers diagnostizieren und planen. In: Mathematik lehren 215 (2019), S. 39-41. Grashöfer, Katja/Sandkühler, Gunnar/Schneider, Jost (Hrsg.): Neue Medien in der Sekundarstufe, das Praxisbuch. Profi-Tipps und Materialien aus der Lehrerfortbildung, Augsburg, 2015. Hillmayr, Delia/Reinhold, Frank/Reiss, Kristina/Ziernwald, Lisa (Hrsg.): Digitale Medien im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe. Einsatzmöglichkeiten, Umsetzung und Wirksamkeit, Münster, 2018. Hoffkamp, Ulrich/Kortenkamp, Andrea: Mathe in der Hosentasche. Keine Angst vor Apps und Co. Im Unterricht. In: Mathematik lehren 215 (2019), S. 2-5. Hoffkamp, Andrea/Podemski, Juliane: Stellenwerttafel-App. Stellenwerte bei Dezimalzahlen wirklich verstehen. In: Mathematik lehren 215 (2019), S. 6-10. Kaenders, Rainer/Schmidt, Reinhard (Hrsg): Mit GeoGebra mehr Mathematik verstehen. Beispiele für die Förderung eines tieferen Mathematikverständnisses aus dem GeoGebra Institut Köln/Bonn, Wiesbaden, 2014. Ministerium für Kultus, Jugend und Sport (Hrsg.): Bildungsplan des Gymnasiums. Mathematik, Stuttgart, 2016. Pallack, Andreas: Digitale Medien im Mathematikunterricht der Sekundarstufe I+II, Berlin, 2019. Hartman, Marie: 5 Vorteile des Unterrichts mit digitalen Medien. In: Gesellschaft für digitale Bildung, https://www.gfdb.de/vorteile-unterricht-digitale-medien/,Datum des Zugriffs: 16.10.2019. Knoop, Julia und Lankau, Ralf: PRO und KONTRA: Digitale Medien in der Schule. In: bankenverband, https://bankenverband.de/blog/pro-und-kontra-digitale-medien-der-schule/, Datum des Zugriffs: 16.10.2019. Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung (Hrsg.): Computereinsatz im Mathematikunterricht. In: isb.bayern.de, https://www.isb.bayern.de/gymnasium/faecher/mathematik-informatik/mathematik/weitere informationen/computereinsatz_im_mathematikunterricht/, Datum des Zugriffs: 20.10.2019. Roth, Jürgen: Didaktik der Geometrie. In: Uni-Landau, http://www.dms.uni-landau.de/roth/lehre/skripte/did_geometrie/did_geometrie_1_ziele_und_inhalte.pdf, Datum des Zugriffs: 17.10.2019. Was ist GeoGebra. In: Pythagoras Club, http://www.pythagoras-club.ch/temp/file_1011113712a.pdf, Datum des Zugriffs: 18.10.2019.