Unterrichtsbeispiele, die mit einem (D) gekennzeichnet sind, eignen sich in besonderem Maße auch für den Distanzunterricht.
Raum und Form
Klötzchen
Verschiedene Darstellungen von Würfelbauwerken flexibel aufbauen und verknüpfen.
für iOS
Die handelnde Auseinandersetzung mit Würfelgebäuden und Bauplänen bietet vielfältige Möglichkeiten zur Förderung der Raumorientierung und -vorstellung.
Die App ‚Klötzchen‘ stellt hierfür eine sinnvolle Ergänzung in digitaler Form mit vielversprechenden Potentialen dar: Auf dem Tablet lassen sich ganz einfach Würfelgebäude durch Fingertippen erzeugen. Die Bildschirmansicht ist zweigeteilt. Im linken Bereich des Bildschirms steht dabei zum „Bauen“ ein Bauplan oder die dreidimensionale Darstellung zur Auswahl. Während des Bauprozesses wird dem Kind synchron in dem rechten Bereich des Bildschirms je nach Auswahl eine weitere zweidimensionale Darstellung (Bauplan, Schrägbild – sowohl als Kavaliersperspektive als auch isometrische Darstellung – oder Zweitafelbild) des Würfelgebäudes angezeigt, die sich bei jedem Bauschritt mitverändert. Wahlweise kann eine Bildschirmhälfte (bei der Appversion für das iPad) auch ausgeschaltet werden. Die dreidimensionale Darstellung kann zudem mit dem Finger so bewegt werden, dass sich jede mögliche Perspektive (z.B. Seitenansicht, Draufsicht, etc.) auf das Gebäude einnehmen lässt. Kleinere Änderungen wie bspw. Anzahl der Zeilen und Spalten oder Art der Würfel (Holzwürfel oder Steckwürfel) können in den Einstellungen der App für das iPad ebenfalls vorgenommen werden (Etzold & Janke, 2018). Die Appversion für das iPad bietet zudem die Möglichkeit, eigene Programmierungen von Schleifen in einer Code-Ansicht für das Erstellen von Würfelbauwerken vorzunehmen.
3D Modelle konstruieren
Digitale 3D Konstruktionen zur Förderung von räumlichem Vorstellen und Denken nutzen.
für alle gängigen Betriebssysteme (webbasiert)
Die Software Tinkercad© ist ein CAD Programm, mit dem Lernende durch Auswählen und Kombinieren verschiedener geometrischer Körper auf einer virtuellen Arbeitsfläche Bauwerke konstruieren können. Dabei können alle geometrischen Körper in ihren drei Dimensionen durch Ziehen und Schieben verformt werden.
Die Software ermöglicht so das Konstruieren von dreidimensionalen virtuellen Bauwerken, die Kinder in der Grundschule real ansonsten nicht konstruieren könnten. Grundsätzlich steht bei den vorgestellten Unterrichtsanregungen die Förderung des räumlichen Vorstellens und Denkens im Mittelpunkt. Unter Berücksichtigung verschiedener inhaltsbezogener und prozessbezogener Kompetenzen lassen sich durch die Einbettung der Software in den Mathematikunterricht verschiedene Schwerpunktsetzungen realisieren. Dabei spielt die gedankliche Planung, Umsetzung und Optimierung der Konstruktionsprozesse eine große Rolle.
Die Arbeitsmaterialien enthalten neben den Ausführungen zur Umsetzung im Unterricht auch Planungsraster, eine Kartei mit Abbildungen von Gegenständen, die konstruiert werden können und eine Übersicht der zur Verfügung stehenden Funktionen der App, die von den Kindern gemeinsam erarbeitet werden können.
3D Konstruktionen
Arbeitsmaterialien
Kartei Gegenstände aus der Umwelt
Formenmuster
Formenmuster durch Grundfunktionen des Programmierens herstellen.
unplugged: kein digitales Medium notwendig
Wenn es um den Inhalt Muster und Strukturen geht, liegt einerseits das Legen von Mustern mit geometrischen Formen nahe. Auf einer anderen, einer deutlich abstrakteren Ebene, werden Aspekte erkennbar, die dem Programmieren sehr nahe sind. Diese beiden Komponenten werden in diesem Unterrichtsbeispiel zusammengeführt. Dabei werden weniger komplexe Aspekte des Programmierens mit den sehr anschaulichen Aspekten des Erstellens von Mustern mit geometrischen Formen und Farben verknüpft. Dies unterstützt den Lernprozess in beide Richtungen. Formenmuster veranschaulichen Algorithmen auf eine deutliche und gut erkennbare Weise. Das Erkennen einer Schleife (eine in seiner Abfolge immer wiederkehrende Sequenz von Formen und Farben) kann durch entsprechende Syntax auch in einfacher Programmiersprache (in Form von Blockprogrammierung) dargestellt werden. Andererseits können entsprechende Algorithmen (und darin enthaltene Anweisungen, Blöcke und Schleifen) durch das Darstellen auf ikonischer/ geometrischer Ebene in Form von Formenmustern sichtbar und verständlich gemacht werden. Letzten Endes gilt für das Musterlegen sowie für das Programmieren ein wesentlicher Grundsatz, der auch in der Arithmetik im Bereich der Zahl- und Operationsvorstellung von entscheidender Bedeutung ist: Über die Verknüpfung von verschiedenen Darstellungsebenen (enaktiv, ikonisch, symbolisch sowie sprachlich) werden Verstehensprozesse entscheidend unterstützt. Erst wenn der Wechsel zwischen den Darstellungsebenen vollzogen werden kann, ist davon auszugehen, dass anwendbares Wissen erworben wurde.
weitere Materialien
Muster
Eine App zum Programmieren von Mustern.
für iOS
Die App `
Muster´ veranschaulicht Gemeinsamkeiten zwischen
geometrischen Mustern aus Formenreihen und
Schleifenstrukturen des Programmierens.
In der angebotenen Aufgabenkartei zur App werden Arbeitsaufträge zu verschiedenen Aspekten thematisiert, die dabei unterstützten, das Thema `Muster aus Formenreihen´ sowie das `Programmieren mit Schleifen´ näher zu beleuchten und tiefgehendere Einblicke in beide Bereiche zu erlangen.
Dabei ist die Aufgabenkartei so konzipiert, dass Aufgabenstellungen genutzt werden können, um einen gemeinsamen Einstieg in bestimmte Aspekte des Themas zu ermöglichen und die Arbeitsphase so zu gestalten, dass eine gemeinsame Reflexion stattfinden kann.
Das Unterrichtsmaterial zur App unterstützt Lehrende dabei, den Hintergrund zu einzelnen Aufgabentypen nachvollziehen zu können, Schwerpunkte und Impulse für einzelnen Unterrichtsstunden zu setzen, sowie Arbeits- und Reflexionsphasen zu gestalten.
Webunterrichtsmodul zur Unterrichtsreihe „Wir werden Tangram-Experten“.
Die hier vorgestellte Unterrichtsreihe stellt eine Möglichkeit dar, wie Unterricht in einer Mischung aus Präsenz- und Webunterricht strukturiert und organisiert werden kann. Die Erstellung eines Tangram-Buches erfordert die Thematisierung verschiedener Aspekte rund um das Thema Tangram. Neben der Erforschung der Figuren werden Legeregeln thematisiert sowie das freie Legen, Aus- und Nachlegen geübt. Im zweiten Teil der Unterrichtsreihe wird dann jede Schülerin und jeder Schüler Expertin oder Experte für die selbstständig erstellte oder ausgewählte Figur, um die anderen SchülerInnen bei der Bearbeitung der Expertenaufgabe unterstützen zu können. Das am Ende aus diesen Expertenaufgaben erstellte Tangram-Buch bietet neben weiteren Übungsmöglichkeiten ein für die SchülerInnen ansprechendes Endresultat der Unterrichtsreihe.
Überblick über das Unterrichtsvorhaben
