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Steffen	
  Schaal,	
  Chris'an	
  Spannagel	
  und	
  Markus	
  Vogel



Mehr als eine Rechenmaschine
Computer im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht
Im	
   mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen	
   Unterricht	
   kann	
   der	
   Computer	
   verschiedene	
   Funk'onen	
   als
Werkzeug	
   übernehmen.	
   Er	
   bietet	
   beispielsweise	
   die	
   Möglichkeit,	
   komplexe	
   Berechnungen	
   durchzuführen,
abstrakte	
  Sachverhalte	
  zu	
  veranschaulichen	
  und	
  mathema'sch-­‐naturwissenschaIliche	
  Kontexte	
  zu	
  erfor-­‐
schen.	
  Dabei	
  ist	
  der	
  Computer	
  in	
  der	
  Regel	
  nicht	
  nur	
  HilfsmiFel,	
  sondern	
  auch	
  Lerninhalt.	
  Seine	
  Nutzung
muss	
   ebenso	
   erlernt	
   werden,	
   wie	
   die	
   mathema'schen	
   oder	
   naturwissenschaIlichen	
   Fachinhalte.	
   Unter
anderem	
   muss	
   aus	
   diesem	
   Grund	
   der	
   Computereinsatz	
   didak'sch-­‐methodisch	
   begründet	
   und	
   geplant
sein,	
  um	
  Gefahren	
  und	
  Probleme	
  der	
  Computernutzung	
  im	
  Unterricht	
  zu	
  vermeiden.




Quelle:	
  Jorge	
  Franganillo
URL:	
  hFp://www.flickr.com/photos/franganillo/3676227162/	
  [2010-­‐12-­‐12]



                                                                              #mathema'k
                                                                              #spezial
                                                                              #fachgegenstand

                                                                              Version	
  vom	
  1.	
  Februar	
  2011



                                                                      Für	
  dieses	
  Kapitel	
  wird	
  noch	
  ein	
  Pate	
  gesucht,
 Jetzt Pate werden!                                         mehr	
  Informa'onen	
  unter:	
  hFp://l3t.eu/patenschaI
2	
  —	
  Lehrbuch	
  für	
  Lernen	
  und	
  Lehren	
  mit	
  Technologien	
  (L3T)


                                                                                       werbung und einen Lebenslauf zu schreiben, und im
1. Einleitung
                                                                                       Mathematikunterricht wird die Nutzung eines Tabel-
                                                                                       lenkalkulationssystems zur Auswertung von Daten
         In	
  diesem	
  Kapitel	
  wird	
  im	
  Wesentlichen	
  der	
  Computer
                                                                                       erlernt. Letztlich wird in computerunterstützten
  !      als	
   technologisches	
   Werkzeug	
   im	
   Unterricht	
   be-­‐
         trachtet.	
   Die	
   Überlegungen,	
   die	
   in	
   diesem	
   AbschniF    Lehr- und Lernsituationen das Erlernen der Compu-
         beschrieben	
   werden,	
   gelten	
   aber	
   auch	
   für	
   andere       ternutzung integraler Bestandteil: Die Verwendung
         Technologieformen,	
   wie	
   beispielsweise	
   leistungs-­‐                des Computers wird anhand fachlicher Probleme mo-
         fähige	
  Smartphones.                                                        tiviert, und fachliche Inhalte werden durch Technolo-
                                                                                       gieeinsatz verständlich vermittelt bzw. erarbeitet.
Der Computer kann – nicht nur im mathematisch-na-
                                                                                       2. Funk.onen	
  des	
  Computers
turwissenschaftlichen Unterricht – verschiedene
Rollen in Lehr- und Lernsituationen einnehmen                                          Betrachtet man den Computer als Werkzeug, so
(Spannagel, 2007). Zum einen kann er als Hilfsmittel                                   lassen sich verschiedene Nutzungskategorien fest-
eingesetzt werden mit dem Ziel, bestimmte Inhalte                                      machen (vgl. Köhler, 2004; Weitzel, 2004; Spannagel,
oder Kompetenzen zu vermitteln. In diesem Fall ist                                     2007). Diese Kategorien sind in Abbildung 1 darge-
er Medium, mit dessen Hilfe Inhalte dargestellt                                        stellt. Sie sind nicht trennscharf; so können Wikis bei-
werden, oder Werkzeug, das zur Herstellung digitaler                                   spielsweise der Informationssuche dienen (Recher-
Produkte dient. Ähnlich wie bei jedem anderen Me-                                      chewerkzeug) oder der textbasierten Zusammenarbeit
dium und Werkzeug muss die Lehrperson ent-                                             (Kollaborationswerkzeug).
scheiden, in welchen Unterrichtsphasen, bei welchen
                                                                                       Computer	
  als	
  Rechenwerkzeug
Inhalten, mit welchen Lernzielen und für welche Ler-
nenden der Computer geeignet ist. Er „konkurriert“                                     Im Mathematikunterricht spielt Tabellenkalkulation
in diesem Fall mit anderen Medien (wie Büchern und                                     eine wesentliche Rolle. Tabellenkalkulationssoftware
Filmen) und Werkzeugen (wie beispielsweise Papier,                                     kann Lernende von einfachen, oftmals wiederkeh-
Bleistift und Geodreieck). Zum anderen kann er                                         renden Berechnungen befreien und so kognitive Res-
selbst zum Lerninhalt werden, nämlich dann, wenn                                       sourcen für das tiefere Verständnis von Lerninhalten
die Nutzung von Software selbst Lernziel ist. So zählt                                 frei räumen: Routineaufgaben werden vom Computer
es zu den allgemein bildenden Aufgaben der Schule,                                     gelöst, während sich die Lernenden anspruchsvol-
informationstechnische Grundbildung zu vermitteln.                                     leren Aufgaben widmen können. Der Computer
Hierzu zählen die Beherrschung von Standardanwen-                                      übernimmt dabei die Funktion des (funktionsmächti-
dungen wie Textverarbeitung, Tabellenkalkulation                                       geren) Taschenrechners. So können beispielsweise
und Präsentationssoftware und die zielgerichtete                                       Daten von naturwissenschaftlichen Experimenten
Nutzung des Internets zu Recherchezwecken.                                             einfach ausgewertet werden, ohne dass dabei Kenn-
   Die Rollen Hilfsmittel und Lerninhalt schließen                                     größen wie Mittelwerte und Standardabweichungen
sich nicht aus, sie sind in der Regel sogar miteinander                                von den Lernenden selbst berechnet werden müssen.
verbunden. Das Erlernen der Computernutzung                                            In diese Kategorie gehören auch Computeralgebra-
findet oft nicht (nur) in einem separaten Schulfach                                    systeme, die den Lernenden algebraische Umfor-
statt, sondern ist in die Fächer integriert und wird                                   mungen abnehmen können. Der Einsatz des Com-
dort mit traditionellen Lerninhalten verwoben. So                                      puters als Rechenwerkzeug hängt von den gesetzten
wird beispielsweise im Deutschunterricht ein Textver-                                  Lernzielen ab: Wenn bestimmte Berechnungsroutinen
arbeitungssystem eingesetzt, um damit eine Be-                                         erlernt werden sollen, dann sollte man vom Einsatz




      Abbildung	
  1:	
  Funktionen	
  des	
  Computers	
  mit	
  exemplarischen	
  Aspekten
Mehr	
  als	
  eine	
  Rechenmaschine.	
  Computer	
  im	
  mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen	
  Unterricht—	
  3


des Computers oder Taschenrechners absehen oder                                             schirmexperimente (IBE) (Kirstein & Nordmeier,
ihn allenfalls zur Überprüfung der Ergebnisse ein-                                          2007) die Möglichkeit, die Funktionsweise von Ge-
setzen. Sollen sich die Lernenden hingegen Problem-                                         räten zu erkunden, ohne Gefahr zu laufen, reale
aufgaben widmen, dann kann der Computer zu einer                                            Geräte zu beschädigen. Nach der Explorationsphase
Entlastung von Routineaufgaben beitragen.                                                   am Computer können die Lernenden zur Bedienung
                                                                                            der echten Geräte zugelassen werden. Je nach er-
Computer	
  als	
  Explora.onswerkzeug
                                                                                            wünschtem Lernziel können aber auch virtuelle Ex-
                                                                                            perimente (siehe Kapitel #labor) die reale Durch-
      Links	
   zu	
   dem	
   im	
   Kapitel	
   beschriebenen	
   Beispielen
                                                                                            führung ersetzen, wenn wenig Zeit oder finanzielle
  !   finden	
  Sie	
  in	
  der	
  L3T	
  Gruppe	
  bei	
  Mr.	
  Wong	
  unter	
  Ver-­‐
      wendung	
  der	
  Hashtags	
  #l3t	
  #mathema'k
                                                                                            Ressourcen für naturwissenschaftliche Experimente
                                                                                            zur Verfügung stehen. Grundsätzlich steht hier die
                                                                                            kognitive Aktivierung im Vordergrund, das haptische
                                                                                            Handhaben von Messgeräten führt nicht unbedingt
Lernende können die Berechnungskapazitäten des                                              zu besseren Lernerfolgen.
Computers nutzen, um Hypothesen schnell zu testen,                                              Mobile Computertechnologien eröffnen die Mög-
ohne jedes Mal selbst wieder alle Rechnungen durch-                                         lichkeit zu ortsbezogenen Aktivitäten an außerschuli-
zuführen. So können sie beispielsweise Zufallsexperi-                                       schen Lernorten oder in der Natur. Der Einsatz von
mente mit dem Computer simulieren: Mit Hilfe einer                                          Geoinformationssystemen (zum Beispiel unter
Tabellenkalkulation kann ein virtueller Würfel auf                                          Nutzung von GPS) ermöglicht beispielsweise Lern-
Knopfdruck beliebig oft geworfen werden, und das                                            und Arbeitsformen zum eigenständigen und selbstge-
Resultat kann sofort mit Hilfe von Diagrammen vi-                                           steuerten Entdecken von Lebensräumen, bei denen
sualisiert werden. Ebenso dienen dynamische Geo-                                            der Lernende entweder an interessanten Stellen rele-
metrie-Systeme (DGS) der Exploration. Im Ge-                                                vante Informationen abrufen kann oder mit deren
gensatz zu geometrischen Konstruktionen auf Papier                                          Hilfe auch motivierende Lern-Spielformen realisiert
oder auf der Tafel können Konstruktionen in einem                                           werden können (Baker & White, 2003).
D G S dynamisch verändert werden. Wird beispiels-
weise der Thaleskreis konstruiert, so kann man mit
einem DGS die Größe des Winkels am Kreisbogen                                                      Beispiel	
  zu	
  Unterrichtsmaterialien:
explorativ untersuchen, indem man die entspre-
chende Ecke des Dreiecks entlang des Kreisbogens
                                                                                              !     ▸ hFp://www.dynamische-­‐
                                                                                                      geometrie.de/index1.htm	
  
bewegt, oder umgekehrt lässt sich der Thaleskreis-                                                  ▸ hFp://www.juergen-­‐roth.de/dynageo_roth.html	
  
bogen als Spur eines variablen Punktes über einer
Strecke finden, dessen Verbindungslinien zu An-                                             Computer	
  als	
  Visualisierungswerkzeug
fangs- und Endpunkt der betreffenden Strecke einen                                          Mit Hilfe von Tabellenkalkulationsprogrammen oder
rechten Winkel einschließen.                                                                Statistiksoftware können Daten aus naturwissen-
   Phänomene in der Natur sind nicht immer im Ori-                                          schaftlichen Experimenten einfach aufgenommen
ginal „erlebbar“ und naturwissenschaftliche Versuche                                        und beispielsweise durch Diagramme visualisiert
sind zuweilen entweder zu kostspielig, aufwändig, zei-                                      werden. Darüber hinaus bieten die Interaktivität und
tintensiv, schlecht realisierbar oder schlicht zu ge-                                       Dynamik computerbasierter Repräsentationen den
fährlich, um sie im Unterricht real durchzuführen.                                          Lernenden die Möglichkeit, Veränderungen zu sehen
Mit Hilfe von computergestützten Technologien                                               und nachzuvollziehen, die sie sich aus eigener Kraft
lassen sich beispielsweise durch Simulationen die rele-                                     nicht ohne externe Hilfsmittel vorstellen können
vanten Grundlagen für das Verständnis von Phäno-                                            (Supplantation; Salomon, 1994). So können zum Bei-
menen eigenständig erarbeiten, dokumentieren und                                            spiel abstrakte Repräsentationen, wie Funktions-
interpretieren. Mit Hilfe von Sensoren können                                               graphen, dynamisch mit den repräsentierten Sachver-
zudem Daten der „wirklichen Welt“ generiert und in                                          halten als multiple externe Repräsentationen ver-
einer virtuellen Welt verarbeitet, interpretiert und zu-                                    knüpft werden (Ainsworth, 1999; Vogel, 2006).
sammengefasst werden. So können Funktionsweisen                                             Durch die externe Repräsentation dynamischer Be-
des menschlichen Körpers, wie beispielsweise die                                            ziehungen können die Lernenden direkt sehen, was
elektrische Aktivität des Herzens, mit einfachen                                            vorstellbar ist. Nimmt man diese Unterstützung suk-
Schnittstellen erfasst, bearbeitet und mit geeigneten                                       zessive zurück (engl. fading out), dann sollten die
digitalen Werkzeugen ausgewertet werden. Darüber                                            Lernenden zunehmend in der Lage sein, sich die dy-
hinaus bieten Simulationen, wie die Interaktiven Bild-
4	
  —	
  Lehrbuch	
  für	
  Lernen	
  und	
  Lehren	
  mit	
  Technologien	
  (L3T)


namischen Beziehungen selbst vorstellen zu können.                                     Duit, 2008; Müller et al, 2004). Aber auch die ko-
Dynamische Animationen können somit den Aufbau                                         gnitive Strukturierung eines Wissensbereichs ist für
dynamischer mentaler Modelle unterstützen.                                             die Abrufbarkeit in Anwendungssituationen von ent-
   Naturwissenschaftliche Modellbildung entzieht                                       scheidender Bedeutung (Beisser et al, 1994). In
sich häufig der unmittelbaren Wahrnehmung, ebenso                                      beiden Fällen können computergestützte Strukturie-
wie das Verständnis von komplexen Zusammen-                                            rungshilfen genutzt werden. Digitale-Mind Maps und
hängen in natürlichen Systemen. Viele Merkmale von                                     Concept Maps bilden Wissen ab und können bei der
Lebewesen erschließen sich nicht durch deren äußere                                    kooperativen Wissensstrukturierung ohne Weiteres
Betrachtung. Computergestützte Technologien lassen                                     flexibel verändert werden. Die unmittelbare Ver-
es zu, grundlegende naturwissenschaftliche Inhalte so                                  knüpfung neuer Wissenseinheiten mit bestehenden
aufzubereiten und darzustellen, dass ein Lernender                                     Strukturen fördert die Anbindung an das thematische
bei der Konstruktion von tragfähigem Wissen und                                        Vorwissen (Chen & McGrath, 2003). Digitale
mentalen Modellen unterstützt werden kann. In ge-                                      Concept Maps ermöglichen es einerseits, Begriffe
eigneten interaktiven Bildern können beispielsweise                                    und Relationen (im Vergleich zu traditionellen papier-
weiterführende Informationen enthalten sein, die bei                                   gestützten Verfahren) flexibel zu strukturieren und in
Bedarf abgerufen werden. Animationen unterstützen                                      der Komplexität dem eigenen Expertisegrad anzu-
den Lernenden auf dem Weg von der unmittelbaren                                        passen. Andererseits kann konzeptuelles Wissen
Wahrnehmung hin zum Modell und zeitlich bezie-                                         durch die Verknüpfung mit vertiefenden Inhalten
hungsweise räumlich ausgedehnte Prozesse lassen                                        (zum Beispiel weiteres Bild- und Textmaterial, Ani-
sich leicht darstellen. Gegenüber traditionellen                                       mationen, Hyperlinks, etc.) erweitert werden (concept
Medien, wie Buch oder Film, ist der entscheidende                                      und content knowledge; Tergan et al, 2006). Für die
Vorteil computergestützter Technologien, dass die                                      Anwendbarkeit von naturwissenschaftlichem Wissen
Visualisierungen dynamisiert werden können und der                                     reicht es meist jedoch nicht, Objekte hierarchisch ein-
Lernende durch vielfältige Interaktionsmöglichkeiten                                   zuordnen, sondern für verstehende Lernprozesse
stets aktiv-regulierend in den Darstellungsprozess                                     sind gerade Beziehungen zwischen ihnen ent-
eingreifen und seinen individuellen Lernprozess                                        scheidend (Novak, 2010). Beide Mapping-Techniken
steuern kann.                                                                          erlauben zudem anhand ihrer Struktur einen
                                                                                       schnellen Einblick in den gegenwärtigen Leistungs-
Computer	
  als	
  Recherchewerkzeug
                                                                                       stand der Lernenden sowie Rückschlüsse auf das Er-
Seit den frühen 1990er-Jahren halten Computertech-                                     reichen intendierter Lehr-/Lernziele (Schaal et al,
nologien als riesige Informationsspeicher Einzug in                                    2010).
die Gestaltung von Lehr- und Lernumgebungen. Die
                                                                                       Computer	
  als	
  Produk.onswerkzeug
effiziente und kritische Nutzung dieser Wissensres-
sourcen in formalen aber auch informellen Bildungs-                                    Lernende können mit Hilfe von Technologie ihre Ar-
prozessen will erlernt sein, insbesondere wenn auf                                     beitsergebnisse dokumentieren und präsentieren. So
Quellen aus dem Internet zurückgegriffen wird oder                                     bieten Präsentationsprogramme die Möglichkeit, Er-
wenn individuelles und kollektives Wissen intera-                                      gebnisse mathematisch-naturwissenschaftlicher Pro-
gieren (Kimmerle et al, 2010). Aber auch lokale di-                                    jekte auf Folien zusammenzustellen und den Mit-
gitale Nachschlagewerke bieten gegenüber traditio-                                     schülern vorzustellen. Naturwissenschaftliche Beob-
nellen Lexika in Buchform vielfältige Vorteile. Insbe-                                 achtungen und Experimente können zudem auf
sondere im naturwissenschaftlichen Unterricht                                          Video aufgezeichnet und anschließend im Internet
können die Lernenden im Internet oder in digitalen                                     auf einer Videoplattform (zum Beispiel Youtube) öf-
Enzyklopädien nach Medien wie Texten, Bildern und                                      fentlich gemacht werden. Aufwändig durchzufüh-
Filmen zu bestimmten Themen suchen und die ge-                                         rende Beobachtungen (zum Beispiel Verhalten von
fundenen Informationen zusammentragen, zusam-                                          Tieren) und Experimente können so einmalig aufge-
menfassen und bewerten (siehe Kapitel #literatur).                                     nommen werden, und die Videos lassen sich auch in
                                                                                       anderen Klassen immer wieder einsetzen, wenn die
Computer	
  als	
  Strukturierungswerkzeug
                                                                                       Bedingungen die Durchführung des Versuchs nicht
Bei der Planung und Gestaltung von Lehr- und Lern-                                     zulassen.
prozessen in den naturwissenschaftlichen Disziplinen
ist die Berücksichtigung vorhandener Vorstellungen
und des inhaltsbezogenen Vorwissens der Lernenden
mitentscheidend für den Lernerfolg (vgl. Duit, 2003;
Mehr	
  als	
  eine	
  Rechenmaschine.	
  Computer	
  im	
  mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen	
  Unterricht—	
  5


Computer	
   als	
   Kommunika.ons-­‐	
   und	
   Kollabora.ons-­‐    „originale Objekt“ zurückgedrängt wird. Insbe-
werkzeug                                                              sondere im Zusammenhang mit Fragen zur belebten
Insbesondere neuere Technologien des Web 2.0 er-                      und unbelebten Natur (z.B. Umweltbildung und
möglichen es, orts- und zeitungebunden zu kommu-                      Ökologie) ist darauf zu achten, dass die Unter-
nizieren und zusammenzuarbeiten. Wikis beispiels-                     stützung des Erkenntnisprozesses durch die Mög-
weise bieten einen Raum für Lernende, gemeinsam                       lichkeit des eigenständigen, sinnlichen Erlebens berei-
bestimmte mathematisch-naturwissenschaftliche In-                     chert wird. Es ist mit der computergestützten Ab-
halte zu bearbeiten. Ein Beispiel hierfür ist ein virtu-              bildung (zumindest nach dem heutigen Stand der
elles Herbarium, das heißt eine virtuelle Sammlung                    Technik) durch die Reduktion auf die sinnliche Wahr-
von Pflanzen und ihren Eigenschaften. Lernende                        nehmung von Sehen und Hören ein Informations-
können in der Natur Pflanzen mit ihren Handys foto-                   verlust verbunden. So lassen sich beispielsweise
grafieren, in das Wiki einstellen und dort be-                        weder der Geruch einer Pflanze noch das Erfühlen
schreiben. Wenn unterschiedliche Gruppen ver-                         einer Schlangenhaut abbilden. Multimedia kann in
schiedene Pflanzen einstellen, dann entsteht mit der                  diesen Fällen ergänzen und unterstützen, aber nicht
Zeit eine kollaborativ erstellte Sammlung von Pflan-                  ersetzen.
zenbeschreibungen. In Kombination mit GPS-Daten
können die beschriebenen Standorte auch direkt be-
sucht werden, und so wird die virtuelle mit der realen                        Grundlegend	
   für	
   die	
   erfolgreiche	
   Technologienutzung
Umwelt verbunden. Manche Wikis ermöglichen über                         !     im	
   mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen	
   Unterricht
                                                                              sind	
   innerhalb	
   der	
   genannten	
   Beispiele	
   eine	
   Reihe	
   all-­‐
das Einbinden von Bildern hinaus noch weitere me-                             gemeiner	
  Kriterien	
  (Girwidz	
  et	
  al,	
  2006):	
  
diale Möglichkeiten (beispielsweise das MediaWiki                              ▸ Computerunterstütztes	
  Lernen	
  findet	
  in	
  Kontexten
mit entsprechenden Erweiterungen). So können Ler-                                staF,	
   die	
   alltags-­‐	
   und	
   wirklichkeitsnah	
   sind	
   (an-­‐
nende im Mathematikunterricht erstellte DGS-Kon-                                 chored	
  instruc'on,	
  situated	
  learning)
struktionen in das Wiki einbinden, oder sie erstellen                          ▸ Computerunterstütztes	
   Lernen	
   bietet	
   Möglich-­‐
                                                                                 keiten	
  zur	
  ak'ven	
  Arbeit	
  (Interak'vität)
Rechenübungen mit Überprüfungsfunktion für ihre
                                                                               ▸ Computerunterstütztes	
   Lernen	
   soll	
   kogni've	
   Res-­‐
Mitschüler/innen (zum Beispiel das Wiki des Regio-                               sourcen	
   erhöhen	
   und	
   diese	
   nicht	
   (darstellungsbe-­‐
montanus-Gymnasiums in Haßfurt). Neben dem Er-                                   dingt)	
  reduzieren	
  (usability,	
  cogni've	
  load)
stellen und Einstellen von Inhalten bieten viele Platt-                        ▸ Computerunterstütztes	
   Lernen	
   nutzt	
   die	
   Vorteile
formen zudem die Möglichkeit zur Diskussion der                                  gegenüber	
   klassischer	
   Medien	
   (Mul'codierung,
Inhalte. Darüber hinaus können sich Schulklassen,                                Mul'modalität)	
  
die in mehrere räumlich getrennte Gruppen aufgeteilt                           ▸ Computerunterstütztes	
   Lernen	
   findet,	
   wenn
                                                                                 möglich,	
   Verbindungen	
   zu	
   Lernak'vitäten	
   in	
   der
sind, mit Informationstechnologie vernetzen und
                                                                                 realen	
  Welt	
  
austauschen. Ein Beispiel hierfür sind „remote acces-
sible field trips“, in denen Schülergruppen von einem
außerschulischen Lernort direkt ins Klassenzimmer                        Die vielfältigen Möglichkeiten digitaler Unter-
berichten (vergleiche EU-Projekt RAFT).                               richtsmittel führen bisweilen zu einem „multime-
                                                                      dialen Overload“ für minimale Inhalte, die auf
Computer	
  als	
  Übungswerkzeug
                                                                      andere Weise deutlich effizienter vermittelt werden
Es gibt zahlreiche Lernsoftware, die insbesondere für                 könnten. In diesem Fall führt nicht der eigentliche
den Nachmittagsmarkt produziert wird. So können                       Lerninhalt, sondern seine Vermittlung zur kognitiven
Lernende mit entsprechenden Produkten arithme-                        Belastung – bildlich gesprochen wird der Verpackung
tische Übungen durchführen (zum Beispiel das                          mehr Aufmerksamkeit geschenkt als dem Inhalt. Da
Rechnen im Zahlenraum bis 100 oder Bruch-                             aber die kognitive Belastungsfähigkeit zwar je nach
rechnen).                                                             Individuum unterschiedlich stark ausgeprägt, aber
    Das Spektrum reicht dabei von einfacher Übungs-                   grundsätzlich beschränkt ist, kann so die Gefahr auf-
software bis hin zu Edutainment-Produkten, die in                     treten, dass für den eigentlichen Lerninhalt keine ko-
motivierenden Lernumgebungen anregende Pro-                           gnitiven Kapazitäten mehr zur Verfügung stehen.
blemlöseaufgaben bereithalten.                                        Der Gebrauch mächtiger technologischer Werkzeuge
                                                                      darf nicht zum Selbstläufer werden. Je weitreichender
3. Gefahren	
  und	
  Probleme
                                                                      die technologischen Möglichkeiten sind, umso mehr
Computerunterstütztes Lernen im mathematisch-na-                      Zeit muss die Lehrkraft für das Erlernen der entspre-
turwissenschaftlichen Unterricht birgt die Gefahr,                    chenden Werkzeuge einplanen.
dass bei einseitigem Einsatz die Anbindung an das
6	
  —	
  Lehrbuch	
  für	
  Lernen	
  und	
  Lehren	
  mit	
  Technologien	
  (L3T)


    Bei technologiegestützten Simulationen besteht                                     bei leistungsschwächeren Lernenden ist diese Gefahr
mitunter die Gefahr, dass der inhaltliche Hintergrund                                  zu sehen, da die Informationsvielfalt ihre kognitive
den Lernenden verborgen bleibt, wenn diese davor                                       Kapazität erwartungsgemäß schneller übersteigt.
oder danach nicht die Gelegenheit haben zu erfor-                                          Neben den kognitionsbezogenen Gefahren der
schen, was genau der Computer in großer Geschwin-                                      Computernutzung sind zudem noch organisato-
digkeit und vollautomatisiert erledigt. Wenn beispiels-                                rische Probleme zu nennen. Soll im Unterricht mit
weise die Lernenden die Grundstruktur eines techno-                                    Computern gearbeitet werden, so muss die Klasse in
logiegestützten Zufallsexperiments, zum Beispiel für                                   der Regel in den Computerraum der Schule wechseln.
die Ermittlung der Gewinnchancen bei einem                                             Dieser ist nicht jederzeit zugänglich und muss daher
Glücksspiel, inhaltlich nicht erfasst haben, werden sie                                von der Lehrperson zuvor reserviert werden. Raum-
die Ergebnisse einer entsprechenden computerge-                                        wechsel sind immer auch mit einem Verlust von Un-
stützten Simulation mit einer sehr großen Zahl von                                     terrichtszeit verbunden, und technische Probleme
Durchläufen nicht interpretieren können. Der Com-                                      können den Unterrichtsfluss behindern. Der Einsatz
puter wird dann zur „black box“, deren Ergebnisse                                      eines Computers sollte aber hingegen ähnlich flexibel
man zwar vertraut, die aber nach unbekannten Ge-                                       in das Unterrichtsgeschehen eingebaut werden
setzmäßigkeiten arbeitet. Es gilt jedoch die „Hoheit“                                  können wie die Nutzung des Taschenrechners. Dies
über den Lernstoff den Lernenden, nicht dem Com-                                       wird vermutlich erst dann möglich sein, wenn jeder
puter, zu übergeben.                                                                   Schüler und jede Schülerin ein leistungsfähiges, kos-
    Stehen computergestützte Visualisierungen je-                                      tengünstiges Kleingerät im Klassenzimmer zur Ver-
derzeit zur Verfügung, erübrigt sich für die Ler-                                      fügung hat. Einen ersten Ansatz hierfür bilden Lap-
nenden die eigene Generierung entsprechender men-                                      topklassen beziehungsweise der Einsatz von mobilen
taler Vorstellungen, sie verbleiben in der Rolle des                                   Laptop-Wagen (zum Beispiel 12 Laptops und W-
passiven Zuschauers. Auf diesem Hintergrund be-                                        LAN, ähnlich dem klassischen „Videowagen“) und
gründet sich das oben genannte fading out, bei dem                                     ergänzend Computerinseln im Klassenzimmer oder
die externe Hilfe mit entsprechend aktivierenden                                       in Bereichen, die den Lernenden zugänglich sind.
Aufgaben zunehmend zurückgenommen wird, um
                                                                                       4. Fazit
die Lernenden zur eigenen mentalen Modellbildung
anzuregen. Zudem müssen Visualisierungen wohl                                          Die vorausgehenden Überlegungen machen deutlich,
überlegt sein: Ungünstige computergestützte Darstel-                                   dass technologische Hilfsmittel durch ihre dynami-
lungen, die sich ausschließlich an inhaltlichen Ge-                                    schen und interaktiven Möglichkeiten den mathema-
sichtspunkten, aber nicht an Sehgewohnheiten der                                       tisch-naturwissenschaftlichen Unterricht in noch
alltäglichen Wahrnehmung richten, können bei Ler-                                      nicht dagewesener Weise bereichern können.
nenden mit wenig Vorwissen beziehungsweise gerin-                                      Gleichwohl ist damit kein Automatismus hin zum
gerem Abstraktionsvermögen zu unangemessenen                                           Besseren, kein Heilversprechen per se verbunden. Es
Vorstellungen führen, die sehr stabil sind und sich                                    verbleibt der Lehrkraft nach wie vor die Aufgabe, den
hartnäckig halten können (z.B. graph-as-picture mis-                                   Unterricht entsprechend der Medienmöglichkeiten
conception; Clement, 1989).                                                            didaktisch-methodisch zu arrangieren. Aufgrund der
    Im Bereich der Informationsrecherche und -auf-                                     Interdependenz von didaktischen, methodischen,
bereitung besteht im schulischen Kontext immer die                                     personalen und medialen Unterrichtsentscheidungen
Gefahr, dass sich vor allem Lernende mit geringer                                      (Jank & Meyer, 1991) stellen sich damit an die Lehr-
Netzerfahrung im Internet verirren. Mit Hilfe von                                      kräfte neue Anforderungen an die Unterrichts-
WebQuests (Bescherer, 2007) oder VideoClipQuests                                       planung und -gestaltung, wenn sie dem Anspruch ge-
(Blessing & Kortenkamp, 2008) kann eine Lehrkraft                                      recht werden wollen, das Potenzial neuer Techno-
die Pfade durch das Web vorstrukturieren und den                                       logien hinsichtlich einer optimalen Gestaltung von
Lernprozess durch geeignete Aufgabenstellungen                                         Lernprozessen auszuschöpfen. Mit der bloßen An-
unter Nutzung von Open-Source-Quellen stützen.                                         wendung traditioneller Lehr- und Lernarrangements
Diese Möglichkeit der Unterstützung hilft auch der                                     wird dieser Anspruch schwerlich erfüllbar sein. Es ist
Gefahr zu begegnen, dass die Lernenden zwar im                                         die Offenheit und das Interesse für Neues, auf Seiten
Netz Informationen sammeln, diese aber für die un-                                     der Lehrkräfte wie auf Seiten der Lernenden, die ge-
terrichtliche Aufbereitung unverstanden aneinander-                                    wissermaßen als personelle Voraussetzungen die
reihen, ohne den inneren Zusammenhang der zu-                                          Chancen eines technologiegestützten mathematisch-
grundeliegenden Thematik zu durchdringen. Gerade                                       naturwissenschaftlichen Unterricht erst eröffnen. Die
                                                                                       Beantwortung der Frage, wie Unterricht durch ge-
Mehr	
  als	
  eine	
  Rechenmaschine.	
  Computer	
  im	
  mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen	
  Unterricht—	
  7



  In der Praxis : Technologie im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht
  Das	
  System	
  der	
  Blütenpflanzen	
  –	
  ein	
  koopera.v-­‐computer-­‐                Die	
  Analyse	
  des	
  atmosphärischen	
  CO2-­‐Gehalts	
  –	
  ein	
  compu-­‐
  unterstütztes	
  Kompaktseminar                                                             tergestütztes	
  interdisziplinäres	
  Koopera.onsprojekt	
  
  Zur	
   Erarbeitung	
   der	
   Biodiversität	
   werden	
   die	
   Grundlagen	
   der     Zunächst	
   recherchieren	
   die	
   Lernenden	
   Daten	
   und	
   Informa-­‐
  Pflanzensystema'k	
   im	
   Rahmen	
   der	
   Biologielehrer/innen-­‐                      'onen	
   zum	
   atmosphärischen	
   CO₂-­‐Gehalt	
   in	
   Internet-­‐Daten-­‐
  Ausbildung	
  erarbeitet.	
  Dazu	
  nutzen	
  Lernergruppen	
  zunächst                    banken.	
   Der	
   Datensatz	
   kann	
   nach	
   dem	
   Download	
   direkt	
   in
  vorstrukturierte	
   digitale	
   Mind	
   Maps	
   mit	
   Verknüpfungen	
   zu            ein	
   Tabellenkalkula'onsprogramm	
   eingelesen	
   werden,	
   so
  einschlägigen	
  Quellen	
  im	
  Internet	
  und	
  erweitern	
  die	
  Vorlage            dass	
  die	
  relevanten	
  Informa'onen	
  dort	
  gespeichert	
  zur	
  Ver-­‐
  im	
   Lernprozess	
   durch	
   EigenschaIen	
   und	
   Merkmale	
   der	
   be-­‐        fügung	
   stehen.	
   Im	
   Sinne	
   der	
   explora'ven	
   Datenanalyse
  handelten	
   Pflanzenfamilien.	
   Auf	
   diese	
   Weise	
   entstehen	
   aus            werden	
   die	
   Daten	
   in	
   einem	
   Punktdiagramm	
   visualisiert,	
   so
  den	
   einzelnen	
   Experten/innen-­‐Gruppenergebnissen	
   kollabo-­‐                    dass	
   die	
   Lernenden	
   nach	
   einer	
   groben	
   Daten-­‐Durchsicht	
   im
  ra'v	
   erstellte,	
   vollständige	
   Übersichts-­‐Maps	
   über	
   das	
   System      TabellenblaF	
  (globale	
  Zunahme,	
  lokale	
  Wechsel	
  von	
  Zu-­‐	
  und
  der	
   Blütenpflanzen.	
   In	
   einem	
   nächsten	
   SchriF	
   erfassen	
   die        Abnahmen)	
  aufgrund	
  von	
  graphischen	
  Merkmalen	
  ihre	
  Cha-­‐
  jeweiligen	
   Experten/innen-­‐Gruppen	
   in	
   einem	
   Lebensraum                     rakterisierungen	
   verfeinern	
   können:	
   globaler	
   Trend	
   als	
   li-­‐
  relevante	
   Pflanzen,	
   markieren	
   den	
   Standort	
   auf	
   Google-­‐             neare	
   Zunahme,	
   periodische	
   Schwankungen	
   entsprechend
  Maps	
   beziehungsweise	
   Google	
   Earth	
   (SiFe,	
   2009)	
   oder	
   per         der	
   Jahreszeiten	
   als	
   lokaler	
   Trend.	
   Die	
   auf	
   computergene-­‐
  GPS-­‐Koordinaten	
   und	
   bereiten	
   für	
   die	
   anderen	
   Lerner-­‐            rierten	
   Visualisierungen	
   gestützten	
   Vermutungen	
   werden
  Gruppen	
  einen	
  digitalen	
  Lerngang	
  vor.	
  Nun	
  gehen	
  die	
  Lerner-­‐       nun	
   rechnerisch	
   überprüI:	
   Der	
   globale	
   Datenans'eg	
   lässt
  gruppen	
   alle	
   vorbereiteten	
   Standorte	
   ab	
   und	
   fotografieren            sich	
   mithilfe	
   der	
   Tabellenkalkula'on	
   über	
   eine	
   gleitende
  die	
   jeweiligen	
   Pflanzen,	
   idealerweise	
   in	
   Verbindung	
   mit	
   den      MiFelwertkurve	
   (Aneinanderreihung	
   der	
   Monat	
   für	
   Monat
  GPS-­‐Koordinaten.	
  Als	
  Produkt	
  des	
  Arbeits-­‐	
  und	
  Lernprozesses           berechneten	
   JahresmiFelwerte)	
   berechnen.	
   Auch	
   die	
   Ein-­‐
  wird	
   von	
   den	
   Lerner-­‐Gruppen	
   ein	
   digitales	
   Herbarium	
   er-­‐     passung	
   einer	
   Sinusfunk'on	
   für	
   die	
   periodischen	
   Schwan-­‐
  stellt,	
   welches	
   entweder	
   öffentlich	
   gemacht	
   werden	
   oder              kungen	
   gelingt	
   nur	
   mit	
   Rechnerhilfe.	
   Aufgrund	
   ihrer
  lokal	
  als	
  persönliche	
  Lern-­‐	
  und	
  Arbeitsdokumenta'on	
  dienen              Datenanpassung	
   erstellen	
   die	
   Lernenden	
   vorsich'ge	
   Pro-­‐
  kann.                                                                                       gnosen	
   über	
   den	
   weiteren	
   CO2-­‐Ans'eg	
   und	
   präsen'eren
                                                                                              ihren	
   Arbeitsprozess	
   der	
   Datenanalyse	
   sowie	
   das	
   Ergebnis
                                                                                              ihrer	
   Schlussfolgerungen	
   in	
   einer	
   computergestützten	
   Prä-­‐
                                                                                              senta'on.	
  

                                                                                              	
  
eignete Technologien angemessen und zielgerichtet
unterstützt werden kann, ist somit eine bleibende
Herausforderung für die Lehrkräfte, für die Lehrer-
bildung und nicht zuletzt für die fachdidaktische For-                                                   Reflexionsaufgaben:
schung.
                                                                                                     ?    ▸ Reflek'eren	
   Sie	
   die	
   Nutzung	
   des	
   Computers	
   im
                                                                                                            mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen	
   Unterricht
                                                                                                            ihrer	
   eigenen	
   Schulzeit.	
   Welche	
   Funk'onen	
   hat
         Der	
  Computer	
  übernimmt	
  im	
  mathema'sch-­‐naturwis-­‐                                    der	
   Computer	
   dabei	
   erfüllt?	
   War	
   der	
   Einsatz	
   des
  !      senschaIlichen	
   Unterricht	
   die	
   Funk'on	
   eines	
   Werk-­‐
         zeugs	
   (zum	
   Beispiel	
   die	
   eines	
   Visualisierungs-­‐,	
   Explo-­‐
                                                                                                            Computers	
  jeweils	
  methodisch	
  gerechper'gt?	
  
                                                                                                          ▸ Suchen	
  Sie	
  Anima'onen	
  oder	
  Simula'onen	
  zu	
  ma-­‐
         ra'ons-­‐	
   oder	
   Kommunika'onswerkzeugs),	
   dessen                                         thema'sch-­‐naturwissenschaIlichen	
   Inhalten	
   im
         Einsatz	
   didak'sch	
   und	
   methodisch	
   durchdacht	
   sein                               Internet.	
   Würden	
   Sie	
   diese	
   Lernobjekte	
   im	
   Unter-­‐
         muss.	
   Die	
   Lehrperson	
   muss	
   zudem	
   berücksich'gen,                                richt	
   einsetzen?	
   (Begründung!)	
   Beurteilen	
   Sie
         dass	
  das	
  Erlernen	
  der	
  Computernutzung	
  zusätzlich	
  ko-­‐                           zudem	
  die	
  Gestaltung	
  der	
  Lernobjekte.	
  
         gni've	
  Ressourcen	
  beansprucht.
8	
  —	
  Lehrbuch	
  für	
  Lernen	
  und	
  Lehren	
  mit	
  Technologien	
  (L3T)


                                                                                       ▸ Kimmerle, J.; Cress, U. & Held, C. (2010). The interplay
Literatur
                                                                                         between individual and collective knowledge: Technologies for
▸ Ainsworth, S. (1999). The functions of multiple representa-                            organisational learning and knowledge building. Knowledge
  tions. Computers & Education, 33, 131–152.                                             Management Research & Practice, 8, 33-44.
▸ Baker, T. & White, S. (2003). The Effects of G.I.S. on Students'                     ▸ Kirstein, J. & Nordmeier, V. (2007). Multimedia representation
  Attitudes, Self-efficacy, and Achievement in Middle School                             of experiments in physics. European Journal of Physics, 28(3),
  Science Classrooms. Journal of Geography, 102(6), 243-254.                             115-126.
▸ Beisser, K.; Jonassen, D. & Grabowski, B. (1994). Using and se-                      ▸ Kittel, A. (2009). Klicken - Ziehen - Staunen - Ergründen: Dy-
  lecting graphic techniques to acquire structural knowledge. Per-                       namische Geometrie-Systeme im Unterricht. Braunschweig:
  formance Improvement Quarterly, 7(4), 20-38.                                           Westermann.
▸ Bescherer. C. (2007). WebQuests und Mathematikdidaktik.                              ▸ Köhler, K. (2004). Welche Medien werden im Biologieunter-
  Computer + Unterricht, 67, 18-19.                                                      richt genutzt? In: U. Spörhase-Eichmann & W. Ruppert (Hrsg.),
▸ Blessing, A. & Kortenkamp, U. (2008). VideoClipQuests as a                             Biologiedidaktik. Berlin: Cornelsen-Scriptor, 160-182.
  new Setup for Learning. In: Kinshuk, G.S. Demetrios, J. M.                           ▸ Müller, R.; Wodzinski, R. & Hopf, M. (2004). Schülervorstel-
  Spector, P. Isaías & D. Ifenthaler (Hrsg.), Proceedings of the                         lungen in der Physik. Köln: Aulis.
  IADIS International Conference on Cognition and Explo-                               ▸ Novak, J. (2010). Learning, Creating and Using Knowledge.
  ratory Learning in Digital Age (CELDA 2008), Freiburg, 2008,                           New York: Routledge.
  343-346).                                                                            ▸ Salomon, G. (1994). Interaction of media, cognition, and
▸ Chen, P. & McGrath, D. (2003). Knowledge Construction and                              learning. Hillsdale: Lawrence Erlbaum Ass..
  Knowledge Representation in High School Students’ Design of                          ▸ Schaal, S.; Bogner, F. & Girwidz, R. (2010). Concept Mapping
  Hypermedia Documents. Journal of Educational Multimedia                                Assessmet of Media Assisted Learning in Interdisciplinary
  and Hypermedia, 12 (1), 33-61.                                                         Science Education. Research in Science Education, 40(3), 339-
▸ Clement, J. (1989). The concept of variation and misconcep-                            352.
  tions in cartesian graphing. Focus on Learning Problems in                           ▸ Sitte, C. (2009). Einfache GEObrowseranwendungen und neue
  Mathematics, 11(2), 77-87.                                                             methodische Kombinationen. Geographie und Schule, 179(31),
▸ DeJong, T. & Njoo, M. (1992). Learning and Instruction with                            40-45.
  Computer Simulations: Learning Processed Involved. In: E.                            ▸ Spannagel, C. (2007). Benutzungsprozesse beim Lernen und
  DeCorte, M. Linn, H Mandl & L. Verschaffel (Hrsg.), Com-                               Lehren mit Computern. Hildesheim/Berlin: Franzbecker.
  puter-Based Learning Environments and Problem Solving.                               ▸ Tergan, S.-O.; Keller, T. & Burkhard, R. (2006). Integrating
  Berlin/Heidelberg: Springer, 411-429.                                                  knowledge and information. Digital concept maps as a bridging
▸ Duit, R. (2003). Students' and Teachers' Conceptions and                               technology. Information Visualization, 5.
  Science Education. Kiel: IPN.                                                        ▸ Vogel, M. (2006). Mathematisieren funktionaler Zusammen-
▸ Duit, R. (2008). Zur Rolle von Schülervorstellungen im Unter-                          hänge mit multimediabasierter Supplantation.
  richt. Geographie Heute, 29(265), 2-6.                                                 Hildesheim/Berlin: Franzbecker.
▸ Girwidz, R.; Rubitzko, T.; Schaal, S. & Bogner, F.X. (2006).                         ▸ Weitzel, H. (2004). Medien aus Bits & Bytes. Unterricht Bio-
  Theoretical Concepts for Using Multimedia in Science Edu-                              logie, 292(28), 4-10.
  cation. Science Education International, 17(2), 77-93.
▸ Jank, W. & Meyer, H. (1991). Didaktische Modelle. Frankfurt
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Mehr als eine Rechenmaschine - E-Learning im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht

  • 1. Steffen  Schaal,  Chris'an  Spannagel  und  Markus  Vogel Mehr als eine Rechenmaschine Computer im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht Im   mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen   Unterricht   kann   der   Computer   verschiedene   Funk'onen   als Werkzeug   übernehmen.   Er   bietet   beispielsweise   die   Möglichkeit,   komplexe   Berechnungen   durchzuführen, abstrakte  Sachverhalte  zu  veranschaulichen  und  mathema'sch-­‐naturwissenschaIliche  Kontexte  zu  erfor-­‐ schen.  Dabei  ist  der  Computer  in  der  Regel  nicht  nur  HilfsmiFel,  sondern  auch  Lerninhalt.  Seine  Nutzung muss   ebenso   erlernt   werden,   wie   die   mathema'schen   oder   naturwissenschaIlichen   Fachinhalte.   Unter anderem   muss   aus   diesem   Grund   der   Computereinsatz   didak'sch-­‐methodisch   begründet   und   geplant sein,  um  Gefahren  und  Probleme  der  Computernutzung  im  Unterricht  zu  vermeiden. Quelle:  Jorge  Franganillo URL:  hFp://www.flickr.com/photos/franganillo/3676227162/  [2010-­‐12-­‐12] #mathema'k #spezial #fachgegenstand Version  vom  1.  Februar  2011 Für  dieses  Kapitel  wird  noch  ein  Pate  gesucht, Jetzt Pate werden! mehr  Informa'onen  unter:  hFp://l3t.eu/patenschaI
  • 2. 2  —  Lehrbuch  für  Lernen  und  Lehren  mit  Technologien  (L3T) werbung und einen Lebenslauf zu schreiben, und im 1. Einleitung Mathematikunterricht wird die Nutzung eines Tabel- lenkalkulationssystems zur Auswertung von Daten In  diesem  Kapitel  wird  im  Wesentlichen  der  Computer erlernt. Letztlich wird in computerunterstützten ! als   technologisches   Werkzeug   im   Unterricht   be-­‐ trachtet.   Die   Überlegungen,   die   in   diesem   AbschniF Lehr- und Lernsituationen das Erlernen der Compu- beschrieben   werden,   gelten   aber   auch   für   andere ternutzung integraler Bestandteil: Die Verwendung Technologieformen,   wie   beispielsweise   leistungs-­‐ des Computers wird anhand fachlicher Probleme mo- fähige  Smartphones. tiviert, und fachliche Inhalte werden durch Technolo- gieeinsatz verständlich vermittelt bzw. erarbeitet. Der Computer kann – nicht nur im mathematisch-na- 2. Funk.onen  des  Computers turwissenschaftlichen Unterricht – verschiedene Rollen in Lehr- und Lernsituationen einnehmen Betrachtet man den Computer als Werkzeug, so (Spannagel, 2007). Zum einen kann er als Hilfsmittel lassen sich verschiedene Nutzungskategorien fest- eingesetzt werden mit dem Ziel, bestimmte Inhalte machen (vgl. Köhler, 2004; Weitzel, 2004; Spannagel, oder Kompetenzen zu vermitteln. In diesem Fall ist 2007). Diese Kategorien sind in Abbildung 1 darge- er Medium, mit dessen Hilfe Inhalte dargestellt stellt. Sie sind nicht trennscharf; so können Wikis bei- werden, oder Werkzeug, das zur Herstellung digitaler spielsweise der Informationssuche dienen (Recher- Produkte dient. Ähnlich wie bei jedem anderen Me- chewerkzeug) oder der textbasierten Zusammenarbeit dium und Werkzeug muss die Lehrperson ent- (Kollaborationswerkzeug). scheiden, in welchen Unterrichtsphasen, bei welchen Computer  als  Rechenwerkzeug Inhalten, mit welchen Lernzielen und für welche Ler- nenden der Computer geeignet ist. Er „konkurriert“ Im Mathematikunterricht spielt Tabellenkalkulation in diesem Fall mit anderen Medien (wie Büchern und eine wesentliche Rolle. Tabellenkalkulationssoftware Filmen) und Werkzeugen (wie beispielsweise Papier, kann Lernende von einfachen, oftmals wiederkeh- Bleistift und Geodreieck). Zum anderen kann er renden Berechnungen befreien und so kognitive Res- selbst zum Lerninhalt werden, nämlich dann, wenn sourcen für das tiefere Verständnis von Lerninhalten die Nutzung von Software selbst Lernziel ist. So zählt frei räumen: Routineaufgaben werden vom Computer es zu den allgemein bildenden Aufgaben der Schule, gelöst, während sich die Lernenden anspruchsvol- informationstechnische Grundbildung zu vermitteln. leren Aufgaben widmen können. Der Computer Hierzu zählen die Beherrschung von Standardanwen- übernimmt dabei die Funktion des (funktionsmächti- dungen wie Textverarbeitung, Tabellenkalkulation geren) Taschenrechners. So können beispielsweise und Präsentationssoftware und die zielgerichtete Daten von naturwissenschaftlichen Experimenten Nutzung des Internets zu Recherchezwecken. einfach ausgewertet werden, ohne dass dabei Kenn- Die Rollen Hilfsmittel und Lerninhalt schließen größen wie Mittelwerte und Standardabweichungen sich nicht aus, sie sind in der Regel sogar miteinander von den Lernenden selbst berechnet werden müssen. verbunden. Das Erlernen der Computernutzung In diese Kategorie gehören auch Computeralgebra- findet oft nicht (nur) in einem separaten Schulfach systeme, die den Lernenden algebraische Umfor- statt, sondern ist in die Fächer integriert und wird mungen abnehmen können. Der Einsatz des Com- dort mit traditionellen Lerninhalten verwoben. So puters als Rechenwerkzeug hängt von den gesetzten wird beispielsweise im Deutschunterricht ein Textver- Lernzielen ab: Wenn bestimmte Berechnungsroutinen arbeitungssystem eingesetzt, um damit eine Be- erlernt werden sollen, dann sollte man vom Einsatz Abbildung  1:  Funktionen  des  Computers  mit  exemplarischen  Aspekten
  • 3. Mehr  als  eine  Rechenmaschine.  Computer  im  mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen  Unterricht—  3 des Computers oder Taschenrechners absehen oder schirmexperimente (IBE) (Kirstein & Nordmeier, ihn allenfalls zur Überprüfung der Ergebnisse ein- 2007) die Möglichkeit, die Funktionsweise von Ge- setzen. Sollen sich die Lernenden hingegen Problem- räten zu erkunden, ohne Gefahr zu laufen, reale aufgaben widmen, dann kann der Computer zu einer Geräte zu beschädigen. Nach der Explorationsphase Entlastung von Routineaufgaben beitragen. am Computer können die Lernenden zur Bedienung der echten Geräte zugelassen werden. Je nach er- Computer  als  Explora.onswerkzeug wünschtem Lernziel können aber auch virtuelle Ex- perimente (siehe Kapitel #labor) die reale Durch- Links   zu   dem   im   Kapitel   beschriebenen   Beispielen führung ersetzen, wenn wenig Zeit oder finanzielle ! finden  Sie  in  der  L3T  Gruppe  bei  Mr.  Wong  unter  Ver-­‐ wendung  der  Hashtags  #l3t  #mathema'k Ressourcen für naturwissenschaftliche Experimente zur Verfügung stehen. Grundsätzlich steht hier die kognitive Aktivierung im Vordergrund, das haptische Handhaben von Messgeräten führt nicht unbedingt Lernende können die Berechnungskapazitäten des zu besseren Lernerfolgen. Computers nutzen, um Hypothesen schnell zu testen, Mobile Computertechnologien eröffnen die Mög- ohne jedes Mal selbst wieder alle Rechnungen durch- lichkeit zu ortsbezogenen Aktivitäten an außerschuli- zuführen. So können sie beispielsweise Zufallsexperi- schen Lernorten oder in der Natur. Der Einsatz von mente mit dem Computer simulieren: Mit Hilfe einer Geoinformationssystemen (zum Beispiel unter Tabellenkalkulation kann ein virtueller Würfel auf Nutzung von GPS) ermöglicht beispielsweise Lern- Knopfdruck beliebig oft geworfen werden, und das und Arbeitsformen zum eigenständigen und selbstge- Resultat kann sofort mit Hilfe von Diagrammen vi- steuerten Entdecken von Lebensräumen, bei denen sualisiert werden. Ebenso dienen dynamische Geo- der Lernende entweder an interessanten Stellen rele- metrie-Systeme (DGS) der Exploration. Im Ge- vante Informationen abrufen kann oder mit deren gensatz zu geometrischen Konstruktionen auf Papier Hilfe auch motivierende Lern-Spielformen realisiert oder auf der Tafel können Konstruktionen in einem werden können (Baker & White, 2003). D G S dynamisch verändert werden. Wird beispiels- weise der Thaleskreis konstruiert, so kann man mit einem DGS die Größe des Winkels am Kreisbogen Beispiel  zu  Unterrichtsmaterialien: explorativ untersuchen, indem man die entspre- chende Ecke des Dreiecks entlang des Kreisbogens ! ▸ hFp://www.dynamische-­‐ geometrie.de/index1.htm   bewegt, oder umgekehrt lässt sich der Thaleskreis- ▸ hFp://www.juergen-­‐roth.de/dynageo_roth.html   bogen als Spur eines variablen Punktes über einer Strecke finden, dessen Verbindungslinien zu An- Computer  als  Visualisierungswerkzeug fangs- und Endpunkt der betreffenden Strecke einen Mit Hilfe von Tabellenkalkulationsprogrammen oder rechten Winkel einschließen. Statistiksoftware können Daten aus naturwissen- Phänomene in der Natur sind nicht immer im Ori- schaftlichen Experimenten einfach aufgenommen ginal „erlebbar“ und naturwissenschaftliche Versuche und beispielsweise durch Diagramme visualisiert sind zuweilen entweder zu kostspielig, aufwändig, zei- werden. Darüber hinaus bieten die Interaktivität und tintensiv, schlecht realisierbar oder schlicht zu ge- Dynamik computerbasierter Repräsentationen den fährlich, um sie im Unterricht real durchzuführen. Lernenden die Möglichkeit, Veränderungen zu sehen Mit Hilfe von computergestützten Technologien und nachzuvollziehen, die sie sich aus eigener Kraft lassen sich beispielsweise durch Simulationen die rele- nicht ohne externe Hilfsmittel vorstellen können vanten Grundlagen für das Verständnis von Phäno- (Supplantation; Salomon, 1994). So können zum Bei- menen eigenständig erarbeiten, dokumentieren und spiel abstrakte Repräsentationen, wie Funktions- interpretieren. Mit Hilfe von Sensoren können graphen, dynamisch mit den repräsentierten Sachver- zudem Daten der „wirklichen Welt“ generiert und in halten als multiple externe Repräsentationen ver- einer virtuellen Welt verarbeitet, interpretiert und zu- knüpft werden (Ainsworth, 1999; Vogel, 2006). sammengefasst werden. So können Funktionsweisen Durch die externe Repräsentation dynamischer Be- des menschlichen Körpers, wie beispielsweise die ziehungen können die Lernenden direkt sehen, was elektrische Aktivität des Herzens, mit einfachen vorstellbar ist. Nimmt man diese Unterstützung suk- Schnittstellen erfasst, bearbeitet und mit geeigneten zessive zurück (engl. fading out), dann sollten die digitalen Werkzeugen ausgewertet werden. Darüber Lernenden zunehmend in der Lage sein, sich die dy- hinaus bieten Simulationen, wie die Interaktiven Bild-
  • 4. 4  —  Lehrbuch  für  Lernen  und  Lehren  mit  Technologien  (L3T) namischen Beziehungen selbst vorstellen zu können. Duit, 2008; Müller et al, 2004). Aber auch die ko- Dynamische Animationen können somit den Aufbau gnitive Strukturierung eines Wissensbereichs ist für dynamischer mentaler Modelle unterstützen. die Abrufbarkeit in Anwendungssituationen von ent- Naturwissenschaftliche Modellbildung entzieht scheidender Bedeutung (Beisser et al, 1994). In sich häufig der unmittelbaren Wahrnehmung, ebenso beiden Fällen können computergestützte Strukturie- wie das Verständnis von komplexen Zusammen- rungshilfen genutzt werden. Digitale-Mind Maps und hängen in natürlichen Systemen. Viele Merkmale von Concept Maps bilden Wissen ab und können bei der Lebewesen erschließen sich nicht durch deren äußere kooperativen Wissensstrukturierung ohne Weiteres Betrachtung. Computergestützte Technologien lassen flexibel verändert werden. Die unmittelbare Ver- es zu, grundlegende naturwissenschaftliche Inhalte so knüpfung neuer Wissenseinheiten mit bestehenden aufzubereiten und darzustellen, dass ein Lernender Strukturen fördert die Anbindung an das thematische bei der Konstruktion von tragfähigem Wissen und Vorwissen (Chen & McGrath, 2003). Digitale mentalen Modellen unterstützt werden kann. In ge- Concept Maps ermöglichen es einerseits, Begriffe eigneten interaktiven Bildern können beispielsweise und Relationen (im Vergleich zu traditionellen papier- weiterführende Informationen enthalten sein, die bei gestützten Verfahren) flexibel zu strukturieren und in Bedarf abgerufen werden. Animationen unterstützen der Komplexität dem eigenen Expertisegrad anzu- den Lernenden auf dem Weg von der unmittelbaren passen. Andererseits kann konzeptuelles Wissen Wahrnehmung hin zum Modell und zeitlich bezie- durch die Verknüpfung mit vertiefenden Inhalten hungsweise räumlich ausgedehnte Prozesse lassen (zum Beispiel weiteres Bild- und Textmaterial, Ani- sich leicht darstellen. Gegenüber traditionellen mationen, Hyperlinks, etc.) erweitert werden (concept Medien, wie Buch oder Film, ist der entscheidende und content knowledge; Tergan et al, 2006). Für die Vorteil computergestützter Technologien, dass die Anwendbarkeit von naturwissenschaftlichem Wissen Visualisierungen dynamisiert werden können und der reicht es meist jedoch nicht, Objekte hierarchisch ein- Lernende durch vielfältige Interaktionsmöglichkeiten zuordnen, sondern für verstehende Lernprozesse stets aktiv-regulierend in den Darstellungsprozess sind gerade Beziehungen zwischen ihnen ent- eingreifen und seinen individuellen Lernprozess scheidend (Novak, 2010). Beide Mapping-Techniken steuern kann. erlauben zudem anhand ihrer Struktur einen schnellen Einblick in den gegenwärtigen Leistungs- Computer  als  Recherchewerkzeug stand der Lernenden sowie Rückschlüsse auf das Er- Seit den frühen 1990er-Jahren halten Computertech- reichen intendierter Lehr-/Lernziele (Schaal et al, nologien als riesige Informationsspeicher Einzug in 2010). die Gestaltung von Lehr- und Lernumgebungen. Die Computer  als  Produk.onswerkzeug effiziente und kritische Nutzung dieser Wissensres- sourcen in formalen aber auch informellen Bildungs- Lernende können mit Hilfe von Technologie ihre Ar- prozessen will erlernt sein, insbesondere wenn auf beitsergebnisse dokumentieren und präsentieren. So Quellen aus dem Internet zurückgegriffen wird oder bieten Präsentationsprogramme die Möglichkeit, Er- wenn individuelles und kollektives Wissen intera- gebnisse mathematisch-naturwissenschaftlicher Pro- gieren (Kimmerle et al, 2010). Aber auch lokale di- jekte auf Folien zusammenzustellen und den Mit- gitale Nachschlagewerke bieten gegenüber traditio- schülern vorzustellen. Naturwissenschaftliche Beob- nellen Lexika in Buchform vielfältige Vorteile. Insbe- achtungen und Experimente können zudem auf sondere im naturwissenschaftlichen Unterricht Video aufgezeichnet und anschließend im Internet können die Lernenden im Internet oder in digitalen auf einer Videoplattform (zum Beispiel Youtube) öf- Enzyklopädien nach Medien wie Texten, Bildern und fentlich gemacht werden. Aufwändig durchzufüh- Filmen zu bestimmten Themen suchen und die ge- rende Beobachtungen (zum Beispiel Verhalten von fundenen Informationen zusammentragen, zusam- Tieren) und Experimente können so einmalig aufge- menfassen und bewerten (siehe Kapitel #literatur). nommen werden, und die Videos lassen sich auch in anderen Klassen immer wieder einsetzen, wenn die Computer  als  Strukturierungswerkzeug Bedingungen die Durchführung des Versuchs nicht Bei der Planung und Gestaltung von Lehr- und Lern- zulassen. prozessen in den naturwissenschaftlichen Disziplinen ist die Berücksichtigung vorhandener Vorstellungen und des inhaltsbezogenen Vorwissens der Lernenden mitentscheidend für den Lernerfolg (vgl. Duit, 2003;
  • 5. Mehr  als  eine  Rechenmaschine.  Computer  im  mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen  Unterricht—  5 Computer   als   Kommunika.ons-­‐   und   Kollabora.ons-­‐ „originale Objekt“ zurückgedrängt wird. Insbe- werkzeug sondere im Zusammenhang mit Fragen zur belebten Insbesondere neuere Technologien des Web 2.0 er- und unbelebten Natur (z.B. Umweltbildung und möglichen es, orts- und zeitungebunden zu kommu- Ökologie) ist darauf zu achten, dass die Unter- nizieren und zusammenzuarbeiten. Wikis beispiels- stützung des Erkenntnisprozesses durch die Mög- weise bieten einen Raum für Lernende, gemeinsam lichkeit des eigenständigen, sinnlichen Erlebens berei- bestimmte mathematisch-naturwissenschaftliche In- chert wird. Es ist mit der computergestützten Ab- halte zu bearbeiten. Ein Beispiel hierfür ist ein virtu- bildung (zumindest nach dem heutigen Stand der elles Herbarium, das heißt eine virtuelle Sammlung Technik) durch die Reduktion auf die sinnliche Wahr- von Pflanzen und ihren Eigenschaften. Lernende nehmung von Sehen und Hören ein Informations- können in der Natur Pflanzen mit ihren Handys foto- verlust verbunden. So lassen sich beispielsweise grafieren, in das Wiki einstellen und dort be- weder der Geruch einer Pflanze noch das Erfühlen schreiben. Wenn unterschiedliche Gruppen ver- einer Schlangenhaut abbilden. Multimedia kann in schiedene Pflanzen einstellen, dann entsteht mit der diesen Fällen ergänzen und unterstützen, aber nicht Zeit eine kollaborativ erstellte Sammlung von Pflan- ersetzen. zenbeschreibungen. In Kombination mit GPS-Daten können die beschriebenen Standorte auch direkt be- sucht werden, und so wird die virtuelle mit der realen Grundlegend   für   die   erfolgreiche   Technologienutzung Umwelt verbunden. Manche Wikis ermöglichen über ! im   mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen   Unterricht sind   innerhalb   der   genannten   Beispiele   eine   Reihe   all-­‐ das Einbinden von Bildern hinaus noch weitere me- gemeiner  Kriterien  (Girwidz  et  al,  2006):   diale Möglichkeiten (beispielsweise das MediaWiki ▸ Computerunterstütztes  Lernen  findet  in  Kontexten mit entsprechenden Erweiterungen). So können Ler- staF,   die   alltags-­‐   und   wirklichkeitsnah   sind   (an-­‐ nende im Mathematikunterricht erstellte DGS-Kon- chored  instruc'on,  situated  learning) struktionen in das Wiki einbinden, oder sie erstellen ▸ Computerunterstütztes   Lernen   bietet   Möglich-­‐ keiten  zur  ak'ven  Arbeit  (Interak'vität) Rechenübungen mit Überprüfungsfunktion für ihre ▸ Computerunterstütztes   Lernen   soll   kogni've   Res-­‐ Mitschüler/innen (zum Beispiel das Wiki des Regio- sourcen   erhöhen   und   diese   nicht   (darstellungsbe-­‐ montanus-Gymnasiums in Haßfurt). Neben dem Er- dingt)  reduzieren  (usability,  cogni've  load) stellen und Einstellen von Inhalten bieten viele Platt- ▸ Computerunterstütztes   Lernen   nutzt   die   Vorteile formen zudem die Möglichkeit zur Diskussion der gegenüber   klassischer   Medien   (Mul'codierung, Inhalte. Darüber hinaus können sich Schulklassen, Mul'modalität)   die in mehrere räumlich getrennte Gruppen aufgeteilt ▸ Computerunterstütztes   Lernen   findet,   wenn möglich,   Verbindungen   zu   Lernak'vitäten   in   der sind, mit Informationstechnologie vernetzen und realen  Welt   austauschen. Ein Beispiel hierfür sind „remote acces- sible field trips“, in denen Schülergruppen von einem außerschulischen Lernort direkt ins Klassenzimmer Die vielfältigen Möglichkeiten digitaler Unter- berichten (vergleiche EU-Projekt RAFT). richtsmittel führen bisweilen zu einem „multime- dialen Overload“ für minimale Inhalte, die auf Computer  als  Übungswerkzeug andere Weise deutlich effizienter vermittelt werden Es gibt zahlreiche Lernsoftware, die insbesondere für könnten. In diesem Fall führt nicht der eigentliche den Nachmittagsmarkt produziert wird. So können Lerninhalt, sondern seine Vermittlung zur kognitiven Lernende mit entsprechenden Produkten arithme- Belastung – bildlich gesprochen wird der Verpackung tische Übungen durchführen (zum Beispiel das mehr Aufmerksamkeit geschenkt als dem Inhalt. Da Rechnen im Zahlenraum bis 100 oder Bruch- aber die kognitive Belastungsfähigkeit zwar je nach rechnen). Individuum unterschiedlich stark ausgeprägt, aber Das Spektrum reicht dabei von einfacher Übungs- grundsätzlich beschränkt ist, kann so die Gefahr auf- software bis hin zu Edutainment-Produkten, die in treten, dass für den eigentlichen Lerninhalt keine ko- motivierenden Lernumgebungen anregende Pro- gnitiven Kapazitäten mehr zur Verfügung stehen. blemlöseaufgaben bereithalten. Der Gebrauch mächtiger technologischer Werkzeuge darf nicht zum Selbstläufer werden. Je weitreichender 3. Gefahren  und  Probleme die technologischen Möglichkeiten sind, umso mehr Computerunterstütztes Lernen im mathematisch-na- Zeit muss die Lehrkraft für das Erlernen der entspre- turwissenschaftlichen Unterricht birgt die Gefahr, chenden Werkzeuge einplanen. dass bei einseitigem Einsatz die Anbindung an das
  • 6. 6  —  Lehrbuch  für  Lernen  und  Lehren  mit  Technologien  (L3T) Bei technologiegestützten Simulationen besteht bei leistungsschwächeren Lernenden ist diese Gefahr mitunter die Gefahr, dass der inhaltliche Hintergrund zu sehen, da die Informationsvielfalt ihre kognitive den Lernenden verborgen bleibt, wenn diese davor Kapazität erwartungsgemäß schneller übersteigt. oder danach nicht die Gelegenheit haben zu erfor- Neben den kognitionsbezogenen Gefahren der schen, was genau der Computer in großer Geschwin- Computernutzung sind zudem noch organisato- digkeit und vollautomatisiert erledigt. Wenn beispiels- rische Probleme zu nennen. Soll im Unterricht mit weise die Lernenden die Grundstruktur eines techno- Computern gearbeitet werden, so muss die Klasse in logiegestützten Zufallsexperiments, zum Beispiel für der Regel in den Computerraum der Schule wechseln. die Ermittlung der Gewinnchancen bei einem Dieser ist nicht jederzeit zugänglich und muss daher Glücksspiel, inhaltlich nicht erfasst haben, werden sie von der Lehrperson zuvor reserviert werden. Raum- die Ergebnisse einer entsprechenden computerge- wechsel sind immer auch mit einem Verlust von Un- stützten Simulation mit einer sehr großen Zahl von terrichtszeit verbunden, und technische Probleme Durchläufen nicht interpretieren können. Der Com- können den Unterrichtsfluss behindern. Der Einsatz puter wird dann zur „black box“, deren Ergebnisse eines Computers sollte aber hingegen ähnlich flexibel man zwar vertraut, die aber nach unbekannten Ge- in das Unterrichtsgeschehen eingebaut werden setzmäßigkeiten arbeitet. Es gilt jedoch die „Hoheit“ können wie die Nutzung des Taschenrechners. Dies über den Lernstoff den Lernenden, nicht dem Com- wird vermutlich erst dann möglich sein, wenn jeder puter, zu übergeben. Schüler und jede Schülerin ein leistungsfähiges, kos- Stehen computergestützte Visualisierungen je- tengünstiges Kleingerät im Klassenzimmer zur Ver- derzeit zur Verfügung, erübrigt sich für die Ler- fügung hat. Einen ersten Ansatz hierfür bilden Lap- nenden die eigene Generierung entsprechender men- topklassen beziehungsweise der Einsatz von mobilen taler Vorstellungen, sie verbleiben in der Rolle des Laptop-Wagen (zum Beispiel 12 Laptops und W- passiven Zuschauers. Auf diesem Hintergrund be- LAN, ähnlich dem klassischen „Videowagen“) und gründet sich das oben genannte fading out, bei dem ergänzend Computerinseln im Klassenzimmer oder die externe Hilfe mit entsprechend aktivierenden in Bereichen, die den Lernenden zugänglich sind. Aufgaben zunehmend zurückgenommen wird, um 4. Fazit die Lernenden zur eigenen mentalen Modellbildung anzuregen. Zudem müssen Visualisierungen wohl Die vorausgehenden Überlegungen machen deutlich, überlegt sein: Ungünstige computergestützte Darstel- dass technologische Hilfsmittel durch ihre dynami- lungen, die sich ausschließlich an inhaltlichen Ge- schen und interaktiven Möglichkeiten den mathema- sichtspunkten, aber nicht an Sehgewohnheiten der tisch-naturwissenschaftlichen Unterricht in noch alltäglichen Wahrnehmung richten, können bei Ler- nicht dagewesener Weise bereichern können. nenden mit wenig Vorwissen beziehungsweise gerin- Gleichwohl ist damit kein Automatismus hin zum gerem Abstraktionsvermögen zu unangemessenen Besseren, kein Heilversprechen per se verbunden. Es Vorstellungen führen, die sehr stabil sind und sich verbleibt der Lehrkraft nach wie vor die Aufgabe, den hartnäckig halten können (z.B. graph-as-picture mis- Unterricht entsprechend der Medienmöglichkeiten conception; Clement, 1989). didaktisch-methodisch zu arrangieren. Aufgrund der Im Bereich der Informationsrecherche und -auf- Interdependenz von didaktischen, methodischen, bereitung besteht im schulischen Kontext immer die personalen und medialen Unterrichtsentscheidungen Gefahr, dass sich vor allem Lernende mit geringer (Jank & Meyer, 1991) stellen sich damit an die Lehr- Netzerfahrung im Internet verirren. Mit Hilfe von kräfte neue Anforderungen an die Unterrichts- WebQuests (Bescherer, 2007) oder VideoClipQuests planung und -gestaltung, wenn sie dem Anspruch ge- (Blessing & Kortenkamp, 2008) kann eine Lehrkraft recht werden wollen, das Potenzial neuer Techno- die Pfade durch das Web vorstrukturieren und den logien hinsichtlich einer optimalen Gestaltung von Lernprozess durch geeignete Aufgabenstellungen Lernprozessen auszuschöpfen. Mit der bloßen An- unter Nutzung von Open-Source-Quellen stützen. wendung traditioneller Lehr- und Lernarrangements Diese Möglichkeit der Unterstützung hilft auch der wird dieser Anspruch schwerlich erfüllbar sein. Es ist Gefahr zu begegnen, dass die Lernenden zwar im die Offenheit und das Interesse für Neues, auf Seiten Netz Informationen sammeln, diese aber für die un- der Lehrkräfte wie auf Seiten der Lernenden, die ge- terrichtliche Aufbereitung unverstanden aneinander- wissermaßen als personelle Voraussetzungen die reihen, ohne den inneren Zusammenhang der zu- Chancen eines technologiegestützten mathematisch- grundeliegenden Thematik zu durchdringen. Gerade naturwissenschaftlichen Unterricht erst eröffnen. Die Beantwortung der Frage, wie Unterricht durch ge-
  • 7. Mehr  als  eine  Rechenmaschine.  Computer  im  mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen  Unterricht—  7 In der Praxis : Technologie im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht Das  System  der  Blütenpflanzen  –  ein  koopera.v-­‐computer-­‐ Die  Analyse  des  atmosphärischen  CO2-­‐Gehalts  –  ein  compu-­‐ unterstütztes  Kompaktseminar tergestütztes  interdisziplinäres  Koopera.onsprojekt   Zur   Erarbeitung   der   Biodiversität   werden   die   Grundlagen   der Zunächst   recherchieren   die   Lernenden   Daten   und   Informa-­‐ Pflanzensystema'k   im   Rahmen   der   Biologielehrer/innen-­‐ 'onen   zum   atmosphärischen   CO₂-­‐Gehalt   in   Internet-­‐Daten-­‐ Ausbildung  erarbeitet.  Dazu  nutzen  Lernergruppen  zunächst banken.   Der   Datensatz   kann   nach   dem   Download   direkt   in vorstrukturierte   digitale   Mind   Maps   mit   Verknüpfungen   zu ein   Tabellenkalkula'onsprogramm   eingelesen   werden,   so einschlägigen  Quellen  im  Internet  und  erweitern  die  Vorlage dass  die  relevanten  Informa'onen  dort  gespeichert  zur  Ver-­‐ im   Lernprozess   durch   EigenschaIen   und   Merkmale   der   be-­‐ fügung   stehen.   Im   Sinne   der   explora'ven   Datenanalyse handelten   Pflanzenfamilien.   Auf   diese   Weise   entstehen   aus werden   die   Daten   in   einem   Punktdiagramm   visualisiert,   so den   einzelnen   Experten/innen-­‐Gruppenergebnissen   kollabo-­‐ dass   die   Lernenden   nach   einer   groben   Daten-­‐Durchsicht   im ra'v   erstellte,   vollständige   Übersichts-­‐Maps   über   das   System TabellenblaF  (globale  Zunahme,  lokale  Wechsel  von  Zu-­‐  und der   Blütenpflanzen.   In   einem   nächsten   SchriF   erfassen   die Abnahmen)  aufgrund  von  graphischen  Merkmalen  ihre  Cha-­‐ jeweiligen   Experten/innen-­‐Gruppen   in   einem   Lebensraum rakterisierungen   verfeinern   können:   globaler   Trend   als   li-­‐ relevante   Pflanzen,   markieren   den   Standort   auf   Google-­‐ neare   Zunahme,   periodische   Schwankungen   entsprechend Maps   beziehungsweise   Google   Earth   (SiFe,   2009)   oder   per der   Jahreszeiten   als   lokaler   Trend.   Die   auf   computergene-­‐ GPS-­‐Koordinaten   und   bereiten   für   die   anderen   Lerner-­‐ rierten   Visualisierungen   gestützten   Vermutungen   werden Gruppen  einen  digitalen  Lerngang  vor.  Nun  gehen  die  Lerner-­‐ nun   rechnerisch   überprüI:   Der   globale   Datenans'eg   lässt gruppen   alle   vorbereiteten   Standorte   ab   und   fotografieren sich   mithilfe   der   Tabellenkalkula'on   über   eine   gleitende die   jeweiligen   Pflanzen,   idealerweise   in   Verbindung   mit   den MiFelwertkurve   (Aneinanderreihung   der   Monat   für   Monat GPS-­‐Koordinaten.  Als  Produkt  des  Arbeits-­‐  und  Lernprozesses berechneten   JahresmiFelwerte)   berechnen.   Auch   die   Ein-­‐ wird   von   den   Lerner-­‐Gruppen   ein   digitales   Herbarium   er-­‐ passung   einer   Sinusfunk'on   für   die   periodischen   Schwan-­‐ stellt,   welches   entweder   öffentlich   gemacht   werden   oder kungen   gelingt   nur   mit   Rechnerhilfe.   Aufgrund   ihrer lokal  als  persönliche  Lern-­‐  und  Arbeitsdokumenta'on  dienen Datenanpassung   erstellen   die   Lernenden   vorsich'ge   Pro-­‐ kann. gnosen   über   den   weiteren   CO2-­‐Ans'eg   und   präsen'eren ihren   Arbeitsprozess   der   Datenanalyse   sowie   das   Ergebnis ihrer   Schlussfolgerungen   in   einer   computergestützten   Prä-­‐ senta'on.     eignete Technologien angemessen und zielgerichtet unterstützt werden kann, ist somit eine bleibende Herausforderung für die Lehrkräfte, für die Lehrer- bildung und nicht zuletzt für die fachdidaktische For- Reflexionsaufgaben: schung. ? ▸ Reflek'eren   Sie   die   Nutzung   des   Computers   im mathema'sch-­‐naturwissenschaIlichen   Unterricht ihrer   eigenen   Schulzeit.   Welche   Funk'onen   hat Der  Computer  übernimmt  im  mathema'sch-­‐naturwis-­‐ der   Computer   dabei   erfüllt?   War   der   Einsatz   des ! senschaIlichen   Unterricht   die   Funk'on   eines   Werk-­‐ zeugs   (zum   Beispiel   die   eines   Visualisierungs-­‐,   Explo-­‐ Computers  jeweils  methodisch  gerechper'gt?   ▸ Suchen  Sie  Anima'onen  oder  Simula'onen  zu  ma-­‐ ra'ons-­‐   oder   Kommunika'onswerkzeugs),   dessen thema'sch-­‐naturwissenschaIlichen   Inhalten   im Einsatz   didak'sch   und   methodisch   durchdacht   sein Internet.   Würden   Sie   diese   Lernobjekte   im   Unter-­‐ muss.   Die   Lehrperson   muss   zudem   berücksich'gen, richt   einsetzen?   (Begründung!)   Beurteilen   Sie dass  das  Erlernen  der  Computernutzung  zusätzlich  ko-­‐ zudem  die  Gestaltung  der  Lernobjekte.   gni've  Ressourcen  beansprucht.
  • 8. 8  —  Lehrbuch  für  Lernen  und  Lehren  mit  Technologien  (L3T) ▸ Kimmerle, J.; Cress, U. & Held, C. (2010). The interplay Literatur between individual and collective knowledge: Technologies for ▸ Ainsworth, S. (1999). The functions of multiple representa- organisational learning and knowledge building. Knowledge tions. Computers & Education, 33, 131–152. Management Research & Practice, 8, 33-44. ▸ Baker, T. & White, S. (2003). The Effects of G.I.S. on Students' ▸ Kirstein, J. & Nordmeier, V. (2007). Multimedia representation Attitudes, Self-efficacy, and Achievement in Middle School of experiments in physics. European Journal of Physics, 28(3), Science Classrooms. Journal of Geography, 102(6), 243-254. 115-126. ▸ Beisser, K.; Jonassen, D. & Grabowski, B. (1994). Using and se- ▸ Kittel, A. (2009). Klicken - Ziehen - Staunen - Ergründen: Dy- lecting graphic techniques to acquire structural knowledge. Per- namische Geometrie-Systeme im Unterricht. Braunschweig: formance Improvement Quarterly, 7(4), 20-38. Westermann. ▸ Bescherer. C. (2007). WebQuests und Mathematikdidaktik. ▸ Köhler, K. (2004). Welche Medien werden im Biologieunter- Computer + Unterricht, 67, 18-19. richt genutzt? In: U. Spörhase-Eichmann & W. Ruppert (Hrsg.), ▸ Blessing, A. & Kortenkamp, U. (2008). VideoClipQuests as a Biologiedidaktik. Berlin: Cornelsen-Scriptor, 160-182. new Setup for Learning. In: Kinshuk, G.S. Demetrios, J. M. ▸ Müller, R.; Wodzinski, R. & Hopf, M. (2004). Schülervorstel- Spector, P. Isaías & D. Ifenthaler (Hrsg.), Proceedings of the lungen in der Physik. Köln: Aulis. IADIS International Conference on Cognition and Explo- ▸ Novak, J. (2010). Learning, Creating and Using Knowledge. ratory Learning in Digital Age (CELDA 2008), Freiburg, 2008, New York: Routledge. 343-346). ▸ Salomon, G. (1994). Interaction of media, cognition, and ▸ Chen, P. & McGrath, D. (2003). Knowledge Construction and learning. Hillsdale: Lawrence Erlbaum Ass.. Knowledge Representation in High School Students’ Design of ▸ Schaal, S.; Bogner, F. & Girwidz, R. (2010). Concept Mapping Hypermedia Documents. Journal of Educational Multimedia Assessmet of Media Assisted Learning in Interdisciplinary and Hypermedia, 12 (1), 33-61. Science Education. Research in Science Education, 40(3), 339- ▸ Clement, J. (1989). The concept of variation and misconcep- 352. tions in cartesian graphing. Focus on Learning Problems in ▸ Sitte, C. (2009). Einfache GEObrowseranwendungen und neue Mathematics, 11(2), 77-87. methodische Kombinationen. Geographie und Schule, 179(31), ▸ DeJong, T. & Njoo, M. (1992). Learning and Instruction with 40-45. Computer Simulations: Learning Processed Involved. In: E. ▸ Spannagel, C. (2007). Benutzungsprozesse beim Lernen und DeCorte, M. Linn, H Mandl & L. Verschaffel (Hrsg.), Com- Lehren mit Computern. Hildesheim/Berlin: Franzbecker. puter-Based Learning Environments and Problem Solving. ▸ Tergan, S.-O.; Keller, T. & Burkhard, R. (2006). Integrating Berlin/Heidelberg: Springer, 411-429. knowledge and information. Digital concept maps as a bridging ▸ Duit, R. (2003). Students' and Teachers' Conceptions and technology. Information Visualization, 5. Science Education. Kiel: IPN. ▸ Vogel, M. (2006). Mathematisieren funktionaler Zusammen- ▸ Duit, R. (2008). Zur Rolle von Schülervorstellungen im Unter- hänge mit multimediabasierter Supplantation. richt. Geographie Heute, 29(265), 2-6. Hildesheim/Berlin: Franzbecker. ▸ Girwidz, R.; Rubitzko, T.; Schaal, S. & Bogner, F.X. (2006). ▸ Weitzel, H. (2004). Medien aus Bits & Bytes. Unterricht Bio- Theoretical Concepts for Using Multimedia in Science Edu- logie, 292(28), 4-10. cation. Science Education International, 17(2), 77-93. ▸ Jank, W. & Meyer, H. (1991). Didaktische Modelle. Frankfurt am Main: Cornelsen-Scriptor.