Geometrische Körper

Geometrische Körper - entdeckt und protokolliert an außerschulischen Lernorten

(Prof. Dr. Renate Rasch, Kerstin Sitter)

Skizzenblock - RahmenGeometrische Körper begegnen Kindern überall in unserer Umwelt. Häufig werden geometrische Begriffe jedoch ohne Bezug zur realen Welt gebildet. In der vorliegenden Studie, die im Rahmen eines Dissertationsprojektes entstand, wird ein authentischer Zugang zu geometrischen Körpern genutzt. Die Schüler/innen werden dazu angehalten ihre Entdeckungen an außerschulischen Lernorten zu protokollieren und im späteren Unterricht zu reflektieren.

Zielsetzung und Fragestellung:

Ziel der Studie ist es, zu untersuchen, wie sich die Einbeziehung außerschulischer Lernorte und der Einsatz von Protokollen auf die Entwicklung nachhaltigen geometrischen Wissens von Viertklässlern auswirken. Ein weiterer Schwerpunkt wird auf die Erfassung von grundlegenden Protokollierfähigkeiten bei Grundschulkindern sowie auf die Entwicklung eines geeigneten Messinstrumentes für Protokollierfähigkeit gelegt.

Theoretischer Hintergrund:

Das Nutzen und Einbinden außerschulischer Lernorte in den Unterricht hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Studien belegen jedoch, dass der gewünschte positive Effekt hinsichtlich Motivation und Lernerfolg nur kurzfristig erhalten bleibt (vgl. u.a. Scharfenberg, 2005; Guderian, 2007). Die Inhalte an außerschulischen Lernorten sind meist nicht lehrplankompatibel und erfahren oft keine Vor- und Nachbereitung im Unterricht. Eine adäquate Vernetzung schulischen und außerschulischen Lernens fehlt. Zudem beschränken sich die Studien meist auf Schüler/innen der Sekundarstufe. Welchen Einfluss der außerschulische Lernort auf den Lernerfolg und die Interessenentwicklung jüngerer Schüler/innen nimmt, bleibt offen. Durch eine bessere Vernetzung schulischen und außerschulischen Lernens soll in unserem Projekt eine Optimierung der Nachhaltigkeit des Lernerfolgs sowie der Interessenentwicklung zu geometrischen Körpern bei Grundschulkindern erreicht werden. Eine erste Grundlage dafür sehen wir im Protokollieren in der außerschulischen Lernumgebung.

Methodisches Vorgehen:

Um die Wirksamkeit einer außerschulischen Lernumgebung, die mit dem schulischen Lernen eng verknüpft ist, mit einem konventionellen Geometrieunterricht vergleichen zu können, wurde ein Treatment-Kontrollgruppen-Design (N=120) gewählt.

  • Die Experimentalgruppe 1 (EG 1) besuchte über sechs Doppelstunden hinweg stets einen außerschulischen Lernort, der das Kennenlernen geometrischer Körper und ihrer Eigenschaften in der Umwelt unterstützte. Als Lernort wurde die nahe Umgebung der Schule ausgewählt, die anhand gezielter Entdeckungen selbstständig erforscht wurde. Die Entdeckungen wurden von den Kindern am Lernort protokolliert.

  • Die Experimentalgruppe 2 (EG 2) blieb hingegen im Klassenzimmer und erweiterte hier ihr geometrisches Wissen und Können zu Körpern. Der Zugang zu geometrischen Körpern erfolgte ohne direkten Umweltbezug anhand von Abbildungen (in Anlehnung an Schulbücher) an Stationen im Klassenzimmer. Die einzelnen Arbeitsschritte waren allerdings identisch zur EG 1. Protokolliert wurde an den Stationen.

  • Die Kontrollgruppe (KG) erweiterte ihr geometrisches Wissen und Können zu Körpern nach dem „klassischen“ Unterrichtsstil (ohne außerschulischen Lernort, ohne Protokoll). Inhaltlich sowie zeitlich war der Unterricht der KG an die EG angepasst.

Datenerhebung:

Um die Wirksamkeit des Unterrichtkonzeptes nachweisen zu können, wurde die Untersuchung in drei Messzeitpunkten (Pre-, Post- und Follow-up-Test) realisiert. Dazu wurden mehrere Messinstrumente zu verschiedenen Diagnosezwecken entwickelt und erprobt. Zur Erfassung geometrischer Fähigkeiten und Fertigkeiten wurde ein Leistungstest entwickelt. Für das Erfassen der Protokollierfähigkeit wurde den Kindern ein kurzes Video gezeigt, das einen außerschulischen Lernort repräsentiert. Die Schüler/innen wurden aufgefordert, das Gesehene so zu protokollieren, dass sich ein anderes Kind die dargestellten Inhalte gut vorstellen kann. Ein entsprechendes Auswertungssystem ist in Arbeit. Um die Interessenentwicklung der Schüler/innen erfassen zu können, wurde in Anlehnung an Müller, Hanfstingl und Andreitz (2007) ein Fragebogen erarbeitet.

References:
  • Guderian, P. (2007). Wirksamkeitsanalyse außerschulischer Lernorte: Der Einfluss mehrmaliger Besuche eines Schülerlabors auf die Entwicklung des Interesses an Physik. Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin.

  • Müller, F.H.; Hanfstingl, B. & Andreitz, I. (2007). Skalen zur motivationalen Regulation beim Lernen von Schülerinnen und Schülern. Adaptierte und ergänzte Version des Academic Self-Regulation Questionnaire (SRQ-A) nach Ryan & Connell. In. Wissenschaftliche Beiträge aus dem Institut für Unterrichts- und Schulentwicklung (IUS) Nr. 1. Klagenfurt: Alpen-Adria-Universität.

  • Scharfenberg, F-J. (2005). Experimenteller Biologieunterricht zu Aspekten der Gentechnik im Lernort Labor: empirische Untersuchung zu Akzeptanz, Wissenserwerb und Interesse. Dissertation, Universität Bayreuth.

Körperlexikon

Lehr- und Lernmaterialien zur Studie:

Vorträge, die in Zusammenhang mit der beschriebenen Studie stehen:

  • Sitter, K. (2014). Zum Einfluss außerschulischer Lernorte auf einen nachhaltigen Erkenntnisgewinn im Geometrieunterricht der Grundschule. Herbsttagung des Arbeitskreises Grundschule in der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik in Tabarz. (Vortrag Arbeitsgruppe Geometrie)
  • Sitter, K. & Rasch, R. (2014). Geometrische Körper - entdeckt und protokolliert an außerschulischen Lernorten. 48. Jahrestagung der Gesellschaft für die Didaktik der Mathematik (GDM) in Koblenz (Posterpräsentation).
  • Sitter, K. (2013). Geometrische Körper an inner- und außerschulischen Lernorten. 47. Jahrestagung der Gesellschaft für die Didaktik der Mathematik (GDM) in Münster (Vortrag).

Publikationen, die in Zusammenhang mit der beschriebenen Studie stehen: