Die Aneignung mathematischen Denkens durch Programmieren im Unterricht - ein lerntheoretischer Ansatz nach Papert

Hausarbeit , 2006 , 25 Seiten , Note: 1,7

Pädagogik - Medienpädagogik

In folgender Hausarbeit soll die Rolle untersucht werden, die Programmiersoftware im naturwissenschaftlichen Unterricht einnimmt und einnehmen kann. Die Hausarbeit soll nicht die Gestaltung des Unterrichts behandeln, sondern vielmehr an einem konkreten Beispiel darlegen, wie ein computergestützter Unterricht durch Programmiersoftware bereichert werden kann. Einer der Schwerpunkte ist also der Mehrwert durch die Software. Ein weiterer Schwerpunkt soll auf die Darstellung von Programmieren als ein spielerisches Lernen gelegt werden. Auch wenn dies zunächst widersprüchlich klingt, sind Grundschulkinder im besten Alter um programmieren zu lernen. Es soll gezeigt werden, inwiefern die Kinder und ihre Art zu denken von dieser Fähigkeit und diesen Kenntnissen geprägt werden. Dies soll anhand von Logo, einer Programmiersprache, die 1968 von S. Papert für den Gebrauch in der Schule entwickelt wurde, gezeigt werden. Papert war ein Mitarbeiter Piagets und so soll, nach einem kurzen Überblick hinsichtlich handlungsorientierten Unterrichts mit Hilfe von Computern, zwei Aspekte genannt werden, die auf Piaget zurückführbar sind. Nachfolgend wird auf die Software Logo, insbesondere als visuelle Programmiersprache zur Entwicklung von Grafiken, geometrischen Figuren und eigenen Vorgängen in einer Microwelt, eingegangen. Bei einer Microwelt handelt es sich um eine Art virtuelles Biotop, eine komplette kleine Welt, in der sich verschiedene Vorgänge abspielen. Zuerst soll eine knappe Einführung in die Funktionsweise Logos gegeben werden, nachfolgend wird ihr Einsatz im Unterricht behandelt. Dies geschieht auf zwei verschiedene Arten. Als erstes wird Logo als Programmiersprache für Schüler untersucht und als zweites als Medium für Frontalunterricht, um mathematische oder naturwissenschaftliche Abläufe zu veranschaulichen. Daraufhin soll ein Ausblick auf das Aneignen mathematischen Denkens gegeben werden. Dieses soll als in den bisherigen Betrachtungen über Logo vernachlässigter Punkt zwar besonders hervorgehoben, jedoch trotzdem nur angerissen werden, da eine Antwort auf die gestellte Frage im Auge des Betrachters liegt. Anschließend wird der Mehrwert, der durch Logo entsteht behandelt. Daraufhin soll in einer Abschlussbetrachtung auch die Kritik, die der Software entgegengebracht wurde benannt werden, damit die Möglichkeit gegeben ist im Schluss ein Resümee zu ziehen.

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Computergestützter Unterricht
2.1 Handlungsorientierter Unterricht mit Hilfe von Computern
2.2 Paperts Bezug zu Piaget

3. Turtle Geometry: A Mathematics Made for Learning
3.1 Die Funktionsweise der Software Logo
3.2 Der Einsatz von Logo im Unterricht
3.3 Mathematisches Denken
3.4 Der Mehrwert

4. Kritik und Bewertung

5. Schluss

Literaturverzeichnis

1. Einleitung

In folgender Hausarbeit soll die Rolle untersucht werden, die Programmiersoftware im naturwissenschaftlichen Unterricht einnimmt und einnehmen kann. Die Hausarbeit soll nicht die Gestaltung des Unterrichts behandeln, sondern vielmehr an einem konkreten Beispiel darlegen, wie ein computergestützter Unterricht durch Programmiersoftware bereichert werden kann. Einer der Schwerpunkte ist also der Mehrwert durch die Software. Ein weiterer Schwerpunkt soll auf die Darstellung von Programmieren als ein spielerisches Lernen gelegt werden. Auch wenn dies zunächst widersprüchlich klingt, sind Grundschulkinder im besten Alter um programmieren zu lernen. Es soll gezeigt werden, inwiefern die Kinder und ihre Art zu denken von dieser Fähigkeit und diesen Kenntnissen geprägt werden. Dies soll anhand von Logo, einer Programmiersprache, die 1968 von S. Papert für den Gebrauch in der Schule entwickelt wurde, gezeigt werden. Papert war ein Mitarbeiter Piagets und so soll, nach einem kurzen Überblick hinsichtlich handlungsorientierten Unterrichts mit Hilfe von Computern, zwei Aspekte genannt werden, die auf Piaget zurückführbar sind. Nachfolgend wird auf die Software Logo, insbesondere als visuelle Programmiersprache zur Entwicklung von Grafiken, geometrischen Figuren und eigenen Vorgängen in einer Microwelt, eingegangen. Bei einer Microwelt handelt es sich um eine Art virtuelles Biotop, eine komplette kleine Welt, in der sich verschiedene Vorgänge abspielen. Zuerst soll eine knappe Einführung in die Funktionsweise Logos gegeben werden, nachfolgend wird ihr Einsatz im Unterricht behandelt. Dies geschieht auf zwei verschiedene Arten. Als erstes wird Logo als Programmiersprache für Schüler unterucht und als zweites als Medium für Frontalunterricht, um mathematische oder naturwissenschaftliche Abläufe zu veranschaulichen. Daraufhin soll ein Ausblick auf das Aneignen mathematischen Denkens gegeben werden. Dieses soll als in den bisherigen Betrachtungen über Logo vernachlässigter Punkt zwar besonders hervorgehoben, jedoch trotzdem nur angerissen werden, da eine Antwort auf die gestellte Frage im Auge des Betrachters liegt. Anschließend wird der Mehrwert, der durch Logo entsteht behandelt. Daraufhin soll in einer Abschlussbetrachtung auch die Kritik, die der Software entgegengebracht wurde benannt werden, damit die Möglichkeit gegeben ist im Schluss ein Resüme zu ziehen.

2. Computergestützter Unterricht

2.1 Handlungsorientierter Unterricht mit Hilfe von Computern

Unter handlungsorientiertem Untericht versteht man Lernen durch eigenes Handeln. Insbesondere soll hier auf bedürfnisbedingtes Lernen eingegangen werden, eine Weiterentwicklung der behavioristischen Lerntheorie. Das Ziel des Schülers ist es ein Bedürfnis zu befriedigen, welches einen inneren Spannungszustand hervorgerufen hat. Durch eine Handlung soll dieser Zustand abgebaut werden. Der Zustand ist die Motivation der nachfolgenden Handlung. Die Handlung bezeichnet die Lernaktivität, deren Ergebnis Rückwirkungen auf den Bedürfniszustand hat.^[1] Ist ein Schüler nun vor eine Aufgabe, ein Problem gestellt, ist er gewillt und motiviert dieses Problem zu lösen. Der Antrieb hierfür könnte ein Bedürfnis nach Selbstverwirklichung oder auch nach Geltung darstellen. Eine neue Aufgabe bedeutet eine Herausforderung, die es anzunehmen gilt. So folgt die Handlung, das Lösen der Aufgabe. Der Erfolg oder Misserfolg der Lösung wirken sich dann wiederum auf die Bedürfnisse des Lernenden aus. Wie diese sich auswirken ist von der Situation, dem Lernenden und der Intensität des Bedürfnisses abhängig. Ist das Bedürfnis stark genug, wird auch ein Misserfolg zu weiteren Versuchen, statt zur Resignation führen. Hier setzt auch eine der wichtigsten Rollen des Computers ein; als Motivator, aber dazu später mehr. Nachfolgend sollen zwei Aspekte handlungsorientierten Unterrichts besonders hervorgehoben werden.

Handlungsorientierung bedeutet Schülerselbsttätigkeit mittels handhabbarer Medien.^[2]

Der Lernende arbeitet also selbstständig z. B. am Computer. Die Rolle des Lehrers beschränkt sich folglich auf eine Tätigkeit im Hintergrund und je nach Bedarf auf Hilfestellung zu einzelnen Problemen, die auftauchen können.

Handlungsorientierung bedeutet Aktivierung der Sinne und Erweiterung der Erfahrungen durch aktives Lernen.^[3]

Der Lernende sammelt durch seine eigenständige Arbeit eigene Erfahrungen. Hierbei aktiviert er die Sinne, denn er arbeitet selbstständig, also eigenverantwortlich und muss somit auf alle Aspekte seiner Aufgabe selbst Acht geben. Auch liegt die Umstellung von überwiegend auditivem Lernen, durch die Stimme, sowie visuellem Lernen, durch Tafelanschriften, auf ein rein visuelles, aber abbildhaftes Lernen. Im Fall des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts handelt es sich zumeist um abstrakte Inhalte, die es nun eigenständig zu veranschaulichen gilt. Hierdurch entsteht u. a. eine Handlungskompetenz, die Medienerziehung vermittelt durch eben diese ausgeführte Eigentätigkeit „unabhängig machende“, also emanzipatorische Kompetenz.^[4]

2.2 Paperts Bezug zu Piaget

Der schweizer Entwicklungspsychologe Jean Piaget (1896-1986) beeinflusste die Forschung über Kindesentwicklung und, damit einhergehend Lernen, wesentlich. Dies geschah auf der einen Seite durch sein Modell stufenschematischer Entwicklung, welches vier Stufen beschreibt, die der Sich-entwickelnde durchläuft. Sowie, auf der anderen Seite durch seine Theorie der kognitiven Anpassung. Diese besagt, dass jeder ein „internes Gleichgewicht zwischen Organismus und Umweltanforderungen zu erhalten oder zu erreichen“^[5] hat. Dies geschieht durch einen wechselseitigen Austausch der Anpassung der Umwelt an bereits angeeignete Denkstrukturen (Assimilation) und der Anpassung dieser Denkstrukturen an die Umwelt (Akkomodation). Die Assimilation beschreibt also in erster Linie ein Anwenden des bereits Gelernten auf Aufgaben oder Ereignisse, unabhängig von der Richtigkeit des Gelernten (z. B. durch Zuschreiben des selben Begriffs durch erkannte Ähnlichkeit zweier Gegenstände, so auch durch Anwenden ähnlicher Handlungsstrategien in einander ähnlichen Situationen). Sie findet aber auch im Spiel statt, wenn Rollen getauscht werden (z. B. beim Mutter-Kind Spiel), denn auch hierbei wird die Umwelt, wenn auch nicht nachhaltig, an den Denkenden angepasst. Die Akkomodation beschreibt zumeist ein Korrigieren der vorhandenen Denkstruktur, sobald diese auf Widersprüche stößt. Außerdem war Piagat Epistomologe, er forschte also danach, wie Erkenntnis zustande kommt.

Nach Seymour Papert (*1928), der eng mit Piaget zusammenarbeitete, hätte dieser Aspekt mehr Berücksichtigung finden müssen. Auch der südafrikanische Mathematiker beschäftigte sich mit dem Vorgang des Lernens, insbesondere natürlich für den, des mathematischen Lernens. So entwickelte er 1968 die Programmiersprache Logo, die im Gegensatz zu der bisherigen Schulmathematik zum Lernen motivieren und auch bereits jüngeren Schülern ein mathematisches Denken annehmen lassen sollte. Denn in zu schnell schwindender Motivation sah er das Hauptproblem der bisherigen Schulmathematik, der das Kapitel „Mathophobia: The Fear of Learning“ gewidmet ist. In seinem Buch „Mindstorms“ (dt. Titel „Gedankenblitze“) führte er als Hauptvorteil also die Motivation auf, die das Lernen am Computer mit Logo auf die Lernenden ausübt. Sie erfolgt durch die Kommunikation mit dem Computer, was zur Erscheinungszeit seines Buches noch etwas außergewöhnlicheres war, als es das heutzutage ist, durch das Erteilen von Befehlen, Freude am Verständnis einer komplexen Sache, sowie auch durch Erfolgserlebnisse.^[6] Des Weiteren greift Papert die Assimilation auf, denn mit Hilfe von Logo können die Programmierenden eine eigene Microwelt aufbauen, der sie je nach Belieben und Kenntnisstand Prozesse oder Figuren hinzufügen können. Die Umwelt ihrer Microwelt wird den Denkstrukturen oder Wünschen angepasst.^[7] Dies ist vergleichbar mit dem Mutter-Kind Spiel.

[...]

---

^[1] Vergl. Tulodziecki, G.; Herzig, B.; Blömeke, S., „Gestaltung von Unterricht“, Klinkhardt, Regensburg, 2004. Seite 53-54.

^[2] A. Fröhlich, „Handlungsorientierte Medienerziehung in der Schule“, Max Niemeyer Verlag, Tübingen, 1982. Seite 190.

^[3] A. Fröhlich, „Handlungsorientierte Medienerziehung in der Schule“, Max Niemeyer Verlag, Tübingen, 1982. Seite 191.

^[4] Vergl. A. Fröhlich, „Handlungsorientierte Medienerziehung in der Schule“, Max Niemeyer Verlag, Tübingen, 1982. Seite 120-121.

^[5] Tulodziecki, G.; Herzig, B.; Blömeke, S., „Gestaltung von Unterricht“, Klinkhardt, Regensburg, 2004. Seite 23.

^[6] Vergl. Papert, Seymour, „Mindstorms“ Basic Books Inc., Scranton 1980. Seite 58, 64.

^[7] Bsp. in Anhang I

• Hochschule: Universität Paderborn
• Veranstaltung: Seminar Unterrichtsplanung und computergestützter Unterricht
• Note: 1,7
• Autor: Yvonne Müller (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2006
• Seiten: 25
• Katalognummer: V83035
• ISBN (eBook): 9783638890359
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Aneignung, Denkens, Programmieren, Unterricht, Ansatz, Papert, Seminar, Unterrichtsplanung, Unterricht