Im vorliegenden Forschungsprojekt steht die Einbeziehung authentischer
Umgebungen im Geometrieunterricht der Grundschule im Zentrum.
Schwerpunkt des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von geometrischem
Wissen und Können zu Körpern. Durch eine adäquate Vernetzung
schulischen und außerschulischen Lernens in Verbindung mit dem Protokollieren
soll ein nachhaltiger Erkenntnisgewinn zu geometrischen Körpern
bei Viertklässlern erreicht werden

Sitter, Kerstin

Eldorado - Ressourcen aus und für Lehre, Studium und Forschung

 In F. Caluori, H. Linneweber-Lammerskitten & C. Streit (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2015. Münster: WTM-Verlag 864 Kerstin SITTER, Landau Außerschulische Lernorte im Geometrieunterricht der Grundschule – eine Wirksamkeitsstudie Im vorliegenden Forschungsprojekt steht die Einbeziehung authentischer Umgebungen im Geometrieunterricht der Grundschule im Zentrum. Schwerpunkt des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von geometri-schem Wissen und Können zu Körpern. Durch eine adäquate Vernetzung schulischen und außerschulischen Lernens in Verbindung mit dem Proto-kollieren soll ein nachhaltiger Erkenntnisgewinn zu geometrischen Körpern bei Viertklässlern erreicht werden.  1. Theoretischer Hintergrund  Das Nutzen und Einbinden außerschulischer Lernorte in den Unterricht hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen. Obwohl geometrische In-halte immer wieder auf die Umwelt der Kinder zurückgeführt werden, wer-den außerschulische Lernorte im Geometrieunterricht der Grundschule (zumindest was den deutschsprachigen Raum betrifft) jedoch kaum bis gar nicht genutzt (vgl. Wendel, 2014). Wenn, so könnte man vermuten, gehört das Lernen am außerschulischen Lernort vor allem zur gängigen Praxis im Sachunterricht. Aber auch hier gibt es Aussagen, die dies widerlegen: „Ex-kursionen erfreuen sich bei Grundschullehrerinnen und Grundschullehrern einer großen theoretischen Zustimmung, bleiben im Schulalltag aber eine seltene Sonderveranstaltung“ (Mitzlaff, 2004, S. 140). Welchen Einfluss ein außerschulischer Lernort ganz konkret im Vergleich zu einem Geomet-rieunterricht, der ausschließlich im Klassenzimmer erfolgt, auf den Lerner-folg jüngerer Schülerinnen und Schüler nimmt, bleibt zudem offen. Bisher gibt es diesbezüglich keinerlei Unterrichtsforschung. Studien (vgl. z. B. Klaes, 2008) belegen, dass die Nachhaltigkeit außerschulischer Lernorte ganz allgemein entscheidend von einer adäquaten Vernetzung mit dem schulischen Lernen abhängt. Wesentlich ist vor allem das lehrplankonfor-me Arbeiten an einem Thema an beiden Standorten sowie eine intensive Vor- und Nachbereitung der Besuche außerschulischer Lernorte im Unter-richt. Daneben sehen wir in Anlehnung an Dörfler (1989) und anderen vor allem aber auch im Protokollieren am außerschulischen Lernort eine wich-tige Grundlage für nachhaltiges Wissen. Durch das Verschriftlichen werden die neuen Lerninhalte tiefer durchdrungen und ein besserer bzw. differen-zierterer Blick auf wichtige mathematische Eigenschaften und Zusammen-hänge wird erreicht. Das Protokoll ist dabei jedoch nicht nur Denk- und Ausdrucksmittel des Lernprozesses, sondern gestattet auch eine sinnvolle Reflexionstiefe sowie eine rückblickende Bewertung des selbstständig-865 keitsorientierten, forschenden Erkenntnisprozesses und kann somit auch zum Ausgangspunkt von Reflexionsphasen werden. Beschäftigt man sich mit geometrischen Körpern, so spielt auch das Bilden mathematischer Be-griffe eine ganz wesentliche Rolle. In der Literatur gibt es zahlreiche Stu-fenmodelle für den mathematischen Begriffsbildungsprozess. Im Rahmen der Untersuchung lehnen wir uns an Winters Modell an, welches davon ausgeht, dass es, um ein effektives Lernen zu ermöglichen, einem Zugang bedarf, „der sowohl die maximale Eigeninitiative begünstigt als auch die Bedeutungshaltigkeit des zu erwerbenden Begriffs von vornherein erken-nen lässt“ (Winter, 1983, S. 177). Die Schülerinnen und Schüler sollen die Gelegenheit haben, den Begriff selbst zu entdecken und Definitionen nach-zuempfinden. Und dabei geht es nicht nur um eine „quantitative Vermeh-rung“, sondern auch um eine „qualitative Umwertung“ des Wissens – das Verständnis der Begriffe soll bewusster, beziehungshaltiger, beweglicher, präziser und reflektierter werden (vgl. ebd., S. 181 f.). 2. Methode und Design   Zum Nachweis der Wirkung des Lernkonzeptes am außerschulischen Lernort in Verbindung mit dem Protokollieren wurde ein Prä-Post-Test-Kontrollgruppendesign mit zwei Experimental- und einer Kontrollgruppe (N = 119 Grundschulkinder der vierten Jahrgangsstufe) gewählt. Über sechs Wochen hinweg (eine Doppelstunde pro Woche) erweiterten und ver-tieften die Lernenden ihr geometrisches Wissen und Können zu Körpern. Die Experimentalgruppe 1 (EG 1) betrachtete und erforschte dabei ver-schiedene Gebäude aus der nahen Umgebung unter geometrischen Ge-sichtspunkte genauer und protokollierte erste Entdeckungen skizzenhaft. Die Experimentalgruppe 2 (EG 2) hingegen entwickelte ihre geometrischen Kompetenzen anhand von Abbildungen an Stationen im Klassenzimmer weiter. Die einzelnen Arbeitsschritte waren identisch mit denen der EG 1. Auch hier wurde protokolliert. Der Geometrieunterricht orientierte sich in beiden Gruppen an dem Vier-Phasen-Unterrichtsmodell von Bezold (2009, S. 182 ff.):  (1) Reflexion, (2) Initiierungsphase, (3) gemeinsames Erkun-den – skizzenhaftes Protokollieren (außerschulisch vs. schulisch), (4) indi-viduelles Darstellen – Protokollieren. Lernende der Kontrollgruppe (KG) erweiterten ihr geometrisches Wissen und Können zu Körpern wiederum nach dem „klassischen Unterrichtsstil“ anhand von Kopiervorlagen aus verschiedenen Lehrbüchern sowie Prototypen und Unterrichtsmodellen zu Körpern (ohne außerschulischen Lernort, ohne Protokolle). Inhaltlich und zeitlich war der Unterricht an die EG angepasst. Ein Instrument zur Daten-erhebung war ein eigens erstellter Test zur Erfassung geometrischer Kom-petenzen mit dem Schwerpunkt geometrische Körper. Dieser umfasst ins-866 gesamt 14 Items. Ein weiteres Instrument wurde in gruppenübergreifender Zusammenarbeit eines Forscherteams der Universität Koblenz-Landau zur Analyse der Protokollierfähigkeit entwickelt, welches im vorliegenden Bei-trag jedoch vernachlässigt wird (näheres dazu in Engl et al., 2014). Erfasst wurden die Daten zu je drei Messzeitpunkten: unmittelbar vor, direkt nach sowie vier Wochen nach der Intervention.  3. Zielsetzung und ausgewählte Forschungsfragen  Ein Ziel der Studie ist es, zu untersuchen, wie sich die Einbeziehung außer-schulischer Lernorte und der Einsatz von Protokollen auf die Entwicklung nachhaltigen geometrischen Wissens auswirken. Im Zentrum stehen dabei folgende Forschungsfragen: -­‐ Wie entwickeln sich die Leistungen der Schülerinnen und Schüler über die drei Messzeitpunkte hinweg? -­‐ Gibt es einen ähnlichen Leistungszuwachs in den Gruppen oder un-terscheiden sich die Gruppen hinsichtlich ihres Lernerfolgs? 4. Erste Ergebnisse  Die Varianzanalyse mit Messwiederholung (Mixed ANOVA) zeigt, dass in allen Gruppen ein Lernzuwachs vorhanden ist, der sich je-doch unterscheidet. Es gibt einen signifikanten Haupteffekt des Faktors Zeit (F(1.93,224.29) = 415.83, p < .001, ηp2 = .782) und einen sig-nifikanten Haupteffekt des Faktors Gruppe (F(2,116) = 8.27, p < .001, ηp2 = .125). Eben-falls statistisch signifikante Effekte zeigen sich bei der Betrachtung der Wechselwirkung der Faktoren Gruppe und Zeit (F(3.87,224.29) = 4.50, p = .002, ηp2 = .072), welche sich auch in der Steigung der Graphen wider-spiegelt. Ausgehend von fast gleichen Ausgangswerten verläuft der Lern-zuwachs der EG steiler als der der KG. Der Leistungsanstieg der KG ist weniger steil und mit einem allgemeinen Lernzuwachs zu interpretieren. Daraus lässt sich schließen, dass der Lernerfolg von Pre- zu Post- zu Follow-up-Test sich signifikant zwischen den untersuchten Gruppen unter-scheidet. Der Post-hoc Vergleich mit dem Tukey HSD Test zeigt, dass sich der Mittelwert der EG 1 bezüglich des Lernerfolgs sowohl von der EG 2 als auch der KG signifikant unterscheidet. Betrachtet man die einzelnen Mess-zeitpunkte genauer, so fällt auf, dass dieser signifikante Effekt jedoch nur über die Messzeitpunkte zwei und drei vorhanden ist. Insgesamt kann fest-gehalten werden, dass sich durch die adäquate Vernetzung schulischen und 867 außerschulischen Lernens in Verbindung mit dem Protokollieren geometri-scher Kompetenzen langfristig entwickeln lassen. Ausblick Hinsichtlich des Lernerfolgs sind vor allen Dingen noch aufgabenspezifi-sche Analysen geplant. Untersucht werden soll zudem, ob gute Schulnoten als Prädiktor für gute Leistungen gelten. Was die Protokollierfähigkeit be-trifft, so wurde, wie bereits erwähnt, in gruppenübergreifender Zusammen-arbeit ein sogenanntes „Video-Item“ sowie ein entsprechendes Analyse-schema entwickelt. Auch hier ergab sich ein signifikanter Interaktionseffekt der Faktoren Zeit und Gruppe (F (4,232) = 3.63, p = .007, ηp2 = .059). Wie sich die Leistungen der Schülerinnen und Schüler aber auch hier in den einzelnen Kategorien, die zu dem Gesamtkonstrukt Protokollierfähigkeit führen, weiterentwickelt haben, ist bis jetzt noch offen. Offen ist zudem, ob die Schülerinnen und Schüler, die im Pretest gute Protokollierfähigkeiten zeigten, auch im Post-Test bessere Ergebnisse erzielten. Bezüglich Zu-sammenhangsanalysen steht noch aus, welchen Einfluss auf den Lernerfolg das Protokollieren hat. Untersucht werden soll, ob eine hohe Testleistung mit einer hohen Protokollierfähigkeit korreliert.  Literatur Bezold, A. (2009). Förderung von Argumentationskompetenzen durch selbstdifferenzie-rende Lernangebote: Eine Studie im Mathematikunterricht der Grundschule. Ham-burg: Dr. Kovac. Dörfler, W. (1989). Begriffsentwicklung durch Handlungsprotokolle. In Beiträge zum Mathematikunterricht (S. 139-142). Bad Salzdetfurth: Franzdecker. Engl, L., Schumacher, S.; Sitter, K.; Größler, M.; Niehaus, E.; Rasch, R.; Roth, J.; Risch, B. (2014). Entwicklung eines Messinstrumentes zur Erfassung der Protokol-lierfähigkeit – initiiert durch Video-Items. In Zeitschrift für Didaktik der Naturwis-senschaften. Klaes, E. (2008). Stand der Forschung zum Lehren und Lernen an außerschulischen Lernorten. In D. Höttecke (Hrsg.), Kompetenzen, Kompetenzmodelle, Kompetenz-entwicklung: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik: Jahrestagung in Es-sen 2007 (S. 263-268). Berlin: LIT-Verlag. Mitzlaff, H. (2004). Exkursionen im Sachunterricht: Der Königsweg zu den „Sachen“? In A. Kaiswer & D. Pech (Hrsg.), Basiswissen Sachunterricht (Band 5): Unterrichts-planung und Methoden (S. 136-144). Baltmannsweiler: Schneider Verlag. Wendel, K. (2014). Einbeziehung außerschulischer Lernumgebungen bei der Bearbei-tung geometrischer Aufgabenstellungen im Geometrieunterricht der Grundschule. Unveröffentlichte Bachelorarbeit, Universität Koblenz-Landau. Winter, H. (1983). Über die Entfaltung begrifflichen Denkens im Mathematikunterricht. Journal für Mathematik-Didaktik, 4/3, 175-204. 

Außerschulische Lernorte im Geometrieunterricht der  Grundschule – eine Wirksamkeitsstudie

https://eldorado.tu-dortmund.de/bitstream/2003/34739/1/BzMU15_SITTER_Geometrie.pdf

Außerschulische Lernorte im Geometrieunterricht der Grundschule – eine Wirksamkeitsstudie

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Eldorado - Ressourcen aus und für Lehre, Studium und Forschung