Erfahrungsaustausch in Friedberg: Digitale Medien im kompetenzorientierten Unterricht

Dieser Tage trafen sich im Friedberger Kreishaus rund einhundert Lehrkräfte mit Vertreterinnen und Vertretern aus Schulbuchverlagen sowie Technologie anbietenden Firmen. Anlass war eine Tagung mit dem Thema "Digitale Medien im kompetenzorientierten Unterricht". Initiiert wurde die Tagung von Augustinerlehrer Dr. Michael Drabe.

Landrat Arnold begrüßte die Anwesenden und hob hervor, dass ihm die Verbesserung der Lern- und Lehrbedingungen an "seinen" Schulen besonders am Herzen läge. Deshalb habe er die Umsetzung des Sonderinvestitionsprogramms zur Chefsache erklärt. Jedoch: "Nicht alles, was wünschenswert ist, und nicht alles, was auch aus Ihrer Perspektive unbedingt notwendig wäre, kann umgesetzt werden." Und verwies auf die prekäre Haushaltslage: Erträge in Höhe von rund 247 Millionen Euro stünden Aufwendungen in Höhe von 286 Millionen Euro gegenüber. Und: Im nächsten Jahr sähe es auch nicht besser aus: "Wir rechnen mit einem Fehlbedarf von 55 Millionen Euro in 2011." Dennoch wolle er sein Möglichstes tun, "in diesem wichtigen Bereich nicht zu sparen und wünschte dieser Veranstaltung "Anregungen und Inspirationen und eine gute Umsetzung in Ihrem Unterricht.  

Wie weckt man Interesse an Mathematik?  

Diese Tagung setzt das im Rahmen des SiNUS-Transfer Projektes   begonnene "Networking" zwischen interessierten, digitale Medien einsetzende Schulen fort. Seinerzeit konzentrierten sich hessenweit zwischen 2005 und 2007 über 170 Schulen mit Sekundarstufe I aktiv auf die Weiterentwicklung eines schülerorientierten Unterrichts in Mathematik (und den Naturwissenschaften). Im Zentrum der Zusammenarbeit standen drei Fragen:

• Wie kann bei Schülerinnen und Schülern Interesse für die Mathematik geweckt werden?
• Wie sieht eine fachlich gehaltvolle Unterrichtsgestaltung aus?
• Wie lässt sich eine effiziente und schülerorientierte Unterrichtsführung erreichen?

Zur Antwort gehörten unter anderem Aufgabenstellungen, die einen motivierenden Einstieg bieten, sich auf unterschiedliche Weise und auf unterschiedlichem Anforderungsniveau bearbeiten lassen und auch weitere Fragen für leistungsstarke Schüler aufwerfen. Fünf Regionen des Landes Hessen haben sich zusätzlich mit der Frage auseinander gesetzt, inwieweit Computer-Algebra-Systeme (CAS) eine geeignete Unterstützung bieten können.  

Zielsetzung

Konkreter Anlass für die Tagung war die Empfehlung der Kultusministerkonferenz zur Stärkung der mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen Bildung, dass "Computerprogramme (Tabellenkalkulation, Dynamische Geometrie, Computer-Algebra) sowie Taschenrechner (mit Graphikfunktion oder CAS) im Unterricht genutzt werden sollen. Das Amt für Lehrerfortbildung (AfL) hat im Rahmen dieser halbtägigen Veranstaltung nicht nur Impulse geben, sondern auch den weiteren landesweiten Unterstützungsbedarf ermitteln wollen.  

Christoph Maitzen (AfL Marburg) gab einen Überblick über die Zielsetzungen des landesweiten Projektes "Kompetenzorientiert unterrichten in Mathematik und Naturwissenschaften". Im Zentrum seiner Betrachtung stand die Definition von Ziener, demnach Kompetenzen "Auskunft über das (geben), was jemand kann, und zwar in dreifacher Hinsicht: im Blick auf seine Kenntnisse, seine Fähigkeiten damit umzugehen, und seine Bereitschaft, zu den Sachen und Fertigkeiten eine eigene Beziehung einzugehen" [1] Maitzen führte aus, dass die Schüler/-innen als Individuum im Mittelpunkt der Bemühungen stehen. Man gibt ihnen Orientierung, fördert sie, stärkt deren Selbstvertrauen und leitet zur Selbstreflexion an. Schließlich sind, so eine weitere zentrale Aussage der Bildungsstandards, vereinbarte Ziele zu erreichen und zu überprüfen.  

CALiMERO: Computer Algebra im Mathematikunterricht

Anschließend bestätigte Professorin Regina Bruder (TH Darmstadt), dass das Ziel gegenwärtiger Unterrichtsentwicklung im Fach Mathematik ist, Schüler/-innen in deren Kompetenzen nachhaltig zu fördern. Sie führte weiter aus, dass viele Untersuchungen gezeigt hätten, dass dieses Ziel durch den konsequenten Einsatz neuer Technologien effizienter erreicht werden könne. Daher werde in allen Lehrplänen und Kerncurricula der Bundesländer die Integration neuer Technologien in den Unterricht nicht nur empfohlen, sondern in vielen Bundesländern auch verpflichtend gefordert.  

Regina Bruder führte in diesem Zusammenhang aus, dass dringend Ressourcen für die Erarbeitung grundlegender Konzeptionen für den Unterrichtseinsatz benötigt würden. Erste Ansätze könnten in dem Schulversuch Calimero verfolgt werden. In dem niedersächsischen Projekt wird ein Unterrichtskonzept zum Einsatz CAS-fähiger Taschencomputer im Mathematikunterricht an Gymnasien von Klasse 7 bis 10 entwickelt und erprobt Grundlage ist eine kompetenzorientierte Aufgabenkultur, die das vielschichtige Potenzial der Taschencomputer zum Entdecken von Mathematik ausnutzt und es für effektive Übungsprozesse mit Verständnisförderung einsetzt.  

Forschungsergebnisse

Es gibt zahlreiche Untersuchungen zum Einsatz von grafikfähigen Taschenrechnern und Computeralgebra im Mathematikunterricht. Folgendes kann, so Professor Bruder, als gesichert betrachtet werden:

• Dem Arbeiten   mit   verschiedenen Darstellungen kommt eine größere Bedeutung zu, um verschiedene Zugänge und damit verschiedene Lernwege im Unterricht realisieren zu können. Damit wird der Anspruch individualisierten, differenzierenden Lernen in besonderem Maße Rechnung getragen und   so ein nachhaltiges Lernen von Mathematik unterstützt.
• Beim Einsatz neuer Technologien   wird verstärkt experimentell gearbeitet, indem Vermutungen durch (systematisches) Probieren bzw. Verändern der Darstellungen erhalten werden.  
• und es treten vermehrt selbsttätiges Arbeiten und kooperative Arbeitsformen auf.  

Moderner Matheuntericht muss interaktiv sein  

Professor Günter Schmidt stellte im Anschluss einen "neuen Ansatz eines Schulbuchs für den Mathematikunterricht an Gymnasien" vor. Seine Konzeption und Gestaltung greife in mehrfacher Hinsicht die konstruktiven Ansätze auf, die im Zusammenhang mit der Diskussion um die Allgemeinbildung im Mathematikunterricht und über die Ergebnisse der TIMS-Studie   und PISA in den letzten Jahren entwickelt wurden und in den Bildungsstandards ihren verbindlichen Niederschlag gefunden hätten. Das Buch soll eine Unterrichtskultur unterstützen, in der die absolute Dominanz des Grundschemas: "kurze Einführung -> algorithmischer Kern   -> Üben" überwunden wird zugunsten einer Methodenvielfalt mit offenen und schüleraktiven Lernformen. Schmidts Vorstellungen eines guten Mathematikunterricht sind: "Er soll anschaulich sein, soll motivieren, soll interdisziplinär und vor allem: Er soll interaktiv sein." Der Unterricht müsse zum Spielen, Probieren, Experimentieren und Knobeln anregen und ermutigen, so sein Credo. "Entdeckendes Lernen ist wichtiger als das Ausführen fertig präsentierter Lösungsrezepte. Es sollte weniger lehrerzentriert unterrichtet und mehr Raum für offene Lernformen geschaffen werden."

[1] Kompetenzen äußern sich in konkreten Handlungen." Ziener, G.: Bildungsstandards in der Praxis. Seelze 2006, S. 20