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Nicole Harrass

Computereinsatz im Arithmetikunterricht der Grundschule - Theoretische Grundlegung und empirische Forschung zum Uben mit Lernsoftware

Dissertation zur Erlangung des Doktogrades der Piidagogik, vorgelegt beim Fachbereich Mathe­matik der Universitiit Bielefeld.

Gutachter: Prof Dr. Petra Scherer Prof Dr. Giinter Graumann

Datum der mundlichen Prufung: 16. Juli 2007

1m Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die Einsatzmoglichkeiten des Computers im Arithmetikunterricht der Grundschule unter verschiedenen Gesichtspunkten analysiert, urn Moglichkeiten flir einen verantwortungsvollen, bewussten und reflektierten Einsatz von Lernsoftware im Unterricht aufzuzeigen. 1m Zentrum der Analyse steht Lernsoft­ware, die zum Uben im Unterricht genutzt werden kann.

Zunachst werden hierzu die aktuellen Rahmenbedingungen zum Computereinsatz in der Grundschule untersucht. Die detaillierte Betrachtung der gegenwartigen Hardware­und Softwarebedingungen, des fachdidaktischen Diskussionsstandes sowie den Vor­kenntnissen und Erfahrungen der Lehrkrafte und SchUler deckt mehrere Problemfelder auf. Einerseits ist ein verbessertes Softwareangebot fUr die Grundschule notwendig (vgl. Krauthausen 2005, 31), andererseits scheint eine detaillierte Priifung aktueller Lernsoft­ware erforderlich. Desweiteren zeigt sich auf Seiten der Lehrkrafte ein deutlicher Fort­bildungsbedarf in Bezug auf die Unterrichtsgestaltung zum Computereinsatz.

Unter Beriicksichtigung dieser Rahmenbedingungen und aktueller fachdidaktischer Unterrichtskonzepte, erfolgen Uberlegungen zum sinnvollen Einsatz von Programmen zum Uben im Arithmetikunterricht. Insbesondere wird versucht, sinnvolle Alternativen zu gegenwartigen Problembereichen des Computereinsatzes aufzuzeigen. 1m Mittelpunkt steht dabei die theoretische Analyse von Lernsoftware und ihren Einsatzmoglichkeiten im Unterricht. Es ergeben sich Priitkriterien zum Ubungstyp, zu den Moglichkeiten der Differenzierung, dem Umgang mit Fehlern und Lernschwierigkeiten, der Verwendung von Veranschaulichungen und den angebotenen Motivationsameizen. Herausgestellt wird dariiber hinaus, dass der reflektierte Umgang mit dem Computer fachliche, fachdi­daktische und medienspezifische Kompetenzen von Lehrkraften erfordert.

Neben den theoretischen Uberlegungen zum sinnvollen Einsatz von Lernsoftware im Arithmetikunterricht besteht das wesentliche Anliegen der vorliegenden Arbeit darin, die Qualitiit und Funktionalitiit von Lernsoftware in der Praxis zu priifen. Eine empirische Studie untersucht, welche Faktoren den Lern- und Arbeitsprozess von Drittklasslern beim Uben mit ausgewiihlter Lernsoftware beeinflussen. Es werden vier verschiedene Ubungen getestet, die jeweils 15 SchUler am Computer bearbeiten. Bei der Auswahl wurde darauf geachtet, dass die Ubungen inhaltlich flir ein 3. Schuljahr angemessen

(JMD 29 (2008) H. 1, S. 72-73)

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sind. AuBerdem sollten sich die Ubungen moglichst unterscheiden, z. B. in Bezug auf den Ubungstyp. Aus dem Programm >Blitzrechnen< (Krauthausen 1997/98) werden die Ubungen >Wie viele?< und >Zahlen in Schritten< eingesetzt, aus dem Programm >Lem­werkstatt< (Zur Linde 2002) die Ubungen >Zahlenmauem< und >Wfufelrechnen<.

Videoaufzeichnungen zeigen, wie die Drittklassler im Umgang mit den ausgewahlten Ubungen am Computer arbeiten. Verschiedene Interviews liefem zusatzliche Informati­onen fiber die Vorerfahrungen und Arbeitsweisen der SchUler u. a. auch auBerhalb der Computerumgebung. Zur Analyse der SchUlerdokumente werden die Auswertungsver­fahren der Kategorienbildung und vertiefenden Fallinterpretation miteinander kombi­niert.

Die Arbeit dokumentiert die Bedingungsfaktoren, die sich im Umgang mit den aus­gewahlten Ubungen am Computer als zentral herausstellten. Es zeigen sich Kategorien, die spezifisch fur einzelne Ubungen sind, wie die Aufgabenauswahl, die Losungsstrate­gien sowie Fehler und Schwierigkeiten. Die Faktoren, die bei mehreren Ubungen vor­kommen, werden vergleichend analysiert. Einfluss auf den Ubungsverlauf konnen die Bedienung des Programms, die Fehlerriickmeldung des Programms, die Motivation durch das Programm und die Veranschaulichungen innerhalb des Programms nehmen. Die Vorgehensweisen der SchUler werden im Rahmen detaillierter Fallanalysen zu je­dem Aspekt vertiefend ausgewertet und didaktische Konsequenzen werden hieraus abge­leitet. Zusammenfassend konnen zu den beobachteten Vorgehensweisen der SchUler zentrale Handlungsmuster im Umgang mit den ausgewahlten Ubungen am Computer dargestellt werden.

Insgesamt sind die Ubungsverlaufe der SchUler nicht generell verschieden yom Uben auBerhalb der Computerumgebung. Bei der Organisation der Lemprozesse mfissen des­halb bereits gUltige Anforderungen an einen >guten< Unterricht bestehen bleiben. Die Untersuchungsergebnisse konnen dariiber hinaus fur Problemfelder sensibilisieren, die fur den Einsatz dieses Mediums spezifisch sind.

Literatur: Krauthausen, Giinter [1997/98]: Blitzrechnen. Kopfrechnen im 1. und 2. Schuljahr. & Kopfre­

chnen im 3. und 4. Schuljahr. Leipzig: Klett Krauthausen, Giinter [2005]: Computer im Mathematikunterricht der Grundschule - EmUchterung

eingekehrt? In: Graumann, GUnter (Hg.): Beitriige zum Mathematikunterricht, S. 25-32. Franzbecker: Hildesheim

Zur Linde, Ralf [2002]: Lemwerkstatt, Version 5.0. MUhlacker: Medienwerkstatt

Die Dissertation ist im Verlag Franzbecker unter dem gleichnamigen Titel in der Reihe >texte zur mathematischen forschung und lehre< verOffentlicht.

Adresse der Autorin

Nicole Harrass Universitat Bielefeld Fakultat fUr Mathematik Postfach 100131 33501 Bielefeld