St.-Franziskus-Schule

 St. Franziskus Schule Olpe

 

 

Schwerpunktthema: Erprobung der Einbindung von Virtual-Reality

 

Unterrichtsassistent:innen: Julian Bender, Lena Zeppenfeld

 

Berichte der Unterrichtsassistent:innen

Bericht 1 - Erstes Quartal des zweiten Schulhalbjahres 2022/23

 

Ein handlungsorientierter Einstieg zum frequentistischen Wahrscheinlichkeitsbegriff

Eine erste Idee zum Einsatz digitaler Medien entwickelten wir gemeinsam mit den Koordinatorinnen des Projektes zum Themengebiet der Stochastik.  Die Schüler:innen einer neunten Jahrgangsstufe erhielten in der von uns begleiteten Unterrichtseinheit verschiedene mit dem 3D-Drucker „hergestellte“ Spielwürfel, von denen einige gezinkt waren. Die Lernenden führten in einem ersten Schritt ein Zufallsexperiment durch, indem sie die Würfel 100-mal warfen und die Ausgänge genau protokollierten und anschließend in einer Excel-Tabelle die relativen und absoluten Häufigkeiten für die mit ihrem Würfel möglichen Ereignisse generierten. Ziel war es, unter Betrachtung der relativen Häufigkeiten herauszufinden, welche der Zufallsgeräte im Vorfeld verändert wurden. Anknüpfend daran sollten die Lernenden aber auch selbst aktiv werden und einen eigenen gezinkten Würfel nach ihren Vorstellungen mithilfe der CAD-Software Tinkercad designen. Ihre eigens erstellten Spielwürfel druckten sie dann mittels des 3D-Druckes aus und führten mit diesen ebenfalls ein Zufallsexperiment durch, um beurteilen zu können, wie sich das Design ihrer Würfel auf die Ausgänge des Experimentes auswirkt. Die Lehrkräfte und wir empfanden diesen handlungsorientierten Einstieg in die Wahrscheinlichkeitsrechnung als gelungen, die Schüler:innen konnten bereits Gelerntes (wie z.B. den Umgang mit Tabellekalkulation) reaktivieren und mit neuen Erkenntnissen zum frequentistischen Wahrscheinlichkeitsbegriff verknüpfen.  Dass ein solches Konzept nicht nur in der Theorie motivationsfördernd ist, spiegelt sich auch im Feedback der Lernenden wider, Zitat: „Viel cooler als einfach so Aufgaben aus dem Buch zu rechnen“.

Gezinkter Würfel einer Schülerin

 

Punkte, Geraden und Ebenen im virtuellen Raum erkunden

Eine weitere Möglichkeit digitale Medien im Unterricht einzusetzen, identifizierten wir für den Themenbereich der analytischen Geometrie, welcher in einem Mathematik-Leistungskurs sowie einem Grundkurs der Q1 bearbeitet wurde. Hier zeigten wir den Lehrkräften sowie Schüler:innen die Möglichkeiten der App edVR, welcher mit den VR-Brillen genutzt wird. Sie eröffnet den Lernenden einen neuen virtuellen Erfahrungsbereich, in welchem sie in einem dreidimensionalen Koordinatensystem Punkte, Geraden, Vektoren und Ebenen generieren, manipulieren und aus verschiedenen Blickwinkeln erkunden können. Die Schüler arbeiteten in Kleingruppen und untersuchten gemeinsam die Objekte im virtuellen Raum, welche in herkömmlichen Unterrichtsstunden zu diesem Thema nur verbal erläutert oder mithilfe anderer Hilfsmittel, wie zweidimensionaler Abbildungen, lediglich in Ansätzen dargestellt werden können. Auf diese Weise konnten mathematische Zusammenhänge zwischen Punkten, Geraden und Ebenen aus unterschiedlichen Perspektiven betrachtet und auf verschiedenen Repräsentationsebenen dargestellt werden: virtuell-enaktiv in der VR-Anwendung, ikonisch auf dem Zeichenblatt und symbolisch durch Funktionsgleichungen).

 

GeoGebra-Book: Geometrie - räumliche Strukturen nach Maß erfassen

Zur Vorbereitung auf eine in der Sekundarstufe I anstehende Klassenarbeit erstellten wir ein GeoGebra-Book, das alle im Unterricht behandelten Sachverhalte zur räumlichen Geometrie thematisiert. Verschiedene Erklärungen, Definitionen und Herleitungen ergänzten wir durch statische und dynamische Veranschaulichungen in Form von sogenannten GeoGebra-Applets (z.B. zum Satz von Cavalieri, siehe Foto). Gerade im Mathematikunterricht der gymnasialen Oberstufen bieten solche Sammlungen von Applets eine nachhaltige Möglichkeit zum eigenverantwortlichen Üben und Vertiefen wesentlicher Inhalte. Die GeoGebra-Books können durch die Lehrkräfte jederzeit angepasst oder erweitert werden und über die Online-Plattform von den Schüler:innen auch außerhalb des regulären Unterrichts aufgerufen werden. Durch die Funktion der GeoGebra-Classrooms können die Lehrkräfte darüber hinaus die Bearbeitungen und den Lernfortschritt ihrer Schüler:innen nachverfolgen und somit individuelle Rückmeldungen geben.

GeoGebra-Applet zum Satz von Cavalieri

(Bestandteil eines GeoGebra-Books mit dem Titel: “Geometrie – räumliche Strukturen nach Maß erfassen”)