Sekundarschule Attendorn

 

 

Schwerpunktthema: Der Übergangsproblematik von Grundschüler:innen mit dem 3D-Druck begegnen

 

Unterrichtsassistent:innen: Insa Germer, Johanna Kelm

 

Berichte der Unterrichtsassistent:innen

Bericht 2 – Zweites Quartal des zweiten Schulhalbjahres 2022/23

Das zweite Quartal des Projektes „DigiMath4Edu“ an der Hanseschule Attendorn starteten wir mit einem spannenden Unterrichtsprojekt zum Einsatz von Drohnen im Mathematikunterricht. Gemeinsam mit der Lehrerin S. Stimpl entwickelten wir einen Unterrichtsentwurf zum Einsatz der schuleigenen Tello Drohnen.

 

 

Das Ziel der nachfolgend beschriebenen Unterrichtsstunde, in der wir die Drohnen einsetzten, war es, Berechnungen unter Verwendung des Satz des Pythagoras durchzuführen. Wir führten die Schüler:innen zu Beginn der Stunde kurz in die Nutzung der Tablets und Steuerung der Drohen ein. Damit sich die Drohnen nicht in ihren Flugbahnen kreuzten, teilten wir jedem Mensch-Drohne-Team einen eigenen Flugbereich zu.

 

 

Anschließend berechneten die Schüler:innen mit dem Satz des Pythagoras die Längen und Abstände der Flugbahnen ihrer Drohnen. Sie gaben vorgegebene x- und y-Werte in die Drohnen App ein, erkannten den Verlauf der Flugbahnen, zeichneten diesen nach und führten Messungen durch.

 

 

Anhand der tatsächlich geflogenen Strecken, welche die Schüler:innen beobachteten, erkannten sie, dass die Drohnen nicht erst die einzelnen, eingegebenen Punkte bzw. Positionen (x-,y-Werte) anflogen, sondern die unmittelbare Verbindungsstrecke zurücklegten. Die Schüler:innen entdeckten durch den Einsatz der Drohnen und die Visualisierung der Flugbahnen, den geometrischen Zusammenhang der eingegebenen Wert und die Möglichkeit der Anwendung des Satz des Pythagoras zur Berechnung der Länge bestimmter Flugbahnen. Die Schüler:innen berechneten also geometrische Größen (Streckenlängen) und wendeten dabei den neu erlernten Satz des Pythagoras (Formel) an. Dieser Umgang mit den Drohnen und die Berechnungen der Flugbahnen deckt zahlreiche inhaltliche und prozessbezogene Kompetenzen des Kernlehrplans der Sekundarstufe I ab. Die Schüler:innen überführten eine Realsituation in ein mathematisches Modell (mod-4). Außerdem beschrieben die Schüler:innen den Verlauf der Flugbahnen der Drohnen mit eigenen Worten und nutzten dabei mathematische Fachbegriffe wie zum Beispiel rechtwinkliges Dreieck, Kathete und Hypotenuse (kom-4).

Damit andere Lehrkräfte ebenfalls von dem Drohnen-Projekt profitieren, entwickelten wir als Unterrichtsassistenten einen Micro-Workshop. Neben der Drohne als Hardware wird noch eine Software benötigt. Die Tello Drohnen funktionieren mit Blockprogrammierungen, der Programmiersprache Python oder Swift. Hierbei kann die Lehrkraft individuell entscheiden, welches Programm sich für ihre Lerngruppe eignet. Wir verwendeten im Mathematikunterricht die App „TelloEdu“, welche mit der Blockprogrammierung als Programmiersprache arbeitet. Neben dem freien Fliegen ist es in dieser App möglich, ein Lernprogramm zu absolvieren und die Drohne durch die Blockprogrammierung gezielt zu steuern.

Bericht 1 - Erstes Quartal des zweiten Schulhalbjahres 2022/23

Im Februar 2023 startete das dritte Projektjahr von DigiMath4Edu an der Hanseschule in Attendorn. Die Schule bereitete sich auf den Einsatz von digitalen Medien im Unterricht vor, indem sie in nahezu jedem Klassenraum einen Beamer mit Leinwand, Laptopkoffer sowie Legorobotern und Edu-Drohnen anschaffte. Zudem wurde ein Digitallabor eingerichtet, um einen Ort mit Arbeitsplätzen zu schaffen, an dem Schüler:innen und Lehrer:innen gemeinsam, unterstützt durch uns Unterrrichtsassistentinnen, digitale Geräte und Software kennenlernen und nutzen können. Es stehen 3D-Drucker (Prusa i3 Mk3s+), VR-Brillen und Sprachassistenzsysteme (Amazon Echo Dots) zur Verfügung, welche auch für den Unterricht ausgeliehen werden können.

Eine erste Unterrichtsstunde, welche wir als Unterrichtsassistentinnen begleiteten, fand gemeinsam mit Frau Heimes und Frau Stimpl in Klasse 5 statt. Die Unterrichtsstunde thematisierte das Schätzen und Messen von Längen. In einer kooperativen Vorbereitungsphase mit den Lehrkräften entschieden wir uns, die geplante Lerneinheit durch den Einsatz der „Legoroboter” zu erweitern. Wir konzipierten und druckten einen Stifthalter für den Legoroboter.

 

Nun konnte die Lerneinheit „Schätzen und Messen von Längen mit dem Legoroboter“ starten. Angeleitet durch die Lehrkraft programmierten die Schüler:innen in Zweierteams zunächst die Fahrtstrecke der Legoroboter mithilfe des Programmes Lego-Legacy. Anschließend stellte ein Teammitglied verschiedene Strecken in dem Programm ein, sodass der Legoroboter diese zeichnete, während er das Programm ausführte. Das andere Teammitglied schätzte zunächst die Länge der vom Roboter gezeichneten Strecke und kontrollierte in einem zweiten Schritt seine Schätzung durch eine Messung. Dies förderte neben der eigenen Schätzleistung auch das Umrechnen von verschiedenen Größen in cm.

 

Die Schüler:innen waren begeistert von der Unterrichtsstunde und empfanden sie als erfrischende Abwechslung zum regulären Mathematikunterricht mit Arbeitsblättern und den ihnen bereits bekannten Herangehensweisen. Die Arbeit mit den Legorobotern führte zu einem regen Austausch über mathematische Inhalte. So schulten die Schüler:innen ihre Kompetenzen im Bereich Kommunizieren. Die beteiligten Lehrerinnen fassten die Mitarbeit im Unterrichtsgeschehen als sehr positiv auf, denn die Schüler:innen zeigten im Verlauf der Unterrichtseinheit zum Größenbereich Längen eine deutliche Verbesserung ihrer Schätzleistungen. Sie entwickelten eigenständig Strategien, um Streckenlängen genauer zu schätzen. Die beiden Mathematiklehrerinnen beobachteten auch, dass eine multimediale Aufbereitung der Lerninhalte zur Steigerung der Motivation seitens der Schüler:innen beitragen kann.

 

Schüler:innen der Klasse 6 erlebten ebenfalls eine um digitale Elemente angereicherte Lerneinheit zum Thema „Quader und Würfel“. Die Schüler:innen arbeiteten unter anderem mit der CAD-Software Tinkercad, auch der 3D-Drucker kam zum Einsatz. Ein Arbeitsauftrag von vielen weiteren Aufträgen in der von uns Unterrichtsassistentinnen mitkonzipierten Stationsarbeit war es, einen quaderförmigen Körper im Programm Tinkercad zu konstruieren und diesen auszudrucken. Anschließend berechneten die Schüler:innen den Oberflächeninhalt sowie das Volumen ihres individuell entwickelten Quaders. An einer weiteren Station erkundeten und verglichen die Schüler:innen das Volumen verschiedener Quader, indem sie diese durch 3D-gedruckte Einheitswürfel nachlegten. Auch auf digitaler Ebene, im Programm Tinkercad, erkundeten die Schüler:innen unterschiedliche Körper und deren Eigenschaften. Während der Arbeit an den Stationen führten die Schüler:innen ein Portfolio, welches als alternative zur Klassenarbeit gewertet wurde.

 

Anmerkungen zur Klassenarbeit mit Portfolio: Das Bearbeiten eines Portfolios deckt einige prozess- und inhaltsbezogene Kompetenzen aus dem Lehrplan der Sekundarstufe I ab. Zum einen werden die Kopfrechenfertigkeiten der Schüler:innen gefördert, sodass ein sicherer Umgang im Operieren mit Zahlen stattfindet (Ope-1). Zum anderen wird der Perspektivenwechsel zwischen der enaktiven und ikonischen Stufe (EIS-Prinzip nach Bruner) gefördert (Ope-2). Lösungs- und Kontrollverfahren sicher und effizient durchzuführen, wird ebenfalls in der Stationsarbeit gefördert (Ope-7). Der Umgang sowie die Bedienung technischer Ausstattung wurde entsprechend des Mediankompetenzrahmens gefördert.