Der Forderung nach dem Einsatz digitaler Medien soll auch der Mathematikunterricht in der Grundschule nachkommen. Durchaus gibt es bereits (zum Beispiel) für Tablets eine Vielzahl an Apps, mit denen Kinder spielerisch mathematische Inhalte lernen oder üben sollen - an denen die Kinder auch durchaus Spaß haben.

Doch inwiefern sie diese Apps wirklich bei Mathematik lernen unterstützen können, ist fraglich. Oft fokussieren diese, wie in der Szene oben, auf das Abrufen von Basisfakten und helfen eher selten beim Vorstellungsaufbau. Kinder mit Tablets auf diese Art eher „zu beschäftigen“ stellt keine sinnvolle Erfüllung der oben genannten Forderung nach dem Einsatz digitaler Medien dar.

Doch was können digitale Medien denn leisten? Welche Potentiale können für den Mathematikunterricht genutzt werden, um diese produktiv einzusetzen und ihn zu bereichern?

Mathematikdidaktische Potentiale digitaler Medien

(Folgende Ausführungen sind angelehnt an das Buch „Digitale Medien im Mathematikunterricht der Grundschule“ von Roland Rink & Daniel Walter, welches im Frühjahr 2020 im Cornelsen Verlag erscheinen wird.)

Digitale Medien bieten neue Chancen für das Verstehen und Üben von Mathematik. Sie können Potentiale beinhalten, die physische Materialien nicht bieten können bzw. noch bereichern können. Dabei gibt es nicht das eine Potential digitaler Medien. Es gibt verschiedene Potentiale, die in unterschiedlichen Lernsituationen in unterschiedlich starkem Umfang ausgeschöpft werden können.

Die folgenden für uns zentralen sechs Potentiale (es existieren sicherlich noch weitere fachdidaktische Potentiale für die Mathematik, die zur Zeit noch nicht bekannt bzw. nicht hinreichend erforscht sind) werden hier kurz beschrieben und können differenzierter im oben genannten Buch nachgelesen werden.

Passung zwischen Handlung und mentaler Operation

Handlungen an einem digitalen Medium können in bestimmten Lernsituationen eng an den angestrebten gedanklichen Handlungen orientiert sein und unterstützen so den Übergang von Handlungen zur Symbolebene.

Entbündelungsprozesse in der App „Number Pieces“. Zehnerstangen des Dienes Materials werden tatsächlich virtuell entbündelt und nicht in Einerwürfel getauscht.

Synchronotät und Vernetzung von Darstellungen

Enaktive, ikonische und symbolische Darstellungen können gleichzeitig dargeboten werden. Dabei kann sich die Veränderung einer Darstellung automatisch auf die jeweils anderen Darstellungen auswirken, indem diese computergestützt angepasst werden. Darstellungen können so zueinander in Beziehung gesetzt werden und nachvollzogen werden, wie Darstellungen sich verändern.

In der App „100er Feld“ können Zahlen gleichzeitig auf einer handelnden, bildhaften und symbolischen Ebene dargestellt werden.

Strukturierungshilfen

Ungeordnete Objekte können automatisch oder auf Anfrage per ‚Knopfdruck‘ strukturiert werden, so dass die Anzahl der Objekte so dargestellt wird, dass sie quasisimultan erfasst werden kann. Strukturen können so sichtbar gemacht werden, und die Entwicklung von (Mengen)Vorstellungsbildern wird unterstützt.

Strukturierung von Plättchen nach der „Kraft der fünf“ am virtuellen Rechentablet. Einer App, die ähnliche didaktische Möglichkeiten wie die Schüttelbox bietet.

Multitouch-Technologie

Tablet-Apps können mit mehreren Fingern gleichzeitig zu bedienen. Dadurch ist es möglich, Objekte nicht nur einzeln 20 nacheinander, sondern auch mehrere simultan darzustellen, indem mehrere Finger den Bildschirm gleichzeitig berühren. Dem Zählen mit Fingern wird so entgegengewirkt.

Multitouchbedienung bei der App „Fingerzahlen“

Verlagerung der kognitiven Beanspruchung

Routinearbeiten, die für das Verständnis einer Aufgabenbearbeitungen nicht beitragen, können informative Rückmeldungen an ein digitales Medium ausgelagert werden kann, um die kognitive Beanspruchung zu reduzieren und mentale Ressourcen für reichhaltige mathematische Aktivitäten ‚freizuhalten‘.

Rechnen auslagern und dadurch Entdeckungen ermöglichen in der App „Virtuelles Rechendreieck“

Informative Rückmeldungen

In Form eines computergestützten Feedbacks erhalten die Lernende Rückmeldungen zu Aufgabenbearbeitungen – und das ohne Zeitverzögerung. Dabei ist es wichtig, dass es nicht nur produktorientiert rückmeldet, ob eine Bearbeitung richtig oder falsch ist. Es sollten auch konstruktive und prozessorientierte Hinweise für die weitere Arbeit gegeben werden.

Die App „Stellenwerte üben“ meldet zurück, dass die Zahl 39 invers gelesen und gesprochen wurde.

Und was bedeutet das jetzt für meinen Unterricht?

Vorab: Ein digitales Medium ist niemals per se mehr wert als ein physisches Medium. Für den Unterricht ist deshalb eine Nebeneinander physischer und digitaler Medien unabdingbar. Denn es ersetzt nicht das wirkliche „in die Hand nehmen“, „verschieben“ oder „wenden“ von Plättchen. Handlungen müssen zuerst am physischen Medium durchgeführt werden, um diese auch im digitalen Medium nachvollziehen zu können.

Wenn die Kinder dann selbst die Potentiale wahrnehmen, man dabei zum Beispiel Gemeinsamkeiten und Unterschiede in bzw. zwischen den physischen und digitalen Medien erarbeitet und bespricht, können diese das Mathematiklernen bereichern und entlasten.

Dabei kann man mit den Kindern herausarbeiten, dass es z.B. viel schneller geht, durch die Multitouch-Funktion mehrere Plättchen gleichzeitig darzustellen, auf Knopfdruck Plättchenmengen zu strukturieren oder zu einer Aufgabe unterschiedliche Darstellungen gleichzeitig zu sehen und in Beziehung zu setzen.

Und um die oben beschrieben Potentiale jedoch auszuschöpfen, benötigt es auch eine sinnvolle unterrichtliche Rahmung, denn sie wirken nicht ‚von sich aus‘. Digitalen Medien sind keine Wundermittel, mit denen das Lernen ohne das Zutun einer kompetenten Lehrkraft gelingt. Dabei spielen natürlich u.a. auch unterrichtsorganisatorische Gesichtspunkte (bspw. der unbegrenzte Vorrat an virtuellen Materialien bei Unterrichtssoftware) eine zentrale Rolle.

Als Lehrkraft gilt es somit, die Risiken und Chancen digitaler Medien gleichermaßen in den Blick zu nehmen. Das bedeutet, dass Lehrkräfte sich Potentialen digitaler Medien bewusst sein müssen und diese reflektiert und mit einer bestimmten Zielfokussierung einsetzen – das mathematische und didaktische Durchdringen, z. B. von Unterrichtssoftware/ Tablet-Apps, stellt somit eine zentrale Voraussetzung dar. Ist dies der Fall, können digitale Medien das Lernen und Lehren von Mathematik bereichern.

Vielfältige Informationen und unterrichts-praktische Tipps zum Einsatz digitaler Medien im Mathematikunterricht finden Sie auf unserer Partnerprojektseite PIKAS digi.