Ernst-Reuter-Schule 1 - Oberstufengymnasium der Stadt Frankfurt am Main
BLK-Modellvorhaben:
“Neue
Lernwelten in Schule und zweiter Phase der Lehrerausbildung”
Projekt:

Mathe:
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oder:
Der Einsatz von Derive
im Mathematik-Unterricht
der Sekundarstufe II
vorgelegt von Peter G. Poloczek, StD
Entwicklung der organisatorischen Aspekte
Bezogen auf das erste Berichtsjahr wurde in diesem Berichtszeitraum die
Basis für den Einsatz neuer Medien im Unterricht sukzessive erweitert. Dies
betraf unter anderem:
-
den Bestand an Literatur zur Hand des Lehrers,
-
den Bestand an Software in Schullizenz,
-
die Version der verwandten Software,
-
die Hardwareausstattung.
Hiervon waren in erste Linie (wie weiter unten dargestellt wird) der
Mathematikunterricht und die Materialien im Zusammenhang mit der Software DERIVE
betroffen - aber auch die Arbeit am Wissenszentrum weitete sich in vielfacher
Hinsicht aus und brachte einen weiteren Anteil des Kollegiums in näheren
Kontakt mit den neuen Medien und ihren Einsatzmöglichkeiten.
Anlässlich einer Baumaßnahme in der ERS 1 wurde die Vernetzung der
Schule auf eine neue Basis gestellt. Die Stadt Frankfurt ließ in jeden
Klassenraum eine Netzwerk-Doppeldose setzen und realisierte so eine
durchgängige Cat 5+-Verkabelung zu den einzelnen Räumen. Jeder Klassenraum der
Schule, die Verwaltung, die Bibliothek, einige Aufenthaltsräume sowie das Lehrerzimmer
sind nun mit mindestens zwei Netzwerkanschlüssen ausgestattet. Der Fremdsprachen-
sowie der Computerraum haben jeweils eine höhere Zahl von
Anschlussmöglichkeiten. Die unterschiedlichen Bauteile der Schule sind durch
Glasfaserleitungen untereinander vernetzt, da die Leitungslängen hier die
möglichen 90m weit überschreiten. Leider wurde - entgegen der vorherigen
Absprache - das alte Netzwerk bei den Umbauarbeiten versehentlich entfernt, so
dass erst die passenden Netzwerkkomponenten beschafft und die
Funktionsfähigkeit des Netzes wieder hergestellt werden musste - was etwa 4-6 Wochen
dauerte. Insgesamt wurde das Netz so zwar moderner, ein Gewinn an
Funktionalität war aber dadurch bisher nicht gegeben. Wie aber weiter unten
dargelegt wird, bedeutet die zunehmende Anzahl an Rechnern, dies es uns
gelungen ist, im letzten Jahr zu beschaffen, eine Veränderung der „Lernorte“ „allgemeiner
Unterrichtsraum“. Zwar können wir noch nicht jeden Raum mit einem an das Wissenszentrum
angeschlossenen PC ausstatten, die Quote liegt aber schon deutlich über 60%.
Dies hat - wie sich an mehreren Stellen zeigt - durchaus größere Auswirkungen
auf den alltäglichen Unterricht - und dies nicht nur in Mathematik.
Im vergangenen Schuljahr wurde DERIVE in den Halbjahren 11/II und
12/I im Bereich Analysis, in weiteren Halbjahren auch in der Stochastik sowie
der „Linearen Algebra“ eingesetzt. Aufbauend auf den Erkenntnissen des
vorangegangenen Schuljahres wurde auch in diesen Gruppen anfangs eine starke
Trennung der Phasen des „tradierten“ Lernens sowie des Arbeitens mit DERIVE
im Computerraum umgesetzt. Die Motivation der Schülerinnen und Schüler bleibt
so eher auf einem höheren Niveau als bei z.B. einer langen PC-Arbeitsphase.
Hier kommen dann auch weniger häufig von SchülerInnen - sonst spontan - geäußerte
Bedenken wie:
-
Schreiben wir auch eine Klausur am Computer?
-
Sind nicht einige im Nachteil, weil sie keinen PC
oder kein DERIVE zu hause haben?
zum tragen.
Es wurde aber auch in einem Kurs, in dem über einen längeren Zeitraum
der betreffende Kollege zusammen mit einem Referendar unterrichtete, während
der „Klassenraumphasen“ zusätzlich häufiger mit einem TI-92 sowie einem
Overheaddisplay in der Demonstration gearbeitet, was aber die oben geschilderten
Bedenken dann nicht aufkommen ließ.
Während in der Jahrgangsstufe 11 das Ziel der Arbeit mit dem Programm
eher das gemeinsame Erarbeiten von Zusammenhängen war (beispielsweise das
Erarbeiten der Zusammenhänge wie Kriterien bei einer Kurvendiskussion), sahen
Schülerinnen und Schüler der höheren Klassen den Vorteil der Nutzung eines
Mathematiksystems überwiegend in dessen „mathematischen Grundfähigkeiten“, die
ihnen
-
Grafiken schneller - und damit häufiger(!) -
darstellte als das „althergebrachte“ Zeichnen,
-
eine schnellere Erstellung von Tabellen
ermöglichte, und damit auch mal „Zeit“ für einen Irrtum z.B. im Ansatz ließ,
-
erlaubte, sich auf das „Wesentliche“ zu
konzentrieren (was auch bedeuten kann, nicht alle Schritte nachvollzogen zu haben,
aber trotzdem „weiter mitarbeiten“ zu können (s.a. „Gerüstdidaktik“ in meinem Zwischenbericht
2000)).
In solchen Gruppen machen dann auch die Einsatzmöglichkeiten des Systems
im Klassenraum einen besonderen Sinn. Im Rahmen der an anderer Stelle in diesem
Bericht dargestellten Ausweitung der Computerausstattung in unserer Schule
konnte die betreffende Lehrkraft dafür sorgen, dass in dem Klassenraum ein
(vernetzter) PC vorhanden war, der zusätzlich zu den ein bis drei TI-92, die
dann für solche Zwecke zur Verfügung stehen, ein effektives Arbeiten in
Kleingruppen auch einmal an unterschiedlichen Fragestellungen ermöglichte. (Diese
Veränderung von Lernorten und -Umgebungen beschäftig das Kollegium in seiner
Gesamtheit momentan sehr.)
Zum Schuljahreswechsel traten zumindest in Mathematik neue KSP im
Jahrgang 11 in Kraft, deren Umsetzung ja im vergangenen Schuljahr schon häufig
diskutiert wurde (s. Bericht 2000, insbesondere der Anhang). Aus der Diskussion
begründet wurde auch ein neues Schulbuch beschafft, welches den Einsatz neuer
Medien wenn nicht unterstützt, dann doch wenigstens ermöglicht oder sogar
erleichtert.
In einem Fachtag befasste sich die Fachkonferenz Mathematik dann zu
Beginn des neuen Schuljahres explizit mit Anwendungsbeispielen aus den
verschiedenen Gebieten der Schulmathematik und untersuchte exemplarisch
Aufgaben und deren Lösungen bzw. kleine Unterrichtseinheiten unter Einsatz von DERIVE.
Ziel ist es, im Verlauf dieses Schuljahre basierend hierauf Materialien zu sammeln/erstellen,
und es so möglichst allen Kolleginnen und Kollegen zu erlauben, sich einmal
dieses Unterrichtsmittels zu bedienen - und hierbei (wenn gewünscht)auf fertige
Konzepte zugreifen zu können. Der Mathematik-Unterricht begann sich so langsam
zu verändern - neue Methoden werden sukzessive zumindest dort in den
verschiedenen Bereichen eingesetzt, wo sie offensichtliche Vorteile bieten.
Der mehrfache Einsatz von Referendaren (in einem Fall sogar des
Berichtenden) wie Mentoren/LehrerInnen im Co-Teaching half Schwellenängste
abzubauen und die (befürchteten) Schwierigkeiten in der Unterrichtssituation in
der für viele ungewohnten Arbeitsumgebung eines mit Computern ausgestatteten
Raumes zu meistern.
Die - bezüglich des Einsatzes neuer Medien - verbesserten
Arbeitsbedingungen in den allgemeinen Unterrichtsräumen unterstützten den
Fortgang des beschriebenen Prozesses häufig.
Während der bisherigen Arbeit stellte sich aber auch heraus, dass DERIVE
zum Beispiel auf dem Gebiet der „Linearen Algebra und analytischen Geometrie“
bei weitem nicht so „hilfreich“ ist wie in der Analysis. Die Fachkonferenz
verglich verschiedene Produkte und schaffte schließlich einige neue Software in
Schullizenz an. Die betrifft einmal die neue Version 5 von DERIVE, dann Dgraph2000,
welches seine Fähigkeiten besonders in der Darstellung dreidimensionaler
Zusammenhänge ausspielen kann, aber auch eine „elektronische
Formelsammlung“, die dann eine Math-CAD-Version beinhaltete und „freie“
Software wie MuPad (light). Die Beurteilung der „Tauglichkeit“ des Einsatzes
dieser neuen Hilfsmittel ist ein hauptsächliches Ziel der nächsten Arbeitsphase
(s.u.).
Qualifikationsentwicklung
Wie schon dargestellt ist die Akzeptanz der neuen Medien im Kollegium
recht hoch. Um eine gute Basis für deren Einsatz zu schaffen, fand auch im
Berichtszeitraum - unter anderem - wieder eine Maßnahme einer schulinternen Lehrerfortbildung
statt: diesmal ein „Computer- und Internetkurs für Frauen“. Die sicher spezifische
Maßnahme war sehr erfolgreich und wird im nächsten Jahr auf jeden Fall
Nachfolger finden. Des weiteren trägt die vorbildliche Zusammenarbeit mit dem Studienseminar
immer mehr Früchte, die sich so darstellt, dass immer mehr Referendarinnen und
Referendare mit Erfahrung im oder Interesse am Einsatz neuer Medien an unserer
Schule unterrichten. Der - quasi zwangsläufige - Kontakt des Kollegiums mit den
neuen Medien tritt in dem Moment auf, wo eine Zusammenarbeit mit diesen Referendarinnen
und Referendaren gegeben ist. Deren gering ausgeprägten Berührungsängste und
oft vorhandene Experimentierfreudigkeit bewirken häufig bei Kolleginnen und
Kollegen ein „Einsteigen“ in dieses Gebiet.
Im Endeffekt wurde in der Schule (unter anderem aus den oben dargestellten)
aus diesen Überlegungen heraus ein weiterer Lehrer-PC-Arbeitsplatz in der
Präsenzbibliothek eingerichtet, der Zugriff auf Wissenszentrum und Internet hat
und z.B. mit einem Scanner ausgestattet ist. Die Erweiterung des Wissenszentrums
- zum Beispiel um einige CDROM- sowie DVD-Laufwerke aus Projektmittel in der
Hardware- und weiteren Programm-CDs auf der Software-Seite - steigerte dessen
Attraktivität sehr. Auch in der Vorbereitungsarbeit von Lehrerinnen und Lehrern
hat es schon seinen festen Stellenwert.
Schließlich sein noch ein Zuwachs in der sozialen Kompetenz bei SchülerInnen
erwähnt, die in irgendeiner Form in Kontakt mit den durch das Projekt beschafften
Mitteln und Maßnahmen kommen. Notwendige Partnerarbeit bei einer i.a. stark heterogene
Struktur der Gruppen (bzgl. Computerkenntnissen) fördert zum Beispiel diese
Komponente.
Schulentwicklung
Im vergangenen Jahr wurde die (institutionalisierte) Arbeit am
Schulprogramm wieder angestoßen. Nach dem Wechsel in der Schulleitung sowie
begleitender Maßnahmen des Staatlichen Schulamtes war der „Neuanfang“ mit einer
teilweisen Neuorientierung bei der Formulierung der Ziele verbunden. In diesem
Prozess wurde auch der Stellenwert der neuen Medien einerseits wie auch der
informatorischen Aspekte andererseits neu bewertet. Obwohl die Arbeit hier noch
nicht abgeschlossen ist, zeigen die bisherigen Ergebnisse (zum Beispiel durch
„Formulierungsaufgaben“ an verschiedene Kolleginnen und Kollegen durch die Gesamtkonferenz)
eine Übernahme vieler der im MOV angestrebten Ziele in das Schulprogramm der
ERS 1. Explizit aufgenommen worden sind Punkte wie „informationstechnische
Kompetenz“, welche eine Verankerung von Inhalten und Methoden aus diesem
Bereich in der „Schulwirklichkeit“ anstrebt, wie aber auch „Medien- und
Methodenkompetenz“ als erklärtes Ziel (zum Beispiel bei wissenschaftlicher Recherche
in der Alternative zwischen Bibliotheks- und Büchernutzung gegenüber der von Internet
und/oder (multimedialen) CDs). Hier findet sich - quasi festgeschrieben -
sowohl das Vordringen wie aber auch die zunehmende Akzeptanz der neuen Medien
in den „Schulalltag“ gut wieder. Die Außenwirkung dieser Verankerung wurde
explizit diskutiert und schließlich fast einhellig als Positivum bezüglich der
gesamten Schule eingeordnet.
Im Endeffekt hat sich das Bewusstsein des Kollegiums - wie auch der
gesamten Schulgemeinde - hier schon soweit in die entsprechende Richtung entwickelt,
dass der Wunsch nach einem zusätzlichen komplett mit PCs ausgestatteten
Arbeitsraum (dies wäre - nach dem Computer- und dem Fremdsprachenraum -der
dritte) nun realisiert werden wird.
Weitere Planung der Arbeit am Projekt
Wie bereits oben beschrieben wurde im vergangenen Schuljahr im
Fachbereich Mathematik in drei Gruppen in jeweils mehrmonatigen Phasen das
Programm Derive
eingesetzt. In den Planungen für dieses Schuljahr sind weitere Phasen dieser
Art vorgesehen - wobei allerdings verstärkt auch die andere vorhandene Software
eingesetzt werden soll. In einigen Gruppen hat der Unterricht schon begonnen
bzw. wurde eine entsprechende Phase schon durchgeführt. Mehrere Referendare und
Referendarinnen setzten DERIVE in Unterrichtseinheiten ein, und es ist
absehbar, dass zumindest ein Referendar wieder eine Examensarbeit auch unter
der Berücksichtigung des Einsatzes neuer Medien im Mathematikunterricht schreibt.
Auch die Fachkonferenz wir die langsam entstehende Materialsammlung wieder in
einer Konferenz sichten, durchdiskutieren und sicherlich erweitern.
Innerhalb des derzeitigen Neubaus der Naturwissenschaften in der
Ernst-Reuter-Schule 1 werden auch diese an das Schulnetz angeschlossen. Sobald
dies realisiert ist, soll eine weitere Phase in der Nutzung des Wissenszentrums
beginnen. Über einen schulinternen Name-Server kann der Zugriff auf bestimmte
Inhalte erleichtert werden, da eine Zuordnung zu konkreten Begriffen möglich
ist. Zusammen mit der weiter voranschreitenden Ausstattung der allgemeinen
Unterrichtsräume mit PCs soll so eine neue Kommunikationsstruktur entstehen.
Der Trend in vielen Fachbereichen geht dahin, bei zur Verfügung
stehenden Etat-Mitteln auch einmal Softwareangebote zu prüfen, so dass
verstärkt Software aus verschiedenen Fachbereichen in Schullizenzen in der ERS 1
eingesetzt wird.
Frankfurt/M., den 31.1.2001 ............................................................
P.Poloczek, StD