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Computergestützter Geometrieunterricht in der Grundschule

Computer based geometry lessons in primary schools

  • Die neuen Medien gewinnen im gesellschaftlichen Leben immer mehr an Bedeutung. Dieser Prozess beeinflusst zunehmend auch die Entwicklungen im schulischen Bereich. Durch die Eingliederung von Computern in den Unterricht entstehen neue Möglichkeiten hinsichtlich der Gestaltung von Lernprozessen. In diesem Zusammenhang ist es von großer Bedeutung, entsprechende Computeranwendungen für die jeweilige Lerngruppe aufzubereiten, sodass ein begründeter Einsatz im Rahmen des Unterrichts erfolgen kann. Zudem erfordert die effiziente Einbindung von Computern eine Veränderung der räumlichen Organisation, der methodischen Konzeption des unterrichtlichen Agierens, sowie einen Wandel im Rollenverständnis der Lehrpersonen. Diese Reflexion und Umorientierung ist die Grundlage dafür, dass neue Medien gewinnbringend für Lehr- und Lernprozesse genutzt werden können. Ein erstes Ziel der vorliegenden Arbeit ist es - anhand einer landesweiten Befragung - die Situation bezüglich der Verwendung von Computern im Rahmen des Geometrieunterrichts der Grundschule empirisch zu überprüfen. Die Auswertung liefert Auskunft darüber, wie intensiv der Computer im Lernprozess eingesetzt wird und bildet jene Faktoren ab, die ausschlaggebend sind, dass Computer im Geometrieunterricht verwendet werden. Die Ergebnisse sind eine empirische Grundlage für die Entwicklung einer computergestützen Lernumgebung namens "Geolizi" (zweites Ziel der Arbeit). Im Rahmen dieser Lernumgebung sollen die Schüler/innen mittels Computer die Themen "Spiegelbildliche Figuren" und "Konstruktionen von Rechteck und Quadrat" selbstständig er- bzw. bearbeiten. Dabei stehen den Kindern "hands-on" Medien, traditionelle Zeichengeräte sowie interaktive Arbeitsblätter zur Verfügung. Der Computer (samt entsprechender Anwendungen) übernimmt in diesem Lernprozess unterschiedliche Funktionen. Die Erprobung der Lernumgebung erfolgt in mehreren Klassen der Grundstufe II im Rahmen einer formativen und summativen Evaluierung. Anhand der Schüler/innenfragebögen wird die Benutzerfreundlichkeit der einzelnen Elemente untersucht. Auf der Grundlage eines Prä-Post-Untersuchungsdesigns wird versucht, mögliche Veränderungen der Einstellungen im Bezug auf den Einsatz von Computern im Geometrieunterricht bei den beteiligten Lehrerinnen / Lehrern herauszufinden. Die Ergebnisse der Erprobungsphasen sowie die Auswertung der Fragebögen lassen die begründete Vermutung zu, dass durch die Verwendung der multimedialen Lernumgebung "Geolizi" eine Steigerung der Nutzungsintensität von Computern im Geometrieunterricht die Folge sein könnte. Insgesamt stellt die entwickelte Lernumgebung eine interessante Möglichkeit dar, Computer im Rahmen des Geometrieunterrichts der Grundschule einzusetzen und so einen wichtigen Beitrag zu einem selbstständigen, individualisierten Lernprozess zu leisten.
  • New media are continually gaining importance in society. This process also has an increasing influence on developments in the field of education. Due to the use of computers as an integral part of schooling, new possibilities with regard to the organisation of learning processes arise. In this context, it is of great significance that appropriate computer applications for the respective learning group be prepared, so that justifiable use of computers in lessons can take place. Furthermore, efficient integration of computers requires changes in spatial organisation, in teaching methodology and in the role of the teacher. Such reflection and re-orientation are the essential basis for meaningful usage of new media in teaching and learning processes. An initial aim of this thesis is an empirical analysis of the situation regarding the usage of computers in geometry lessons in primary schools, based on a regional survey. The evaluation gives information as to how intensively the computer is used in the learning process and shows us which factors determine the use of computers in geometry lessons. The results are an empirical foundation for the development of a computer-based learning environment called "Geolizi" (the second aim of my study). Within this learning environment, the pupils should work independently on the topics "mirror-imaged figures" and "the construction of rectangles and squares", with the help of the computer. During this process, hands-on media, traditional drawing instruments and interactive worksheets are available to the pupils. The computer (with its appropriate applications) takes over different functions in this learning process. Testing of this learning environment ("Geolizi") took place in several primary school classes, within the scope of formative and summative evaluation. With the help of questionnaires filled in by the pupils, the usability of the individual elements was tested. Based on a pre-post-investigation design, an attempt has been made to discover possible changes in the attitude of teachers regarding the usage of computers in the teaching of elementary geometry. The results of this test phase, together with the evaluation of the questionnaires, lead to the founded presumption that usage of the multimedia-based learning environment " Geolizi " could result in greater use of computers in geometry lessons. All in all, the developed learning environment demonstrates an interesting possibility of how to use computers in the teaching of geometry at primary schools, thus making an important contribution to an independent, individualised learning process.

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Metadaten
Author:Markus Reiter
URN:urn:nbn:de:hbz:lan1-7832
Advisor:Renate Rasch, Engelbert Niehaus
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of completion:2012/05/14
Date of publication:2012/05/14
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, Fachbereich 7
Date of final exam:2012/05/03
Release Date:2012/05/14
Tag:computer; dynamic geometry; mathematics; primary school
GND Keyword:Computer; Dynamische Geometrie; Grundschule; Mathematik
Number of pages:195
Institutes:Fachbereich 7 / Fachbereich 7
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 51 Mathematik / 510 Mathematik
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