Lagebeziehungen: Winkelverständnis erarbeiten mit der App "Winkel-Farm"

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Themenbereich Lagebeziehungen wird beschrieben, wie Grundschullehrkräfte die App "Winkel-Farm" nutzen können, um den Begriff des Winkelfeldes schrittweise einzuführen. Die App und ihr möglicher Unterrichtseinsatz wurden im Rahmen einer Dissertation entwickelt und in einer Grundschulklasse der vierten Klassenstufe erprobt. Der Beitrag entstand im Kontext des von der Deutschen Telekom Stiftung geförderten Programms "Digitales Lernen Grundschule".

Mathematik / Rechnen & Logik / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.
Primarstufe, Sekundarstufe I
2 bis 3 Unterrichtsstunden
Software, Ablaufplan, Arbeitsblatt

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Mit der App "Winkel-Farm" können Winkelfelder auf anschauliche Weise eingeführt werden. Auf Basis der Betrachtung von Sichtfeldern werden Bestandteile von Winkelfeldern erarbeitet und schrittweise zur dahinter liegenden Mathematik abstrahiert.

Ziel dieser Unterrichtseinheit für den Grundschulunterricht ist es, Schülerinnen und Schüler dazu zu befähigen, Winkelfelder zu beschreiben und mit diesen mathematisch zu operieren. Durch konkrete Aufgabenstellungen werden die Schülerinnen und Schüler angeregt, in der App verschiedene Handlungen auszuführen. Anschließend werden diese Handlungen diskutiert und verallgemeinert.

Unterrichtsablauf

Inhalt

Sozial- / Aktionsform

Einstieg

Der Einstieg in die Thematik erfolgt über Tierfotos, anhand derer die Position der Augen diskutiert wird. Der Zusammenhang zwischen Augen-Position und Jagd- beziehungsweise Fluchttieren kann besprochen und begründet werden. Zentrale Erkenntnis ist, dass Fluchttiere einen möglichst großen Bereich sehen können müssen, wofür die seitlichen Augen helfen. Jagdtiere hingegen benötigen einen schärferen Blick mit nach vorne gerichteten Augen.

In einem weiteren Schritt zeigt die Lehrkraft an einer interaktiven Tafel ein Foto oder eine Skizze des Klassenraums von oben. Anschließend stellt sich ein Kind an irgendeine Stelle des Raumes und beschreibt von dort, welchen Bereich des Raumes es, ohne seinen Kopf zu drehen, sehen kann. Eine weitere Schülerin oder ein Schüler markiert diese Bereiche an der Tafel. Daraus ergibt sich ein Bild mit einem Sichtfeld, worauf im weiteren Verlauf der Stunde Bezug genommen werden kann.

Plenum
Praxisphase 1: Sichtfelder beschreiben

Die Schülerinnen und Schüler erkunden zunächst die App "Winkel-Farm" und führen anschließend mithilfe konkreter Aufgabenstellungen verschiedene Handlungen in der App aus. Die Aufgaben zielen darauf, die Repräsentation der Sichtfelder zu verstehen beziehungsweise die Bedeutung ihrer einzelnen Bestandteile zu erkennen. Es wird also zunächst ausschließlich auf "realer" Ebene gearbeitet.

Einzelarbeit
Reflexionsphase 1: Bestandteile von Winkelfeldern

Die zuvor durchgeführten Handlungen werden nun reflektiert und verallgemeinert. Anschließend wird eine Definition für Winkelfelder formuliert und Realsituation und Mathematik werden gegenübergestellt.

Plenum
Praxisphase 2: Sichtfelder vergleichen

Die Sichtfelder von Tieren werden miteinander verglichen. Dabei ist es den Schülerinnen und Schülern freigestellt, in welchem Modus der App sie arbeiten.

Einzelarbeit / Partnerarbeit
Reflexionsphase 2: Operieren mit Winkelfeldern

Erneut werden die Handlungen reflektiert und verallgemeinert. Gemeinsam erarbeitet die Lerngruppe, welche Operationen nötig sind, um zwei Winkelfelder miteinander zu vergleichen und wie die App dies unterstützt.

Plenum
Abschluss

Als Abschluss der Unterrichtsstunde bietet es sich an, noch einmal auf die Sichtfelder der Schülerinnen und Schüler vom Beginn Bezug zu nehmen. Die Bestandteile des Winkelfeldes werden auf die Ausgangssituation des Klassenzimmers von oben angewandt: Was sind hier Scheitelpunkt und Schenkel, welche Bedeutung haben sie in der konkreten Situation? Ist das Winkelfeld in der konkreten Situation unendlich weit ausgedehnt? Was begrenzt eventuell das Feld?

Im Anschluss sollten auch andere Situationen, in denen Winkelfelder eine Rolle spielen, besprochen werden.

Plenum

Didaktisch-methodischer Kommentar

Zur App "Winkel-Farm"

In der App "Winkel-Farm" ist eine Farm mit Tieren und Menschen dargestellt, die die User ein- und ausschalten können. Je nachdem, ob diese ihre Augen offen oder geschlossen halten, wird ihr Sichtfeld farbig dargestellt. Sowohl die Lebewesen als auch der Hintergrund können verschoben und gedreht werden. Außerdem ist es möglich, über die Tabelle die Reihenfolge der Tiere zu verändern.

Des Weiteren können Nutzerinnen und Nutzer in den Winkelfeld-Modus umschalten. Dann werden die Tiere und Menschen nur noch blass dargestellt und ihre Sichtfelder werden deutlich erkennbar als Winkelfelder aufgeführt. Auch diese kann man über ihren Scheitelpunkt verschieben und um den Scheitelpunkt drehen.

Abhängig vom Modus kann man Scheitelpunkt und Schenkel an- oder ausschalten und die Sichtbarkeit der Tiere und Menschen beziehungsweise der Gestaltungselemente (wie Grasbüschel, Teich und so weiter) verändern.

Didaktisch-methodische Analyse

In den im Unterrichtsablauf dargestellten Phasen 1 ("Sichtfelder beschreiben") und 3 ("Sichtfelder vergleichen") führen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Handlungen aus. In der ersten Phase geschieht dies noch vorwiegend im Modus der Tiere und Menschen, in der dritten Phase vermehrt im Winkelfeld-Modus. Die App führt die Schülerinnen und Schüler also schrittweise durch den Abstraktionsprozess und ermöglicht dabei stets eine Interaktion mit der realen Winkelsituation.

Anschließend werden diese Handlungen diskutiert und verallgemeinert: Was zeichnet sie aus? Wie kann damit die Situation besonders gut beschrieben werden? Dies führt zu einer abstrakteren Sichtweise und ein mathematischer Begriff wird aufgebaut (Phase 2 "Bestandteile von Winkelfeldern") beziehungsweise es wird mit ihm mathematisch operiert (Phase 4 "Operieren mit Winkelfeldern"). Dabei wird auch darauf eingegangen, inwiefern die App die Handlungen der Schülerinnen und Schüler beeinflusst hat und wie dies mit dem mathematischen Begriff in Zusammenhang steht.

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Unterrichtsmaterial "Winkelverständnis" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

beschreiben Sichtfelder von realen Lebenwesen und vergleichen diese miteinander.
lernen, reale Winkelsituationen zu analysieren sowie in einem weiteren Schritt zu kontextualisieren und abstrahieren.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

nutzen Tablets zur Bearbeitung von Aufgaben in einer App.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

halten sich an die Regeln, die für den Umgang mit Tablets im Unterricht von der Lehrkraft vorgegeben wurden.
diskutieren und reflektieren ihre Handlungsergebnisse in der Gruppe.

Lagebeziehungen: Winkelverständnis erarbeiten mit der App "Winkel-Farm"

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Unterrichtsablauf

Einstieg

Praxisphase 1: Sichtfelder beschreiben

Reflexionsphase 1: Bestandteile von Winkelfeldern

Praxisphase 2: Sichtfelder vergleichen

Reflexionsphase 2: Operieren mit Winkelfeldern

Abschluss

Didaktisch-methodischer Kommentar

Zur App "Winkel-Farm"

Didaktisch-methodische Analyse

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Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Medienkompetenz

Sozialkompetenz

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