Examensarbeit, 2005
110 Seiten, Note: 2,0
1 Einleitung
1.1. Ablauf der Arbeit
1.2. Warum wird Geometrie unterrichtet?
1.3. Gegenwärtige Situation der Geometrie an den Schulen
1.4. Dynamische Geometriesysteme DGS
1.5. Verbreitung von DGS in den Schulen
1.6. Veränderung des Geometrieunterrichts durch den Einsatz von DGS
2 Gegenstand und Ziel der Arbeit
3 Fragestellungen
4 Rahmenbedingungen der Untersuchung
4.1. Ort der Untersuchung
4.2. Charakterisierung der Lerngruppe
4.3. Lehrstoffbezug
4.4. Beschreibung des Programms EUKLID DynaGeo
5 Methode
5.1. Ansatzfindung
5.2. Vorgehen bei der Unterrichtsbeobachtung
5.2.1. Vorbereitung
5.2.2. Verlauf
5.2.3. Vorgehen bei der Auswertung
5.3. Vorgehen bei der Ergebnisanalyse
5.3.1. Vorbereitung
5.3.2. Verlauf
5.3.3. Vorgehen bei der Auswertung
6 Resultate und Folgerungen
6.1. Resultate aus der Unterrichtsbeobachtung und der Gruppen-gesprächsanalyse
6.1.1. Beispiel 1 - 22.06.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.1.2. Beispiel 2 - 22.06.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.1.3. Beispiel 3 - 22.06.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.1.4. Beispiel 4 - 29.06.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.1.5. Beispiel 5 - 29.06.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.1.6. Beispiel 6 - 29.06.2005 - 5.Stunde Klasse 8B
6.1.7. Beispiel 7 - 06.07.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.1.8. Beispiel 8 - 06.07.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.1.9. Beispiel 9 - 06.07.2005 - 5.Stunde Klasse 8B
6.2. Resultate aus der Dokumentenanalyse
6.2.1. Aufgabe 1 - 22.06.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.2.2. Aufgabe 2 - 29.06.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.2.3. Aufgabe 3 - 29.06.2005 - 5.Stunde Klasse 8B
6.2.4. Aufgabe 4 - 06.07.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.2.5. Aufgabe 5 - 06.07.2005 - 4.Stunde Klasse 8A
6.2.6. Aufgabe 6 - 06.07.2005 - 5.Stunde Klasse 8B
6.3. Gesamtbeurteilung der Resultate und Schlussfolgerungen
6.3.1. Untersuchung des Unterrichts
6.3.2. Rolle des Lehrers
6.3.3. Probleme bei der Anwendung von DynaGeo
6.3.4. Konzipierung der Arbeitsblätter und –materialien
6.3.5. Rückschlüsse aus der Ergebnisanalyse
6.3.6. Erfüllung der Erwartungen an DGS
6.3.7. Erfüllung der Lernziele
7 Ausblick
Ziel der Arbeit ist es, auf Basis einer qualitativen Unterrichts- und Ergebnisanalyse zu untersuchen, ob sich didaktische Konsequenzen für den Einsatz von dynamischer Geometriesoftware (DGS) im Schulunterricht ableiten lassen, um den Unterrichtseinsatz dieser Werkzeuge effektiver und reichhaltiger zu gestalten.
1.6. Veränderung des Geometrieunterrichts durch den Einsatz von DGS
„Ein DGS eröffnet die Möglichkeit eines experimentellen Zugangs zu Sätzen und Begriffsbildungen. Darin liegt eine der großen Stärken dieses Werkzeugs.“ (Weigand und Weth, 2002: 119)
Nicht nur die unter Punkt 1.4. genannten Zugänge zu den didaktischen Prinzipien verändern sich, sondern auch die ganze Unterrichtsplanung als auch deren Durchführung. Dies beginnt schon damit, dass man für den Unterricht einer solchen Stunde in einen extra Computerraum mit der Klasse gehen muss, man also einer räumlichen Abhängigkeit unterliegt. Zudem hat nicht jede Schule die Mittel und Möglichkeiten eines Computerraums. Aber auch die Aufgabenauswahl, die Arbeitsformen, die Zielsetzungen und die Rolle des Lehrers sowie der Schüler unterliegen einem Wandel.
Selbst Fertigkeiten und Fähigkeiten verändern sich beim DGS-Einsatz. So nimmt nach Weigand und Weth (2002: 11, 51) die Bedeutung von heuristischem Arbeiten, Experimentieren, Mathematisieren, sowie dem Anstellen von Vermutungen und dem Interpretieren von Lösungen zu. Dadurch nehmen jedoch kalkülorientierte Fertigkeiten und handwerkliche mathematische Rechenfertigkeiten ab, da der Schüler die Konstruktion geometrischer Objekte nun über den Computer vornimmt und nicht mehr zu Lineal, Zirkel oder Bleistift greifen muss. Mit Hilfe von Befehlen und verschiedenen Werkzeugen des Programms muss er „nur“ noch die Planung von Konstruktionsschritten vornehmen. Das zeitaufwendige Zeichnen übernimmt der Computer in Sekundenbruchteilen. Dies hat den Vorteil, dass sich die Schüler ganz auf die Aufgabe, deren Inhalt und Lösung konzentrieren können.
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik ein, beleuchtet die aktuelle Situation der Geometrie an Schulen und beschreibt das Potenzial sowie die Verbreitung von dynamischen Geometriesystemen.
2 Gegenstand und Ziel der Arbeit: Das Kapitel definiert den Fokus der Untersuchung, die darauf abzielt, durch qualitative Analysen didaktische Konsequenzen für den Einsatz von Geometriesoftware abzuleiten.
3 Fragestellungen: Hier werden die übergeordnete Forschungsfrage und die detaillierten Unterfragen festgelegt, die der Arbeit als Grundlage dienen.
4 Rahmenbedingungen der Untersuchung: Dieses Kapitel erläutert die äußeren Gegebenheiten der Untersuchung, einschließlich des Schulstandorts, der Lerngruppen und der technischen Spezifikationen der Software.
5 Methode: Der Abschnitt beschreibt das qualitative Forschungsdesign, die Datenerhebungsmethoden (Beobachtung, Dokumentenanalyse) und den Prozess der Auswertung.
6 Resultate und Folgerungen: In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Unterrichtsbeobachtungen und der Dokumentenanalyse präsentiert und in Hinblick auf die didaktischen Ziele reflektiert.
7 Ausblick: Der abschließende Teil blickt auf mögliche zukünftige Forschungsansätze und die Relevanz der gewonnenen Erkenntnisse für die Unterrichtspraxis.
Geometrieunterricht, Dynamische Geometriesoftware, DGS, Euklid DynaGeo, Unterrichtsbeobachtung, Dokumentenanalyse, didaktische Konsequenzen, Geometrische Konstruktion, Schüleraktivität, Lernziele, Medienkompetenz, Mathematikdidaktik, Zugmodus, Problemorientiertes Lernen.
Die Arbeit untersucht, welche didaktischen Konsequenzen sich aus der qualitativen Analyse einer Unterrichtsreihe mit dynamischer Geometriesoftware in einer achten Realschulklasse ableiten lassen.
Die Themenfelder umfassen den Medieneinsatz im Geometrieunterricht, die Veränderung der Lehrer- und Schülerrolle, die Gestaltung von Arbeitsmaterialien sowie die methodische Umsetzung von forschendem Lernen durch Software.
Das Ziel ist es, durch den Vergleich von didaktischen Erwartungen und der praktischen Umsetzung im Unterricht Verbesserungsvorschläge für den Einsatz von Software zu erarbeiten.
Es wird ein qualitatives Forschungsdesign verwendet, welches teilnehmende Unterrichtsbeobachtungen, eine Analyse der Schülerdokumente und Gruppengespräche mit Lehrpersonen kombiniert.
Der Hauptteil analysiert konkrete Unterrichtssituationen, Fehlerquellen bei der Softwarebedienung und den Einfluss verschiedener Aufgabentypen auf die Schülermotivation.
Wichtige Begriffe sind Dynamische Geometriesoftware (DGS), Geometrieunterricht, qualitative Unterrichtsanalyse, didaktische Prinzipien und Konstruktionskompetenz.
Der Lehrer wandelt sich vom frontalen Wissensvermittler hin zu einem Berater, der den Lernprozess individuell unterstützt, während der Fokus stärker auf dem eigenständigen Arbeiten der Schüler liegt.
Die Software dient als technisches Werkzeug zur Visualisierung und Konstruktion, wobei die Arbeit besonders die Bedienungsprobleme (z.B. Funktionsvielfalt) und den pädagogischen Mehrwert (Zugmodusinvarianz) beleuchtet.
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