5. – 6. Schuljahr

Heiko Etzold, Stefan Janke

Klötzchen, noch ein Klötzchen, noch ein Klötzchen

Lernende werden Architekten von Würfelbauwerken

„Am Anfang fand ich das mit dem Code ja nicht so spannend, da habe ich lieber in der 3D-Ansicht gebaut. Aber jetzt, wo wir die Schleifen haben, mach ich das lieber mit dem Code. Ist in diesem Zitat eines Schülers tatsächlich die Rede davon, dass in der fünften Klasse ein Code geschrieben und Schleifen programmiert wurden? Ja, aber fangen wir mal von vorn an.
Vor einigen Jahren habe ich als Lehrer und Uni-Mitarbeiter die App Klötzchen entwickelt, mit der Würfelbauwerke auf verschiedene Weisen dargestellt werden. Typische Aufgaben des Grundschulunterrichts und der frühen Sekundarstufe sind die Interpretation von Abbildungen dreidimensionaler Bauwerke (bspw. „Aus wie vielen Würfeln besteht das Gebäude mindestens?, „Wie viele Würfel fehlen, damit es daraus ein Quader wird?) oder das Erstellen und Lesen anderer Darstellungsformen wie Bauplan, Zwei- bzw. Dreitafelprojektion und verschiedene Schrägbilder (Kavalierperspektive, isometrische Darstellung). All diese Darstellungen führen zu vielfältigen Diskussionsanlässen, beispielsweise zu ihrer Eindeutigkeit oder ihrem zweckgebundenen Einsatz. Die App Klötzchen bietet hier Möglichkeiten, die Darstellungen simultan miteinander zu vergleichen ein zentrales Potenzial beim Einsatz digitaler Medien im Unterricht (Walter 2018, S. 43).
Im Rahmen des Projektes „Digitales Lernen Grundschule an der Universität Potsdam haben wir diese Frage verfolgt: Kann man die Darstellungen vielleicht auch noch erweitern und nicht nur das fertige Würfelbauwerk in den Blick nehmen, sondern auch den Prozess, wie es entstanden ist? Das Beschreiben von Prozessen ist ein wichtiger Bestandteil des Mathematikunterrichts, z.B. bei Konstruktionsbeschreibungen oder Erläuterungen von Rechenverfahren.
Eingebettet in die vertraute Situation des Würfelbauens und in die Nutzung der Klötzchen-App, habe ich diese gemeinsam mit einem Studenten, und nun Koautor dieses Artikels, weiterentwickelt und um eine Befehlsumgebung ergänzt (Abb. 1 ).
Dazu hat der Student eine Sequenz von vier Doppelstunden entwickelt und an einer Schule erprobt. Die Ergebnisse haben wir in einem ausführlichen Leitfaden mit konkreten Unterrichtsvorschlägen für Lehrerinnen und Lehrer zusammengetragen, den Sie unter http://dlgs.uni-potsdam.de/konzepte/schleifen-und-strukturen herunterladen können.
Auf diese Weise wurde eine kindgerechte Umgebung geschaffen, mit der es bereits in der fünften Klasse möglich ist, einfache Programmieraufgaben am Unterrichtsgegenstand Würfelbauwerke zu bearbeiten und bei den Schülerinnen und Schüler informatisch-algorithmische Kompetenzen kontextbezogen aufzubauen. Einen Einblick darin wollen wir mit diesem Artikel geben.
Klötzchen
Klötzchen
Das kann die App
  • Darstellen von Würfelbauwerken in verschiedenen Ansichten: 3D-Ansicht, Bauplan, Zwei-/Dreitafelprojektion, Kavalierperspektive, isometrische Darstellung, Befehlsumgebung
  • Bauen von Würfelbauwerken in der 3D-Ansicht, im Bauplan bzw. der Befehlsumgebung bei simultaner Repräsentation der anderen Darstellungsarten
  • Anpassung von Einstellungen wie Darstellung der Achsen, Größe der Baufläche und Art der Würfel (Holz- oder Steckwürfel)
  • Verschiedene Interaktionsmöglichkeiten innerhalb der Befehlsumgebung
Download:
Bau-Anweisungen als besondere Darstellung
Das Bauen von Würfelbauwerken über Befehle bzw. Bau-Anweisungen wurde schon an verschiedenen Stellen erprobt (Kortenkamp 2015, S. 38). Hinzu kommt in der Klötzchen-App, dass durch die simultanen Ansichten das Bauen in der 3D-Ansicht – ähnlich einer Konstruktionsbeschreibung in der Befehlsansicht dokumentiert werden kann. Außerdem können die über Befehle gebauten Bauwerke wieder mit den anderen Darstellungen verknüpft werden. Die Kinder können als Architektinnen und Architekten agieren und den...

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