[PDF] Computergestützter Geometrieunterricht in der Grundschule





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Computergestützter Geometrieunterricht in der Grundschule

Computergestützter Geometrieunterricht

in der Grundschule

DISSERTATION

Zur Erlangung des akademischen Grades eines

Doktors der Philosophie

Fachbereich 7: Natur- und Umweltwissenschaften

Campus Landau

Markus Reiter

Datum der Disputation: 3. Mai 2012

1. Berichterstatterin: Prof. Dr. Renate Rasch

2. Berichterstatter: Prof. Dr. Engelbert Niehaus

Inhalt

Vorwort ............................................................................................................................................. 7

Zusammenfassung ............................................................................................................................. 8

Einleitung........................................................................................................................................... 9

1Geometrie in der Grundschule ..................................................................................................15

2Untersuchung zum Einsatz neuer Medien im Geometrieunterricht der Grundschule .................18

2.1Ausgangspunkt .................................................................................................................18

2.2Datengrundlage und Methode .........................................................................................20

2.3Darstellung der Ergebnisse ...............................................................................................22

2.3.2Auswertungsstrategie ..................................................................................................23

2.3.4Faktoren, die die Nutzung des Computers im Geometrieunterricht beeinflussen

2.3.5Zusammenfassung der Ergebnisse der landesweiten Befragung ...................................38

3Entwicklung geometrischen Wissens .........................................................................................44

3.1Lernen und Wissen ...........................................................................................................44

3.1.2Grundlegendes Wissen für das Konstruieren von Figuren .............................................45

3.1.3Wissenserwerb auf Basis des Cognitive Apprenticeship-Ansatzes .................................48

3.2.1Komponenten der visuellen Wahrnehmung .................................................................50

3.2.2Schulung der visuellen Wahrnehmung t unter Verwendung des Geobretts .................53

3.4.1Die Entwicklung geometrischen Denkens nach Jean Piaget und seinen Mitarbeitern ....61

3.4.2Die Entwicklung geometrischen Denkens nach van Hiele-Geldof ..................................62

3.5.1Inhalte, Zielsetzungen, Lehrplangrundlagen und zu erwerbende Kompetenzen ............65

3.5.2Forschen und Experimentieren im Geometrieunterricht...............................................69

3.5.3Lernumgebungen im Geometrieunterricht ...................................................................71

4Medieneinsatz im (Geometrie-) Unterricht t Grundlagen und Rahmenbedingungen .................75

4.1Begriffsbildung und Medienwahl ......................................................................................75

4.1.1POE]((]oµvPWcD]v^t cvµD]v^ ................................................................75

4.1.2Grundlegende Aspekte bei der Medienwahl .................................................................76

4.2Medienkompetenz ...........................................................................................................79

4.3Grundlagen hinsichtlich der Implementierung der neuen Medien ....................................81

4.3.1Lehrplangrundlagen und Zielsetzungen ........................................................................81

4.3.2Konstruktivistisch orientiertes Lernen ..........................................................................84

4.4Computereinsatz im Geometrieunterricht der Grundschule .............................................85

4.4.1Organisationsformen beim Einsatz neuer Medien ........................................................85

4.4.2Die Medienecke als multimedialer Lernort ...................................................................86

4.4.3Voraussetzungen für einen substanziellen Computereinsatz ........................................87

4.5Gestaltungsaspekte einer computerunterstützen Lernumgebung

im Geometrieunterricht ...................................................................................................88

4.5.1Kompetenzerwerb im Rahmen computerbasierter Lernumgebungen ...........................89

4.5.2Konstruieren unter Anwendung Dynamischer Geometrie Systeme (DGS) .....................91

EUKLID DynaGeo ..........................................................................................................94

5Entwicklung der computerunterstützen LOEvµuPµvPc'}o]Ì]^ ............................................100

5.1Ausgangspunkt, Ablauf und Intentionen bezüglich des Einsatzes der multimedialen

>OEvµuPµvPc'}o]Ì]^ ................................................................................................100

5.1.1Themenwahl und allgemeine Zielsetzungen ...............................................................101

5.1.2Lernvoraussetzungen und fachliche Zielsetzungen .....................................................103

5.2Fachtheoretische und (fach-)didaktische Grundlagen für die Arbeit mit der

>OEvµuPµvPc'}o]Ì]^ ................................................................................................105

5.2.1Symmetrie: Fachmathematische Grundlagen .............................................................105

5.2.2Symmetrie: Fachdidaktische Aspekte .........................................................................108

5.2.3Rechteck und Quadrat: Fachmathematische Grundlagen ...........................................114

5.3Lernpsychologische und didaktische Grundlagen sowie technische Voraussetzungen

für die Implementierung der Computeranwendungen ....................................................120

5.3.1Lernen durch Beobachten ..........................................................................................120

5.3.2Instruktionsdesign und computergestützte Lernumgebungen ....................................121

5.3.3Technische Voraussetzungen .....................................................................................124

5.4]uµoš]u]o>OEvµuPµvPc'}o]Ì]^]uš]o ......................................................125

5.4.1Aufbau und Konzeption ..............................................................................................126

5.4.2Starten der Lernumgebung und inhaltliche Orientierung ............................................128

5.4.3dZuvP]šWc^‰]Po]oo]Z&]Pquotesdbs_dbs31.pdfusesText_37

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