E-Learning und Computer Aided Design. Ein didaktisches Konzept für die Qualitätssteigerung im modernen Geometrieunterricht

Günter Maresch (2005): E-Learning und Computer Aided Design. Ein didaktisches Konzept für die Qualitätssteigerung im modernen Geometrieunterricht. Dissertation, Paris-Lodron-Universität Salzburg.
Begutachtet durch Ao. Univ. Prof. Mag. Dr. Karl Josef Fuchs, Universität Salzburg und Univ.-Doz. Ing. MMag. Dr. Andreas Holzinger, Technische Universität Graz.
Tag der mündlichen Prüfung: 29.11.2005.

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wurde das Ziel verfolgt, ein angemessenes didaktisches Konzept für einen zeitgemäßen Geometrieunterricht zu entwickeln, welches basierend auf die zeitlosen, fundamentalen Ideen der Geometrie den Einsatz moderner geometrischer Werkzeuge (z.B. professionelle CAD-Programme) und allgemeiner neuer Medien (z.B. Lernplattformen) gewinnbringend für den Prozess des Lernens von Schülerinnen und Schülern integriert.

Im Kapitel 3 wurden einführend die dem allgemeinen Prozess der Wissensaneignung zugrunde liegenden Lernparadigmen vorgestellt und deren Grundpositionen, aber auch allgemeine Kritikpunkte und Schlüsse für das Lernen und Lehren erörtert. Das anschließende Kapitel beleuchtet aus der großen Menge von publizierten didaktischen und mediendidaktischen Modelle jene vier, die einerseits inhaltlich signifikant unterschiedliche Aspekte in Bezug auf das Lernen mit neuen Medien aufzeigen und andererseits im besonderen Maße geeignet erscheinen, bei der Konzeption eines neuen didaktischen Konzeptes berücksichtigt zu werden.

Ein weiterer Teil der Arbeit widmet sich der Diskussion der Raumvorstellung als Intelligenzfaktor, dessen einzelnen Komponenten, sozialisationsbedingten, hormonellen, genetischen und neuropsychologischen Einflüssen und erforschten geschlechtsspezifischen Unterschieden. Dem Aspekt der Trainierbarkeit des räumlichen Vorstellungsvermögens wird gerade in Hinblick auf die grundlegende Sinnhaftigkeit der in dieser Arbeit angestellten Untersuchungen ein besonderes Augenmerk gewidmet.

Im Hauptteil der Arbeit wird das entwickelte didaktische Modell für die Qualitätssteigerung im modernen Geometrieunterricht vorgestellt, welches konkret die folgenden fünf Ziele verfolgt:

1. Adäquate und gewinnbringende Einbeziehung der neuen Medien in den Geometrieunterricht. Im Speziellen sollen die den Lernprozess im positiven Sinne unterstützenden Möglichkeiten einer Lernplattform eingearbeitet werden.
2. Optimale Förderung des räumlichen Vorstellungsvermögens.
3. Verlässliche Vermittlung der fundamentalen Ideen der Geometrie. Den passenden und einzig juristisch zulässigen Referenzrahmen dafür stellt der Lehrplan für Darstellende Geometrie dar.
4. Sinnvolle Einbeziehung der zeitgemäßen Werkzeuge der Geometrie und deren vielfältigste Möglichkeiten.
5. Gewährleistung eines optimalen Lernprozesses und daraus folgend eines tieferen Wissens bei den Lernenden.

Die Lernparadigmen, didaktischen und mediendidaktischen Ansätze und fachspezifischen Erkenntnisse in Bezug auf die Schulung der Raumvorstellung berücksichtigend, wurde ein vierstufiges didaktisches Modell konzipiert.

Die vier Stufen des Inputs, des geleiteten Lernens, des eigenständigen Anwendens / der Vernetzung mit inner- und außerfachlichen Themen und schließlich der Präsentation, Artikulation, Diskussion und Reflexion werden in Kapitel 8 ausführlich erörtert. Eine weitere grafische Darstellung veranschaulicht in diesem Kapitel die sich im Verlauf eines Schuljahres ändernden Aktivitäten der Lernenden und Lehrenden auf der Lernplattform und die damit eng in Zusammenhang stehenden Sozialformen. Diese in ihrer Bedeutung zuweilen unterschätzten Aspekte werden mit Hilfe von vorliegenden Forschungsergebnissen in das Konzept implementiert, welche die kognitiven Belastungsniveaus der Lernenden in Bezug auf das Lernen mit neuen Medien hervorgerufen durch die neben den inhaltlichen hinzukommenden technischen, organisatorischen und sozialen Herausforderungen aufzeigen.

Die anschließenden Kapitel beleuchten den konkreten Transfer des Konzeptes in die Praxis mit Hilfe von detaillierten Curricula und einer kleinen repräsentativen Auswahl der erstellten Lernmaterialien.

In Kapitel 11 werden die sehr erfreulichen Ergebnisse der im Schuljahr 04/05 durchgeführten Evaluation erörtert, bei welcher die Kategorien räumliches Denken und Problemlösefähigkeit / quantitative Intelligenz in Prä- und Posttests erhoben wurden.

In weiteren Erprobungsphasen während der kommenden Schuljahre wird das Konzept im Sinne der iterativ charakteristischen Methode der Aktionsforschung weitere Beobachtungs-, Reflexions- und Weiterentwicklungsphasen regional und national durchlaufen. Bereits in der Planungsphase befindet sich auch die Internationalisierung dieses Kursangebotes.

Die Aufarbeitung und der anschließende Versuch einer harmonischen und synergetischen Zusammenführung von lernparadigmatischen, didaktischen, mediendidaktischen, informationstechnologischen und fachspezifischen Aspekten der traditionellen und aktuellen Forschung stellten eine durchaus große Herausforderung dar. Dass sich das Gehen dieses neuen und steinigen Weges gelohnt zu haben scheint, zeigen die erfreulichen Ergebnisse der Evaluation.

Schlagworte

Geometrie, E-Learning, Computer im Mathematikunterricht, Geometrieunterricht