Variablenverständnis

Variablen können verschiedene Bedeutungen haben, mit denen demnach verschiedene Vorstellungen verbunden sind (vgl. Barzel, Herget 2006, S. 5). Ein tragfähiges Variablenverständnis zeigt sich darin, die verschiedenen Vorstellungen zu kennen und mit diesen in konkreten Sachsituationen flexibel umgehen zu können (vgl. Schill 2014, S. 1063). Küchemann, Malle und Freudenthal unterschieden dabei verschiedene Aspekte, die das Variablenverständnis ihrer Meinung nach ausmachen.

Variablenaspekte nach Malle

Günther Malle unterscheidet in Bezug auf die Verwendung von Variablen drei verschiedene Variablenaspekte: Den Gegenstandsaspekt, den Einsetzungsaspekt und den Kalkülaspekt (vgl. Barzel, Herget 2006, S. 6). Für ein tragfähiges Variablenverständnis müssen die SuS die unterschiedlichen Perspektiven auf die Variablen einnehmen und zwischen diesen flexibel wechseln können (vgl. Specht, Plöger 2011, S. 7).

• Gegenstandsaspekt: Die Variable wird „als unbekannte oder nicht näher bestimmte Zahl“ (Malle 1986, S. 3) bzw. als unbestimmter Denkgegenstand gesehen, mit dem einfach umgegangen wird (vgl. Barzel, Herget 2006, S. 6).

• Einsetzungsaspekt: Die Variable wird als Platzhalter bzw. Leerstelle gesehen, in der Zahlen eingesetzt werden sollen (vgl. Malle 1986, S. 3).
• Kalkülaspekt: Die Variable wird als „bedeutungsloses Zeichen, mit dem nach bestimmten Regeln operiert werden darf“ (vgl. ebd., S. 3), gesehen wird (vgl. ebd, S. 3).

Was kann man mit Variablen tun?

Bei Freudenthal ist die Auffassung von Variablen an die jeweilige Verwendungssituation gebunden (vgl. Specht, Plöger 2011, S. 5). Er klassifiziert in Bezug auf das Variablenverständnis verschiedene Typen von Aufgaben, bei denen danach unterschieden wird, wofür die Variablen jeweils stehen. Er benennt dabei die Variable als Unbekannte, als Unbestimmte und als Veränderliche (vgl. ebd., S. 5).

• Die Variable als Unbekannte steht für ein Objekt, wie eine Zahl oder ein Term, das noch unbekannt ist, aber bestimmt werden kann. Als Beispiel kann hier eine einfache Gleichung mit einer Variablen, wie z.B. "2x + 3 = 7", genannt werden, bei der die Variable beispielsweise durch das Umformen der Gleichung bestimmt werden kann (vgl. ebd., S. 5).

• Wird eine Variable als Unbestimmte bezeichnet, meint man damit eine Variable, bei der es nicht von Belang ist, diese zu irgendeinem Zeitpunkt zu bestimmen. Dies ist beispielsweise bei der symbolischen Schreibweise von Rechengesetzen, wie dem Kommunikativgesetz (a + b = b + a), oder bei der Beschreibung von Beziehungen von Variablen der Fall (vgl. ebd., S. 5).

• Variablen in funktionalen Zusammenhängen, in denen tatsächlich etwas variiert und in denen Veränderungen betrachtet werden, werden als Veränderliche bezeichnet. Dies ist z.B. bei einfachen linearen Funktionen der Fall, wie f(x) = 6x, da hier untersucht wird, was für eine Auswirkung eine Veränderung von x auf die Funktion f(x) hat (vgl. ebd., S. 5).

Besonders das Verständnis dieses letztgenannten Aspekts ermöglicht vielen SuS ein besseres allgemeines Verständnis und tragfähigere Vorstellungen von Variablen und Termen (vgl. Barzel, Herget 2006, S. 8), wobei die SuS dafür letztendlich alle verschiedenen Aufgabentypen erkennen und mit den Variablen entsprechend umgehen können müssen (vgl. Specht, Plöger 2011, S. 7).

Variablen in der Schule

Damit SuS verständlich mit Variablen umgehen können, müssen alle drei Aspekte verinnerlicht werden (vgl. Siebel, Wittmann 2014, S. 44), wobei das mechanische, kalkülhafte Operieren mit Variablen, insbesondere das Umformen von Termen und Lösen von Gleichungen, im Unterricht dominiert (vgl. Malle 1986, S. 8). Stattdessen sollte besser darauf geachtet werden, dass der Einsetzungs- und Gegenstandsaspekt in vielfältigen Kontexten verankert ist, bevor der Kalkülaspekt behandelt wird (vgl. Siebel, Wittmann 2014, S. 44). Dadurch wird der Veränderlichenaspekt von Variablen im Unterricht bewusster behandelt und die SuS entwickeln das Verständnis hinter den Variablen und Operationen (vgl. Malle 1986, S. 6).

Quellen

Barzel,Bärbel; Herget, Wilfried (2006): Zahlen, Symbole, Variablen - abstrakt und konkret. Plädoyer für einen lebendigen Umgang mit Termen. In: mathematik lehren (136), S. 4–9.

Der Beitrag kann wie folgt zitiert werden: Madipedia (2017): Variablenverständnis. Version vom 8.06.2017. In: madipedia. URL: http://madipedia.de/index.php?title=Variablenverst%C3%A4ndnis&oldid=28141.