Wie funktioniert das? – Entwicklung einer Lernsoftware zu ausgewählten technischen Objekten


Examensarbeit, 2006
96 Seiten, Note: 2.0

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Computer als Medium im Alltag des Kindes
2.1 Kind und Computer
2.2 Computer in der Grundschule

3. Die Software als Lernmedium
3.1 Was ist eine Lernsoftware
3.2 Lernsoftware im Unterricht
3.3 Kriterienkatalog zur Beurteilung von Lernsoftware im Sachunterricht

4. Sachanalysen der Objekte
4.1 Sachanalyse Haartrockner
4.1.1 Didaktische Reduktion
4.2 Sachanalyse Staubsauger
4.2.1 Didaktische Reduktion
4.3 Sachanalyse Toaster
4.3.1 Didaktische Reduktion

5. Herstellung der Software
5.1 Wie entsteht diese Lernsoftware
5.2 Didaktisches Konzept
5.3 Layout
5.4 Hyperlinks und deren Funktionen
5.5 Aufbau der Lernsoftware
5.5.1 Der Haartrockner
5.5.1.1 Wie sieht ein Haartrockner von innen aus?
5.5.1.1.1 Das Gebläse
5.5.1.1.2 Der Elektromotor und die Heizspirale
5.5.1.2 Warum trocknet der Haartrockner deine Haare?
5.5.1.3 Wie wird der Luftstrom erzeugt?
5.5.1.4 Interessantes
5.5.2 Der Staubsauger
5.5.2.1 Wie sieht ein Staubsauger von innen aus?
5.5.2.2 Warum verschwindet der Staub im Staubsauger?
5.5.2.3 Welchen Weg geht der Staub, bis er im Staubbeutel ankommt?
5.5.2.4 Interessantes
5.5.3 Der Toaster
5.5.3.1 Wie sieht ein Toaster von innen aus?
5.5.3.2 Warum wird der Toast braun?
5.5.3.3 Warum springt der Toast nach oben wenn es fertig ist?
5.5.3.4 Was für Schalter gibt es?
5.5.3.4.1 Der Bimetallschalter
5.5.3.4.2 Der Magnetschalter
5.5.3.5 Interessantes
5.5.4 Hauptmenü
5.5.4.1 Die Hilfe
5.5.4.2 Die Bildergalerie
5.5.4.3 Die Literatursammlung
5.5.4.4 Das Lexikon
5.5.4.5 Das Informationsfeld

6. Testphase

7. Zusammenfassung

8. Literaturverzeichnis

9. Quellen- /Internetquellenverzeichnis

10. Anhang

1. Einleitung

Schaut man sich heutzutage einmal in einem Haushalt um, entdeckt man viele elektrische Geräte, die unseren Wohlstand auszeichnen und die wir nicht mehr missen wollen.

Für uns ist es zum Teil nur schwer vorstellbar, dass die Menschheit früher ohne Waschmaschine, Backofen, Mikrowelle, Staubsauger, Fernseher usw. auskam Wie hat man sich früher die Haare getrocknet? Wie hat man das Brot geröstet? Wie wurden die Zimmer von Schmutz und Staub befreit? Das sind alles Frage, die sich bestimmt jeder schon einmal gestellt hat, wenn er einen Haartrockner in die Hand genommen oder sich ein Brot getoastet hat. Was würden wir machen, wenn wir keinen Staubsauger hätten, der uns das Reinigen des Haushaltes ungemein vereinfacht? Es ist anzunehmen, dass wir uns einen Besen oder Handfeger nehmen würden und damit jedes einzelne Zimmer reinigen würden. Das wäre aber sehr zeitaufwändig und würde nur den gröbsten Schmutz beseitigen. Wir können uns also glücklich schätzen, dass Anfang des 20. Jahrhunderts eine Reihe von Alltagsgeräten auf den Markt kam und uns die Arbeit dadurch erleichtert wurde.

Da Kinder bekanntlich sehr neugierig sind hat sich so manches Kind schon gefragt, wie eigentlich ein Toaster funktioniert, warum der Haartrockner die Haare trocknet oder wie ein Staubsauger funktioniert.

Diesen Fragen möchte ich einmal auf den Grund gehen. Die Mehrheit der technischen Geräte, die im Haushalt auftauchen, ist nicht auf Anhieb zu durchschauen, d.h. man kann nicht sehen oder nachvollziehen wie diese funktionieren könnten. Gerade das macht viele Geräte vor allem für Kinder interessant.

Ich habe mich für Haartrockner, den Staubsauger und den Toaster entschieden, weil ich der Meinung bin, dass diese drei Geräte jedem Kind ein Begriff sein sollten und jeder sie schon einmal benutzt hat. Des Weitern sind sie vom Aufbau her nicht allzu kompliziert und können in der Funktionsweise recht einfach erklärt und nachvollzogen werden.

Ich werde in meiner Arbeit und auch in der Software nur auf die Standartgeräte eingehen, weil die jedes Kind kennen sollte, wo hingegen besondere Modelle nur bei sehr wenigen Kindern bekannt sind. Zusätzlich können viele Modelle zu Verwirrungen führen, was zur Folge hätte, dass die Kinder die Lust an dem Thema verlieren. Ich denke mir auch, dass es erst einmal wichtig ist, die Funktionen der Standartmodelle zu verstehen und nachvollziehen zu können, denn dieses Wissen kann man im Nachhinein auf die weiteren Modelle übertragen.

Da der Computer immer mehr Bestandteil im Alltag und auch im Schulleben ist, habe ich mich entschlossen, meine Ergebnisse nicht einfach nur niederzuschreiben, sondern daraus eine Lernsoftware herzustellen. So können die Kinder auf spielerische und motivierende Weise über die technischen Objekte Haartrockner, Staubsauger und Toaster aufgeklärt werden.

Eine Lernsoftware hat zudem noch den Vorteil, dass jedes Kind nicht gezwungen wird zu lernen, sondern selber entscheiden kann, wann es sich Wissen aneignen möchte und nicht dem Druck des Lehrers ausgesetzt ist - es bestehen also individuelle Lernmöglichkeiten. Eine Software bietet des Weiteren die Möglichkeit Kapitel zu überspringen, d.h. die Kinder können selbstständig und nach ihrem Interesse bestimmen, was sie wissen, bzw. lernen wollen.

In meiner Arbeit werde ich zuerst auf den Computer im Alltag des Kindes eingehen, d.h. inwieweit sich der Gebrauch des Computers auf das Kind auswirkt und welche Vor- und Nachteile der Einsatz des Computers in der Grundschule hat.

Im 3. Kapitel wird auf die Lernsoftware als solche eingegangen und wie sie in der Schule den Unterricht unterstützen können. Zum Schluss dieses Kapitels wird ein Katalog zusammengestellt, anhand dessen eine Software beurteilt werden kann.

Das 4. Kapitel dieser Arbeit befasst sich mit den Sachanalysen der drei ausgewählten technischen Objekte und einer Erläuterung, wie diese Informationen in die Software eingebracht werden, damit die Kinder nicht überfordert werden. Den historischen Hintergrund habe ich in den Sachanalysen mit Absicht nur recht kurz erwähnt, d.h. nur die wichtigsten Eckdaten beschrieben, weil ich den Schwerpunkt auf das Technische gesetzt habe.

Im 5. Kapitel geht es um die von mir hergestellte Lernsoftware. Ich erkläre zuerst, wie eine solche Software mit einfachen Mitteln entwickelt werden kann, im Anschluss daran beschreibe ich, wie ich meine Software aufgebaut habe. Gezeigt werden in diesem Zusammenhang nur die Folien, die ich auch in den Erläuterungen erwähnt habe. Die restlichen Folien befinden sich alle im Anhang der Arbeit.

Nach der Fertigstellung der Lernsoftware wird diese von 4 Grundschulkindern getestet. Das Ergebnis der Erprobung sowie die eventuell vor zu nehmenden Verbesserungen werde ich im 6. Kapitel meiner Arbeit kurz festhalten.

Meine Literatur habe ich in zwei unterschiedlichen Verzeichnissen angegeben, die reine Literatur befindet sich im Literaturverzeichnis, Quellen, sowie Internetquellen habe ich zusammen in einem Quellenverzeichnis aufgeführt.

Ich werde zwei CDs an die Arbeit anhängen, zum einen die fertige Lernsoftware und zum anderen die Internetquellen, die ich in meiner Software verwendet habe.

Des Weiteren befinden sich im Anhang die Einverständniserklärungen von den Eltern meiner Probanden, die es mir erlauben Bilder und Namen ihrer Kinder in meiner Arbeit zu veröffentlichen.

Zitat- und Literaturangaben habe ich direkt in den Text geschrieben.

Hinter den Fußnoten, die im Laufe der Arbeit auftauchen, verbergen sich kurze Erklärungen für die entsprechenden Begriffe.

2. Computer als Medium im Alltag des Kindes

Der erste Computer wurde vor etwa 50 Jahren entwickelt, um technische Probleme schneller beheben zu können. In Deutschland wurde er Anfang der 1980er Jahre kundgemacht und in immer mehr Haushalten war ein Computer zu finden – er wurde Teil des häuslichen Alltags. So blieb auch die Neugier der Kinder auf das neue „Gerät“ nicht aus.

(vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.7f.; H. R. Leu, 1993, S.5)

Im folgenden Kapitel wird erläutert, inwieweit die „Faszination Computer“ auf die Kinder übergegangen ist und welche Vor- und Nachteile die Benutzung des Computers im allgemeinen Sinne mit sich bringen. Des Weiteren wird aufgezeigt, welche Möglichkeiten es gibt, den Computer in der Schule einzusetzen und welche Vor- und Nachteile seine Anwendung hat. Abschließend wird speziell auf den Computereinsatz im Sachunterricht eingegangen.

2.1 Kind und Computer

Als 1982 in mehreren Kaufhausketten in Deutschland Computerabteilungen eingerichtet wurden, richtete sich die Aufmerksamkeit – auch bei Kindern und Jugendlichen - zusehends auf diese neue Technologie.

So hat sich die Anz]]ahl der Computer in privaten Haushalten von 1986 bis 1994 fast vervierfacht. Grund für diese Neuanschaffung waren in vielen Fällen die Kinder, weil man sie an das technologisierte Leben anpassen wollte. Früher oder später kommt man um den Computer nicht mehr herum, er wird immer mehr Teil des beruflichen und auch privaten Lebens. So besitzen bereits auch schon viele Kinder im Grundschulalter einen eigenen Computer.

(vgl. H. R. Leu, 1993, S.5)

Die Vielzahl der Kinder lernt den Computer über die sehr beliebten Spiele kennen, die einen großen Teil der Freizeitgestaltung einnehmen und auch, nach Studien zu Folge, oft der Grund für die Anschaffung eines Computers sind.

(vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.15, 82)

Welche Folgen die Anwendung von Computern im Allgemeinen haben kann, wird im Folgenden kurz aufgeführt.

Pro:

- frühe Umgangsweise kann für das spätere Leben hilfreich sein
- positive Auswirkungen auf das Schreiben von Texten, sowie die Denkweise (vgl. Bangert-Drowns (1993); Cochran-Smith (1991) nach J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.68)

- Interesse für vorher nicht gemochte Schulfächer kann geweckt werden
- ermöglicht schon im frühen Alter das Lesenlernen
- Kinder im Vorschulalter werden besser auf das Lesen vorbereitet
- Motivation zu lesen wird durch Leseprogramme gesteigert
- weltweite Verbindung über Datennetze

(vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.137, 144, 146)

Positive Aspekte, die sich durch das Spielen am Computer ergeben:

- Möglichkeit neues Kommunikationsnetz unter Gleichaltrigen auf zu bauen (Jolivalt (1994) nach J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.102)
- Weiterentwicklung des kognitiven Bereichs
- Neugier und Vorstellungskräfte werden angeregt
- „lernen wie man lernt“ (J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.101) wird angeregt
- Schulung unterschiedlicher intellektueller Fähigkeiten durch Denkspiele

(vgl. Jolivalt (1994) nach J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.102, J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.101, 104, 107)

Contra:

- viele Zeichenprogramme überfordern die Kinder, da sie für berufliche Verwendung hergestellt wurden
- Übermüdung der Augen oder der Sitzmuskeln bei langer Nutzungsdauer
- kann zu einer finanziellen Belastung führen

Ðsoziale Unterschiede zwischen den Schülern können verstärkt werden

- aggressivere Gedankenentwicklung durch Spiele mit Gewalt verherrlichenden Inhalten
- zu häufiges und langes Spielen am Computer kann unter Umständen epileptische Anfälle auslösen

(vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.71f., 100, 135)

2.2 Computer in der Grundschule

„Ein ist noch immer ein weit verbreitetes Missverständnis, dass Computer in den Schulen vor allem dem Informatik-Unterricht dienten. Der Umgang mit dem Computer gehört aber wie das Lesen, Schreiben und Rechnen heute zu den selbstverständlichen Kulturtechniken, die fast in allen Fächern Auswirkung haben. […] Für mich steht fest: Computer gehören in jedes Klassenzimmer!“

(Roman Herzog, Bundespräsident a. D. aus seiner Rede von dem Deutschen Bildungskongress am 13.April 1999 in Bonn) In den letzten Jahren wurden grundlegende Veränderungen an die Aufgaben der Grundschule gestellt. Die Stärkung der Persönlichkeit und die Vorbereitung auf das spätere Leben sind jedoch auch weiterhin von sehr großer Bedeutung für die Grundschulen.

Dabei wird kein Kind bevorzugt, sondern alle werden gleichermaßen vorbereitet.

Die einzige Veränderung, die eingetreten ist, ist die Welt um die Kinder herum. Im Laufe der Jahre hat sich das Feld der Kompetenzen, die erforderlich sind um die Welt zu verstehen, erweitert.

So ist es wichtig zu wissen, wie man selbstständig Lernen kann, d.h. die passenden Mittel wie beispielsweise den Computer richtig dafür nutzen kann.

Nicht ohne Hintergedanken hat Roman Herzog in seiner Rede davon gesprochen, dass der Computer in die Klassenräume gehört, denn es ist nicht abzuwenden, dass die Technik, besonders der Computer, in der Zukunft eine wichtige Rolle spielen wird.

(vgl. H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.20ff.)

Computer können in der Schule eingesetzt werden als:

1) Werkzeug ( zum Schreiben)
2) Medium (komplexe Vorgänge können besser veranschaulicht werden)
3) Zum Unterrichtsthema

Im Folgenden werden stichpunktartig die Vor- und Nachteile des Computereinsatzes in Schulen aufgezeigt:

Pro:

- individuellere Fehlerdiagnose
- bessere Integration von Kindern mit speziellen Behinderungen
- kooperatives Arbeiten wird besser gefördert
- hohe Arbeits-, bzw. Lernmotivation
- selbst gesteuertes Lernen wird unterstützt
- individuelle Anpassung an Leistungsniveaus
- Heterogenität kann besser berücksichtigt werden
- Individuelle Zugänge
- „Förderung von Mädchen im Umgang mit diesen Technologien“

(vgl. H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.14ff., S.20ff.)

- positivere Einstellung dem Schreiben gegenüber, da ständiges Radieren und neu Schreiben weg fällt
- besseres mathematisches Verständnis kann entwickelt werden
- Zeichenprogramme sind eine gute Art der Leistungsbestätigung für das Kind und fördern die Kreativität
- Kluft zwischen den Leistungsunterschieden wird kleiner
- Schnellere und bessere Lesetechnik

(vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.71, 77, 142, 144, 147)

Contra:

- nicht alle Schüler können den Computer in gleichem Maße nutzen, da es in vielen Schulen zu wenige gibt

- Computeranschaffung für viele zu teuer

Ð viele Kinder sind auf den Kompetenzerwerb in der Schule angewiesen

- Schreiben wird durch das Suchen der Buchstaben auf der Tastatur verlangsamt

(vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.71, 142)

Ausgehend von der Umwelt der Kinder stellt der Sachunterricht eine Art „ Informations- und Kommunikationsforum “ (H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.195) dar, in dem die Kinder sich immer auf unterschiedliche Weise mit ihrem konkreten Leben auseinandersetzen.

Die Aufgabe des Sachunterrichts besteht darin, die Kinder dabei zu unterstützen, sich mit ihrem technischen, natürlichen und sozialen Umfeld auseinander zu setzten. Die „ Lern- und Handlungsmöglichkeiten“ (Rahmenplan Grundschule, 1995, S.124) auch außerhalb des Klassenraumes sollen, geschaffen, genutzt und erweitert werden.

(vgl. H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.195; Rahmenplan Grundschule, 1995, S.122 – 124)

Damit die Handlungsmöglichkeiten realisiert werden können, müssen passende Unterrichtsformen sowie angemessene Medien verwendet werden. Arbeitsblätter und Bücher sind passee, die Schüler sollen eigene Erfahrungen machen, experimentieren, beobachten, sprechen, frei arbeiten, etc.

(vgl. H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.195; Rahmenplan Grundschule, 1995, S.122)

„Medien ermöglichen bildhaft und symbolisch vermittelte Erfahrungen auf den nächst höheren Stufen des Lernens mit zunehmendem Abstraktionsniveau, sie haben die Funktion, den Austausch, die Reflexion, die Vernetzung und die Versprachlichung im Sinne der Begriffsbildung und des Verfügbarmachens von Erfahrungen in neuen Zusammenhängen zu unterstützen, um so die Handlungskompetenzen der Kinder zu erweitern.“ (H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.197)

Da über den Computer Informationen interessanter und anschaulicher dargestellt werden können und die so gesammelten Informationen von den Kindern in neue Zusammenhänge gestellt werden können, ist sein Einsatz besonders im Sachunterricht vorteilhaft.

(vgl. H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.198) Auch wenn schwierige Inhalte multimedial verständlicher dargestellt werden können, ist es manchmal sinnvoller, statt des Computers Materialien einzusetzen. Es gibt Themenbereiche oder Sachzusammenhänge, die nicht untersucht werden können (z.B. bei einem Einsatz eines Notarztes dabei sein), Informationen aus Büchern können teilweise Untersuchungen zu Sachzusammenhängen vorbereiten oder gar unterstützen oder sie können sehr komplexe Themen reduzierter darstellen.

(vgl. Scholz (1995) nach H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.197f.)

3. Die Software als Lernmedium

Das dritte Kapitel ist in drei große Bereiche eingeteilt. Der erste Abschnitt beschäftigt sich zum einen mit der Definition und zum anderen mit den verschiedenen Typen von Lernsoftware. Im zweiten wird aufgezeigt inwieweit Lernsoftware im Unterricht angewandt wird und der Computer die Arbeit des Lehrers verändert. Des Weiteren wird darauf eingegangen, wie sich der Computereinsatz in der Schule auf den Lernerfolg der Kinder auswirkt. Abschließend wird ein Kriterienkatalog zusammengestellt, mit dessen Hilfe Lernsoftware im Sachunterricht beurteilt werden kann Der Katalog wurde auf Basis der Softwarekriterien, die vom Bildungsserver Hessen entwickelt wurden und einem Fragenkatalog, der in einem Forschungsprojekt über „Freinet[1] im Hypermediazeitalter“ 1996 ausgearbeitet und erprobt wurde, erstellt.

3.1 Was ist eine Lernsoftware

Unter Software im Allgemeinen versteht man Befehle, die zusammenhängend von einem Computer ausgeführt werden. Man bezeichnet sie daher auch als Computerprogramme. Die Software setzt sich zusammen aus der Systemsoftware, die das Arbeiten am Computer erst möglicht macht und der Anwendungssoftware, die spezielle Funktionen übernimmt. (vgl. Microsoft Encarta Enzyklopädie 2004) Eine Lernsoftware ist demzufolge eine „Software, die eigens für Lehr- und Lernzwecke programmiert wurde und deren hauptsächlicher Zweck der Einsatz im Bildungsbereich darstellt“.

(P. Baumgartner/S. Payr, 1999, S.137) Der didaktische Aspekt macht sich bemerkbar im Design, in den Interaktionsmöglichkeiten[2], die dem Benutzer zur Verfügung stehen sowie der Gestaltung der Benutzeroberfläche.

(vgl. http://www.schlaumaeuse.de/service/glossar.html)

Im Laufe der Jahre hat sich das Angebot an Programmtypen für den computerunterstützten Unterricht ausgeweitet. Laut G. R. Hoelscher gibt es jedoch Hinweise darauf, dass keines dieser Programme ohne „pädagogisch –didaktische Hilfestellungen“ (G. R. Hoelscher, 1994, S.71) seinen maximalen Lernerfolg erzielen kann.

(vgl. G. R. Hoelscher, 1994, S.71)

Dass das Lernen nicht immer in derselben Weise vonstatten geht, sondern sich vom „Auswendiglernen durch Wiederholen bis hin zum selbstentdeckenden Lernen durch Einsicht“ (Mandl Hron (1989) nach G. R. Hoelscher, 1994, S.72) erstrecken kann, soll durch die folgende Darstellung ersichtlich gemacht werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 1 Lernformen und Programmtypen (Mandl et al. (1991) nach G. R. Hoelscher, 1994, S.72)

In der ersten Lernform dient der Computer ausschließlich als Übungsplattform. Der Stoff, der im Unterricht behandelt oder sich selbst angeeignet wurde, wird mit Hilfe der Übungsprogramme wiederholt. Der Schüler bekommt demnach kein neues Wissen vermittelt, sondern übt und festigt sein bereits vorhandenes Wissen. In dieser Kategorie von Programmen sind Drills [3] und Lernspiele einzuordnen.

Das Lernen als interaktiver und konstruktiver Prozess gehört in die Kategorie der Tutoriellen Programme und zählt somit zu den didaktischen Programmen. Diese stellen im Gegensatz zu den Übungsprogrammen eine Lehrfunktion dar und bringen dem Schüler Fertigkeiten oder Unterrichtsinhalt bei. Im Anschluss an das Gelehrte werden dem Schüler Fragen zu dem Inhalt gestellt, die von dem Programm direkt ausgewertet und das Ergebnis dem Schüler daraufhin mitgeteilt wird.

Zu den entdeckenden Lernprozessen werden neben Simulationsprogrammen auch Elektronische Lexika und Mikrowelten eingeordnet. Sie bieten die Möglichkeit, ohne Lehrer oder einer Führungsperson Wissensgebiete, Regeln oder auch Gesetzmäßigkeiten zu entdecken und erforschen. Bei Simulationen und Mikrowelten handelt es sich um Modellwelten, in denen der Schüler durch Manipulieren Probleme (d.h., die Probleme sind vom Schüler oder Lehrer gestellt.) lösen soll. Mit dieser Art von Programmen wird es dem Schüler ermöglicht Bereiche zu erschließen, in die er sich z.B. aus Kostengründen in der Realität nicht begeben könnte.

Werkzeuge zählen im Grunde nicht zu den klassischen Lernsoftwares, sondern sind normale Anwendungsprogramme, mit denen Statistiken ausgewertet, Daten verwaltet oder Texte bearbeitet werden können. Sie dienen lediglich dazu, den Schüler von Routinetätigkeiten zu entlasten und ihn damit „frei zu machen“ für komplexere Aufgaben. (vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.23-41; G. R. Hoelscher, 1994, S.77-82)

3.2 Lernsoftware im Unterricht

Die breite Masse der Bevölkerung war vor rund 10 Jahren noch der Ansicht, dass ein Computer in der Grundschule nichts zu suchen habe. Diejenigen aber, die den Computereinsatz befürworteten und es für möglich hielten, dass sie produktiv von den Kindern genutzt werden könnten, wurden als „Lobbyisten der Computerindustrie“ (H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.10) verurteilt.

(vgl. H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.10)

Es wurde befürchtet, dass die Lernkultur mit dem Einsatz von Computern in der Schule untergeht, das Denken der Kinder digitalisiert würde und dies letzten Endes zu einer Vereinsamung des Kindes führen würde.

(vgl. H. Mitzlaff nach H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.10)

Im Laufe der Jahre wurde die frühere Denkweise jedoch überholt. Immer mehr Kultusminister befürworten den computerunterstützten Unterricht in den Grundschulen und seit Ende 1998 ist der Computereinsatz in Deutschlands Grundschulen kein Tabuthema mehr. Das Konzept hat sich immer weiter herumgesprochen und es ist anzunehmen, dass nahezu jeder Lehrer davon gehört hat, es aber nicht immer in die Praxis umgesetzt wurde. Das lässt sich u. a. auf die von Lauterbach 1989 formulierten Handikaps zurückführen. Demnach seien „schlechte Programme, unzureichend qualifizierte Lehrer und eine fehlende Infrastruktur zur Unterstützung der Schulen in computertechnischen und –didaktischen Fragen“ (G. R. Hoelscher, 1994, S.126) Gründe dafür, dass der Computer noch nicht so oft im Unterricht eingesetzt wird.

Es stellt sich demnach eher die Frage, wie der Computer am sinnvollsten einzusetzen ist und nicht ob man ihn überhaupt einsetzen sollte.

Die angewendeten Methoden dieser Unterrichtsform unterscheiden sich jedoch teilweise sehr stark, je nachdem welches Programm im Unterricht verwendet wird.

(vgl. H. Mitzlaff/A. Speck-Hamdan, 1998, S.11; J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.23, G.

R. Hoelscher, 1994, S.126)

Die verschiedenen Programme, die in Abschnitt 3.1 bereits näher erläutert wurden, können zum Wiederholen und Festigen, zum Aneignen von neuem Wissen, in Form des Entdeckenden Lernens oder auch als Rekonstruktionsprozess angewendet werden.

(vgl. G. R. Hoelscher, 1994, S.72)

Für die Lehrkräfte stellt sich beim Einsatz von Computern im Unterricht die Frage, welche Rolle sie als Lehrkraft dann eigentlich noch spielen.

Die Individualität der Schüler – jeder hat sein eigenes Lerntempo, seinen eigenen Lernstil und seine eigene Methode zu lernen - macht den Beruf des Lehrers sehr komplex und vielfältig. Jeder Schüler stellt so seine eigenen Ansprüche und Erwartungen an den Lehrer und den Unterricht. Computerunterstützter Unterricht wurde eigens für einen individualisierten Unterricht entwickelt, wobei sich die „Anpassungsfähigkeit von Programmen“ (J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.140) in der heutigen Zeit nur auf die unterschiedlichen Lerntempi der Schüler begrenzt. Demgemäß obliegt die Flexibilität der Anpassung an die individuellen Lernstile und –methoden der Schüler einzig und alleine dem Lehrer. Des Weiteren sind die Hilfestellungen, die ein Computerprogramm geben kann noch nicht sehr ausgeprägt und können im Gegensatz zu der Lehrkraft nicht auf persönliche Fragestellungen eines Schülers eingehen.

Grundsätzlich kann man also festhalten, dass die Funktion des Lehrers durch den Einsatz von Computern nicht beeinträchtigt wird.

(vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.140f.)

Wie wirkt sich nun aber der Einsatz von Computern im Unterricht auf den Lernerfolg der Schüler aus? Für diese Frage wurde bereits in vielen Studien eine Antwort gesucht. Die

„amerikanischen Metaanalysen [4] “ (G. R. Hoelscher, 1994, S.93) beziehen sich z.B. auf die schulischen Leistungen und Veränderungen gegenüber der Einstellung zu schulisch wichtigen Bereichen.

Diese Analysen zeigen, dass computerunterstützter Unterricht durchaus positiv auf die Aufnahme von neuem Wissen wirkt, wobei die Differenzen zum traditionellen Unterricht teilweise nur sehr gering sind. Des Weiteren hängen der Lernerfolg und die Effektivität der verschiedenen Programme auch von der Schulstufe ab, in der sie angewandt werden. Im Gegensatz zu den älteren Schülern sind die Lernerfolge bei den Grundschülern eher bei den Übungsprogrammen zu sehen. Weniger effektiv sind hingegen Tutorielle Programme und Drills, diese weisen aber wiederum bei den älteren Schülern bessere Ergebnisse auf.

Besonders gut wirkt sich computerunterstützter Unterricht auf die lernschwächeren Schüler aus, da der Lehrer seine Aufmerksamkeit weniger auf das Leistungsniveau setzt als auf die Bemühungen, die der Schüler zeigt. Umgekehrt gilt, dass sich diese Art von Unterricht auf leistungsstarke Schüler nicht positiv auswirkt, sie sich also in ihren Leistungen nicht verbessern. Auf Grund dieser Tatsache wird die Kluft zwischen den leistungsstarken und den leistungsschwachen Schülern geringer.

(vgl. G. R. Hoelscher, 1994, S.93 u. 96f.; J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.141f. u. 147)

3.3 Kriterienkatalog zur Beurteilung von Lernsoftware im Sachunterricht

Der Computer hat sich von Jahr zu Jahr mehr in das heutige Leben integriert, sowohl in der Freizeit als auch im beruflichen Alltag. Zugleich hat sich in den Schulen der computerunterstützte Unterricht laut J. Retschitzki u. J.-L. Gurtner (1997, S.23) sehr schnell ausgeweitet. Entschließt sich der Lehrer, den Unterricht durch den Einsatz des Computers zu unterstützen, stellt sich die Frage welche Software sich am besten eignet, um einen Lernerfolg zu erzielen.

Bevor eine Software im Unterricht angewandt wird, sollte diese auf die Kriterien „Inhalt“, „Technische Realisierung“, „Präsentation“ und „Pädagogisch-didaktische Gestaltung“ hin untersucht werden.

Im Folgenden wurde der Katalog auf Basis der Softwarekriterien aus dem Hessischen Bildungsserver und dem Forschungsprojekt: „Freinet im Hypermediazeitalter“ von Stefan Thiele 1996 entwickelt:

Inhalt des Programms:

- Knüpfen die Inhalte an die Umwelt der Kinder an?
- Ist die Thematik an die Aufgaben und Ziele des Sachunterrichts oder eher fächerübergreifend orientiert?
- Werden die Informationen sachlich korrekt wiedergegeben?
- Werden die Fachbegriffe kindgerecht erklärt?
- Sind integrative Bezüge zu finden? Bieten sich daraus Möglichkeiten zur Weiterführung von Lernprozessen?

Technische Realisierung:

- Läuft das Programm einwandfrei?
- Sind verwendete Bilder, Videos, Grafiken und Symbole gut zu erkennen?
- Sind die Schriftart sowie die Schriftgröße gut zu lesen?
- Ist die Handhabung kindgerecht und intuitiv erfassbar?
- Ist ein Programmabbruch jederzeit möglich?

Präsentation:

- Ist die Anwendung von multimedialen Elementen breit gefächert?
- Ist die Auswahl an multimedialen[5] Mitteln groß?
- Gewährleistet die Programmstruktur eine intuitive Nutzung?
- Ist das Lerntempo selbst bestimmbar?
- Ist ein bestimmtes Leistungsniveau erforderlich um mit dem Programm arbeiten zu können?
- Ist ein hohes Maß an Interaktivität zwischen dem Programm und den Schüler vorhanden?
- Sind die Hypertexte[6] – falls vorhanden – unübersichtlich und verwirrend?
- Sind selbstständige Fehlerkontrollen nach Bearbeitung von Aufgaben möglich?
- Gibt es auf Leistungen, die zu erbringen sind, Rückmeldung?

Pädagogisch – didaktische Gestaltung:

- Ist die Sprache kindgerecht und werden unbekannte Begriffe erklärt?
- Werden unterschiedliche Lernniveaus berücksichtigt?
- Können die Kinder eigenständig, selbst bestimmend und ohne fremde Hilfe an dem Programm arbeiten?
- Ist die Arbeit in Kleingruppen möglich?
- Ist das Programm frei von rassistischen und gewaltverherrlichten Inhalten?
- Ist das Programm geschlechtsspezifisch aufgebaut?
- Bekommen die Kinder Anregungen zum Nachdenken und eigenständigem Deuten/ Erklären gegeben?
- Sind die Inhalte an den Interessen des Kindes angeknüpft?
- Haben die Inhalte einen Motivationsfaktor oder sind zusätzliche Elemente vonnöten?
- Kann das Programm durch eine breite inhaltliche Gestaltung in verschiedenen

Lernsituationen und thematischen Schwerpunkten eingesetzt werden?

(vgl. http://grundschule.bildung.hessen.de/Medien_im_Unterricht/Computer/Medien_im_ Unterricht/Computer/Softwarekriterien; http://www.nat.uni- kassel.de/studium/sachunt/techelem.htm)

Eine Lernsoftware, die als GUT einzustufen ist, „ muss den pädagogischen Ansprüchen der Motivation, Anschauung, sofortigen Leistungsbestätigung, Erfolgssicherung und Übung entsprechen“ ( http://www.cisonline.at/html/body_anfsoft.htm). D.h. sie muss so gestaltet sein, dass die Handhabung für Kinder einfach und übersichtlich ist, die Darstellung motivierend wirkt,

sowohl Einzel- als auch Gruppenarbeit möglich ist und sie den „fachdidaktischen Kriterien“

( http://www.cisonline.at/html/body_anfsoft.htm) entspricht.

(vgl. http://www.cisonline.at/html/body_anfsoft.htm)

4. Sachanalysen der Objekte

In dem vierten Kapitel werden von den drei ausgewählten Objekten kurze Sachanalysen dargestellt. Dabei wird hauptsächlich auf die Funktion und den Aufbau dieser eingegangen. Die Geschichte steht hier im Hintergrund und wird nur mit den wichtigsten Eckdaten erwähnt, weil das für diese Arbeit nicht ausschlaggebend ist.

Im Anschluss an die einzelnen Sachanalysen wird aufgezeigt, wie die Informationen in der Software so dargestellt werden, dass sie für Kinder verständlich sind und die Benutzer nicht überfordert, denn das könnte schnell zu Desinteresse führen.

4.1 Sachanalyse Harrtrockner

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Es ist anzunehmen, dass man in der Zeit, als es die Erfindung des Haartrockners noch nicht gab, die Haare durch Sonne und Wind lufttrocknen ließ. Im Sommer war das durchaus praktisch und von Vorteil, aber im Winter konnte das schon einmal zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Ist man mit nassen Haaren draußen gewesen ohne eine Mütze zu tragen, war es nicht aus zu schließen, dass es bei dem ein oder anderen zu Frostbeulen oder Erkältungen führte.

Nachdem die ersten Elektrizitätswerke Mitte des 19. Jahrhunderts erbaut wurden, schloss man auch bald die ersten privaten Haushalte an das Stromnetz an. Anfang des 20.

Jahrhunderts wurden eine Reihe von Haushaltsgeräten wie z.B. das Bügeleisen, der Mixer und nicht zuletzt der Haartrockner entwickelt. Die Bevölkerung konnte sich also von dem bisherigen Verfahren abwenden und stattdessen den Haartrockner einsetzten. Das nahm und nimmt auch heut zu Tage immer noch weniger Zeit in Anspruch.

(vgl. http://n.ethz.ch/student/girodb/sience_city1.pdf)

Der erste, mit Elektrizität betriebene Haartrockner, wurde um 1900 herum von einem deutschen Techniker entwickelt und von einer Berliner Firma namens „Sanitas“ auf den Markt gebracht. Doch handelte es sich dabei nicht um den uns heute bekannten handlichen Haartrockner, sondern um ein unhandliches Gerät, was nur in Friseursalons zu finden war. Der erste tragbare Haartrockner wurde 1910 vertrieben.

Der Name „Haartrockner“ ist heute eigentlich kaum noch geläufig, vielmehr ist der als Synonym verwendete Name „Fön“ bekannt. Er stammt von der Firma „Sanitas“ und durfte nur für dieses Produkt verwendet werden. Alle anderen Produkte dieser Art, die von weiteren Firmen produziert wurden - mit Ausnahme der AEG Modelle, denn AEG hat die Firma „Sanitas“ und somit auch den Markennamen übernommen – kamen unter dem Namen „Harrtrockner“ auf den Markt.

(vgl. http://www.houck.de/zeit/erfind1.htm#7)

Handgriff

Um genügend Schutz und Abstand vor dem heißen Draht, dem Gebläse und dem Motor zu haben, hat jeder Haartrockner einen Handgriff zum Anfassen.

Im Handgriff integriert sind die Schalter, mit denen man den Haartrockner bedient.

Schalter

An-/ Aus- Schalter

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Schalter, der die Gebläsestärke reguliert

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der An-/ Aus – Schalter ist in den meisten Modellen derselbe Schalter, mit dem die Stufen des Gebläses verstellt werden können. Wird der Schalter eingeschaltet, schließt sich der Stromkreis des Haartrockners und der Motor läuft.

Einige Modelle haben zusätzlich noch einen Warm-/ Kalt-Schalter, d.h. die Haare können anstelle von warmer Luft auch mit kalter getrocknet werden.

Gehäuse

Das Gehäuse eines Haartrockners schützt den Benutzer vor Gefahren wie z. B. einem elektrischen Schlag und verhindert, dass die Funktion durch Fremdkörper beeinträchtigt wird.

Es wird meist aus Chrom, Aluminium oder Kunststoff angefertigt.

€ Gebläse (Ventilator)

Das Gebläse besteht aus mehreren leicht gewölbten Flügelrädern, die die ankommende Luft in Bewegung setzten. Durch die Rotation der Flügelräder werden die Luftteilchen aus der Umgebung auf der hinteren Seite des Gebläses angesaugt. Die beschleunigten Luftteilchen werden dann auf der vorderen Seite des Gebläses

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

abgegeben und kommen als warmer (oder kalter) Luftstrom vorne aus dem Haartrockner wieder heraus.

(vgl. Ch. Glauser, 2001, S. 13)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

€ Elektromotor

Anker

Der Elektromotor ist die Antriebsweise, die am meisten verwendet wird. Man findet ihn in vielen Haushaltsgeräten wie z.B. der Waschmaschine, dem Staubsauger, dem Haar- trockner aber auch in Computern.

Er wird mit Strom betrieben und funktioniert nach dem Elektrodynamischen [7] Prinzip.

Dieses besagt, dass ein stromdurchflossener Leiter von einem Magnetfeld umgeben ist, welches seinerseits mit einem weiteren in Wechselwirkung steht. Diese Wechselwirkung führt zu einer Drehbewegung der Magnetspule, dem so genannten Anker.

Die Magnetspule ist an Gleichstrom angeschlossen und baut dadurch ein Magnetfeld auf, welches den Anker einschließt. Wie schon erwähnt, dreht sich die Magnetspule auf Grund der Wechselwirkung des Magneten der Spule und dem Magneten, die auf dem Prinzip der Anziehung und Abstoßung beruht. Liegen die entgegen gesetzten Pole beieinander, bleibt die Spule stehen und somit auch der Motor. Damit das nicht geschieht und der Motor immer in Bewegung bleibt, sorgt ein Kommutator [8] dafür, dass sich die Stromrichtung nach jeder halben Drehung ändert.

Das erreicht er dadurch, dass er die Positionen der Pole der Magnetspule nach jeder halben Drehung ändert, sie also umpolt. Deshalb nennt man einen Kommutator auch Polwender. (vgl. „Technik von A – Z“, 2000/2004, S.42; http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromotor)

€ Heizspirale/ Heizdraht

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.1

Die Heizspirale befindet sich im vorderen Teil des Haartrockners entweder direkt vor dem Motor oder um den Motor herum wie in Abb.1. Sie besteht aus einem Material, welches auch unter großer Hitze und häufiger Erwärmung nicht porös wird und bricht.

Der Heizdraht ist zu einer Spirale gedreht, so dass sie sich nicht berühren und schneller erhitzen. Durch die Spirale wird die Oberfläche des Drahtes vergrößert, man hat also mehr Heizfläche. Das, und die gegenseitige Erwärmung der „Wendungen“ führt dazu, dass die Spirale sich stärker erwärmt.

(vgl. „Physikalische Themen im Sachunterricht – Elektrizität“, WS2005/ 06)

Fließt Strom durch einen Leiter, entstehen verschiedene Wirkungen. So kann z.B. eine chemische Reaktion hervorgerufen, eine magnetische - oder Leuchtwirkung entstehen, eine Bewegung oder Wärme erzeugt werden. Die Wärmewirkung macht man sich z.B. zu Nutze, um das Wasser in einem Wasserkocher zu erhitzen, eine Kochplatte zu erhitzen, Brot in einem Toaster zu rösten oder warme Luft zu erzeugen, um sich damit die Haare trocknen zu können.

(vgl. „Das große Mammut-Buch der Technik“, S.150)

Doch was geschieht in dem Haartrockner sobald er an eine Stromquelle angeschlossen wird?

Sobald der Haartrockner eingeschaltet wird, wird der Elektromotor, der wiederum das Gebläse antreibt, in Betrieb gesetzt.

Durch Betätigung des Schalters wird der Stromkreis geschlossen. Der Heizdraht setzt dem Stromfluss einen Widerstand entgegen, der so groß ist, dass sich dadurch der Draht, der sich direkt vor dem Gebläse befindet, erhitzt.

(vgl. „Technik im Alltag“, S.16)

Durch das Gebläse wird kalte Luft aus der Umgebung in den Haartrockner hineingezogen, über den nachfolgenden Heizdraht geführt, wodurch diese erwärmt wird, und vorne aus dem Haartrockner wieder herausgeblasen. Dieser Luftstrom wird dann genutzt, um sich schnell und unkompliziert die nassen Haare trocknen zu können.

Das Gebläse kann über den schon erwähnten Stufenschalter, der im Handgriff eingebaut ist, individuell reguliert werden. Je höher die Stufe eingestellt wird, desto stärker und wärmer ist der Luftstrom, der herausgeblasen wird.

(vgl. „Technik bei uns zu Hause“, 2003; „Das große Mammut-Buch der Technik“, S.150)

[...]


[1] Franz. Pädagoge (*1896, † 1966); Begründer des reform-pädagogischen Konzeptes Anfang des 20.Jhdt. (vgl. „Das neues Bertelsmann Lexikon“, 2002)

[2] Interaktivität: ermöglicht dem Benutzer einer Software selbst gesteuertes Lernen/ Arbeiten. (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Interaktivit%C3%A4t)

[3] Bildungssoftware, die dazu dient bereits gelernte Inhalte zu festigen. Z. B. Lückenfüller, Vokabeltrainer oder Rechenaufgaben. (vgl. P. Baumgartner/S. Payr, 1999, S.154)

[4] Vielzahl von Studien, die die Ergebnisse aus 30 bis 50 Untersuchungen vergleichen und versuchen daraus einen Durchschnittswert zu ermitteln. (vgl. J. Retschitzki/J.-L. Gurtner, 1997, S.141)

[5] Multimedia: Kombination von mehreren Medien wie Tondokumenten, Bildern sowie Videofilmen. (vgl. Microsoft Encarta Enzyklopädie 2004)

[6] „Methode, Informationen zu präsentieren, bei der Texte zu einem komplexen Netz aus Querverweisen miteinander verbunden sind. Hypertext ermöglicht dem Anwender, sich zusammenhängende Themengebiete in einer selbst gewählten Reihenfolge anzuschauen, ohne eine vorgegebene Anordnung der Themen berücksichtigen zu müssen.“ (Microsoft Encarta Enzyklopädie 2004)

[7] strong>Elektrodynamik</strong>: em>„nach A. Ampère die Lehre von den Kräften, die ein stromdurchflossener Leiter auf</em> einen anderen Leiter oder einen Magneten ausübt“; heute auch: „Lehre von zeitlich veränderlichen elektrischen und magnet. Feldern“ (Das neue Bertelsmann Lexikon, 2001)

[8] Aus dem Lat. „commutare“ : verändern, umwandeln (vgl. Bertelsmann Fremdwörter-Lexikon, 1974)

Ende der Leseprobe aus 96 Seiten

Details

Titel
Wie funktioniert das? – Entwicklung einer Lernsoftware zu ausgewählten technischen Objekten
Hochschule
Universität Kassel
Note
2.0
Autor
Jahr
2006
Seiten
96
Katalognummer
V113662
ISBN (eBook)
9783640150076
Dateigröße
9300 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Entwicklung, Lernsoftware, Objekten
Arbeit zitieren
Inga Krebs (Autor), 2006, Wie funktioniert das? – Entwicklung einer Lernsoftware zu ausgewählten technischen Objekten , München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/113662

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