Der Einsatz des interaktiven Whiteboards im Fach Mathematik in der Grundsschule

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Theoretische Einordnung
2.1 Medien
2.2 Unterrichtsmedien, die im interaktiven Whiteboard vereint sind
2.2.1 Die Tafel und Tafelvariationen
2.2.2 Tafelzubehör
2.2.3 Tageslichtprojektoren
2.2.4 Computer
2.2.5 Beamer
2.2.6 Schulfernsehen

3. Interaktive Whiteboards
3.1 Funktionsweisen der verschiedenen interaktiven Whiteboards
3.1.1 Analog resistive interaktive Whiteboards
3.1.2 Elektromagnetische interaktive Whiteboards
3.1.3 Trigonometrische interaktiven Whiteboards
3.1.4 Kapazitive interaktive Whiteboards
3.2 Zubehör und Bauweisen interaktiver Whiteboards
3.3 Kompetenzbeschreibung im Umgang mit interaktiven Whiteboards
3.4 Forschungen zu interaktiven Whiteboards
3.5 Fortbildung zu interaktiven Whiteboards
3.6 Vor- und Nachteile interaktiver Whiteboards

4.1 Untersuchungsvorgehen
4.2 Konzeption des Fragebogens
4.3 Kritik und Grenzen der Untersuchung

5. Forschungsraum

6. Ergebnisse der Studie

6.1 Ergebnisse der Untersuchung

7. Zusammenfassung

8. Kritik und Ausblick

9. Literaturverzeichnis

10. Anhang .
10.1 Anschreiben für die Schulleitung
10.2 Anschreiben für die Lehrerinnen und Lehrer
10.3 Rohdaten der 1. Frage
10.4 Rohdaten der 2. Frage
10.5 Rohdaten der 3. Frage
10.6 Rohdaten der 4. Frage
10.7 Rohdaten der 5. Frage
10.8 Rohdaten der 6. Frage
10.9 Rohdaten der 7. Frage
10.10 Rohdaten der 8. Frage
10.11 Rohdaten der 9. Frage
10.12 Rohdaten der 10. Frage
10.13 Verbindungsdaten zwischen Alter und Teilen der 7. Frage

1. Einleitung

„Mit dem Zeigefinger kritzelt Jens Haase das Wort »Schule« an die riesige Computertafel vorne im Klassenzimmer. Ein Fingertippen verwandelt den Schriftzug in Druckschrift. Blitzschnell kopiert er einen Wikipedia-Text über das menschliche Ohr aus dem Internet-Browser, färbt darin einzelne Wörter weiß und macht sie so, für ein kleines Ratespiel, unsichtbar. Dann malt er eine grüne Kreisfläche, »meine Lösungslupe«, schiebt sie unter eines der unsichtbaren Wörter, und da steht es wieder, weiß auf grün. Handgemalte Kreise und Rechtecke werden von der Tafel-Software perfekt zurechtgerückt, Linien können alle Farben und Formen annehmen. »Und wenn ein Kind erst mal nicht schreiben will«, sagt Haase, »dann sieht es vielleicht, dass es hier auch eine Sternenschrift gibt« – er zaubert eine geschwungene Linie aus goldenen Sternen auf den Bildschirm und beendet seine kleine Vorführung mit den triumphierenden Worten: »und dann will es plötzlich doch an die Tafel.«“^[1]

Eine neue Art von Tafel hat vor einigen Jahren ihren Einzug in deutsche Schulen gehalten – das interaktive Whiteboard. In vielen Fällen wird die Tafel auch nach ihrem Hersteller bezeichnet. So nennen Lehrer^[2] ihr interaktives Whiteboard: SMART-Board, Panaboard, Promethean oder einfach nur Whiteboard. Die eben erwähnten Hersteller SMART-Technologies, Conen und Promethean sind die größten Ausstatter in Deutschland.

Deutschland ist im internationalen Vergleich Schlusslicht. In Großbritannien sind etwa 60% aller Klassenräume mit diesen Tafeln ausgestattet. In Deutschland wird nach Schätzungen von unter 5%^[3] oder von 40'000 allgemein bildenden Schulen^[4] geredet, die eine oder mehrere dieser Tafeln in ihren Klassenzimmern haben. Leider sind diese Zahlen von 2009. Der Versuch, aktuelle Zahlen der Ausstattung mit interaktiven Whiteboards an Schulen zu erhalten, scheiterte am deutschen System. Die Bildungsministerien haben keine Übersicht, an welchen Schulen welche Tafeln zum Einsatz kommen und vor allem, wie viele Schulen überhaupt interaktive Tafeln einsetzen. Das liegt daran, dass unsere Schulen durch die zuständigen Träger ausgestattet werden und eine Statistik über bestehende Technik deutschlandweit nicht geführt wird.

Auch hat sich seit der allmählichen Verbreitung interaktiver Whiteboards ein Diskurs über den Sinn des Einsatzes dieser Tafeln und der Ausstattung der Schulen damit entwickelt. Die Befürworter sprechen im Allgemeinen davon, dass Schulen endlich im Computerzeitalter ankommen müssen, um ihre Schüler^[5] gut für die mediale Zukunft rüsten zu können. Interaktive Whiteboards bieten Chancen, Unterricht anders zu gestalten und Schüler durch den Computercharakter zu interessieren. „Schule wird von Schülern nicht selten als bestenfalls langweilig erlebt. Verglichen mit der Zeit, die nachmittags an Konsolen, Computern und Bildschirmen verbracht wird, ist der Unterricht am Vormittag langweilig.“^[6] Gegner sprechen von einer zu starken Medialisierung der Schule, von den unglaublichen Kosten aber auch von der zusätzlichen Belastung der Lehrer. Während der Beschäftigung mit diesem Thema musste ich feststellen, dass Schulen oft nur ein interaktives Whiteboard besitzen, das häufig im Keller oder im Computerkabinett aufgestellt ist und kaum benutzt wird. Es hat sich gezeigt, dass die Möglichkeiten dieser interaktiven Tafeln nur in wenigen Fällen erkannt und genutzt werden. In vielen Fällen werden sie wie herkömmliche Tafeln nur zum Beschreiben genutzt.

Weiterhin stellte sich heraus, dass es nur wenige und dazu lückenhafte Untersuchungen zum Einsatz interaktiver Whiteboards an deutschen Schulen gibt. Die vorliegende Arbeit soll dazu beitragen, den Einsatz interaktiver Whiteboards im Mathematikunterricht an Grundschulen zu untersuchen. Aufgrund des eingeschränkten Rahmens dieser Untersuchung wurde das Untersuchungsgebiet auf Sachsen beschränkt. Zusätzlich wurde der befragte Personenkreis auf Mathematiklehrer an Grundschulen, denen interaktive Whiteboards zu Verfügung stehen, begrenzt.

Bei der Beschäftigung mit dem Thema ergaben sich folgende Untersuchungshypothesen:

H1: In Schulen, in denen nicht alle Klassenräume mit einem interaktiven Whiteboard ausgestattet sind, können sich die Lehrer nicht ausreichend mit dem Gerät vertraut machen und als neues Medium einsetzen.

H2: Die Lehrer werden nicht ausreichend für den Einsatz interaktiver Tafeln geschult.

H3: Die Möglichkeiten interaktiver Tafeln werden kaum ausgeschöpft.

H4: Die Nutzung interaktiver Whiteboards ist altersabhängig, wobei ältere Lehrer das interaktive Whiteboard vorrangig als herkömmliche Tafel nutzen und das Arbeiten mit interaktiven Whiteboards als Belastung ansehen.

Zur Ermittlung der Daten wurden zunächst Grundschulen in Sachsen gesucht, die eine oder mehrere interaktive Tafeln in ihren Klassenzimmern haben. Danach wurden die Schulen kontaktiert und das Anliegen der Befragung vorgetragen. War die Schulleitung mit der Befragung einverstanden, wurden an die Schule eine ausreichende Anzahl von Fragebögen und ein frankierter Rückumschlag gesendet.

2.Theoretische Einordnung

2.1 Medien

„Unter Medien werden in einem weiten Sinne alle Vermittlungsformen von Welt verstanden, wie etwa die Sprache, in einem engeren und gebräuchlicheren Sinne alle technisch produzierten – wie etwa das Buch – oder mit Hilfe von Technik ermöglichten Formen der Kommunikation – wie etwa das Fernsehen oder das Internet.“^[7]

Der Begriff Medien ist in der Literatur oft doppeldeutig und die Bedeutung umfasst vielfältige Facetten. Medien können zum einen Informationen übermitteln, zum anderen stehen sie synonym für die Information selber. In dieser Arbeit soll es um Medien als Mittler gehen. Dabei handelt es sich um Unterrichtsmedien, die zur Veranschaulichung von Informationen verwendet werden, wie beispielsweise Tageslichtprojektoren, Beamer, Tafeln etc. Dieser Arbeit liegt folgende Definition von Unterrichtsmedien zu Grunde:

„Als Unterrichtsmedien bezeichnen wir alle Mittel, die im Unterricht zur Auseinandersetzung mit Lerninhalten verwendbar sind und bei den Schülern auf eine Vermehrung der Fähigkeiten und/ oder Fertigkeiten ausgerichtet sind.“^[8]

Die Unterrichtsmedien, die in der Schule zur Anwendung kommen, haben zwei Aufgaben. Sie sollen einerseits den Lehrer unterstützen und entlasten, andererseits sollen sie es Schülern ermöglichen, die dargebotenen Informationen leichter aufzunehmen und nachzuvollziehen. Sie stehen somit in der Mittlerrolle zwischen Lernziel und Lernenden. Unterrichtsmedien sind pädagogisch gesehen umso wertvoller, je stärker sie Schüler aktivieren, je besser sie Schüler anregen selbsttätig zu werden und je mehr grundlegende Züge sozialen Lernens sie aufweisen. Jeglicher Einsatz von Unterrichtsmedien muss dazu beitragen, das Lernverhalten der Schüler positiv zu beeinflussen. Nach Piaget befinden sich Grundschüler entwicklungsgemäß im Stadium der konkreten Operation. Es erscheint daher wichtig, dass wirklichkeitsnahe und erlebnisbezogene Repräsentationsformen geboten werden. Schnitzer beschreibt, dass vor allem der Sachunterricht eine erhöhte mediale Bedeutung hat. Dies kann auch dem Mathematikunterricht zugesprochen werden.^[9]

Schnitzer hat einen Anforderungskatalog für Medien aufgestellt:

- „Unterrichtsmedien müssen dem jeweiligen Intelligenz- und Leistungsstand der Schüler weitgehend entsprechen, d.h. sie müssen altersgemäßen Entwicklungssymptomen – beispielsweise hinsichtlich besonderer Motivation, Gefühlsbereitschaft, Sozialverhalten – einigermaßen angepasst sein.

- Sie müssen ökonomisches und effektives Lernen erleichtern, indem sie die zugeordneten Lerninhalte besser verständlich und leichter durchschaubar und erfaßbar werden lassen.
- Sie müssen grundschulorientierte Lernformen, etwa imitierendes, spielerisches oder selbständig-entdeckendes Lernen ermöglichen.
- Sie müssen als zusätzliche Motivation die Lernbereitschaft und das Lernvermögen der Schüler steigern.
- Sie müssen zur Objektivierung von Lerninhalten, Lehrverfahren und Lernprozessen dienlich sein.
- Sie müssen zum Abbau von Bilddefiziten durch Informations- und Kenntnisangleichung beitragen.
- Sie müssen in der methodischen Verfügbarkeit variable Züge aufweisen.
- Sie müssen Anregungen zu schülerorientierter Kreativität im Denken und Handeln durch Vorproduzierung möglicher Antworten bieten.“^[10]

Unterrichtsmedien lassen sich in personale und apersonale Medien untergliedern. Im Folgenden findet sich eine Abbildung zu Unterrichtsmedien, die von Schnitzer entwickelt und von mir erweitert wurde. Die Originalabbildung findet sich in: Schnitzer, Albert (Hrsg.): Fachbezogener Medieneinsatz im Unterricht I. Ein Handbuch für die Praxis in der Grundschule. Ansbach: Michael Prögel Verlag 1981. S. 14. Diese Abbildung ist nicht absolut vollständig und kann zu jeder Zeit erweitert werden, da sich die einsetzbaren Unterrichtmedien verändern.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 ^[11]

Unterrichtsmedien sind nicht nur eine Voraussetzung für den Unterricht, sie stellen auch eine Zielsetzung dar. Dies beschreibt Petersen in seinen drei Funktionsbereichen Kommunikation, Präsentation und Repräsentation zusätzlich der Aufmerksamkeit, Motivation und Steuerung.^[12]

Im Bereich der Kommunikation geht es darum, die Verständigung zwischen Schülern und dem Lehrer im Unterricht zu erleichtern. Das Unterrichtsmedium ist hier primär die Sprache, welche die Funktion der Verständigung und Eindeutigkeit in sich trägt. „Unterrichtsmedien müssen für die jeweilige unterrichtliche Situation zur Klärung des Lerninhaltes auf eindeutige Weise beitragen.“^[13] Der Umgang mit der Muttersprache ist Zielsetzung für den Einsatz aller Unterrichtsmedien und somit Angelegenheit aller Unterrichtsfächer.^[14]

Im Bereich der Präsentation und Repräsentation macht die Auseinandersetzung des Schülers mit der Wirklichkeit den gezielten Einsatz von Unterrichtsmedien nötig. Im schulischen Bereich sind vor allem direkte Erfahrungen besonders motivierend und lernintensivierend für Schüler. Der Lehrer muss vor dem Einsatz eines Unterrichtsmediums bedenken, wie sich das Abstraktionsniveau des Mediums darstellt und es kritisch mit dem Entwicklungsstand seiner Schüler in Beziehung setzen. Sollten sich bei diesen Vorüberlegungen schon Diskrepanzen andeuten, so ist von der Nutzung des Unterrichtsmediums abzuraten. Stellt sich erst während des Unterrichtsverlaufes heraus, dass sich das gewählte Unterrichtsmedium als ungünstig für den Lernprozess erweist, kann mit einem ergänzenden Unterrichtsmedium der erforderliche Ausgleich erreicht werden.^[15] „Dies kann beispielsweise bedeuten,

- den Ablauf einer Fernseh- oder Schulfunksendung durch eine Tafelzeichnung lernwirksam zu unterstützen,
- den sachlichen Gehalt eines Filmausschnitts durch den Einsatz eines zusätzlichen Arbeitsblattes zu vertiefen,
- die Arbeit mit dem Sprach- oder Mathematikbuch durch erklärende Hinweise mittels eines Arbeitstransparentes zu erleichtern,
- die Verständlichkeit eines literarischen Textes durch ein Tonbanddokument zu erhöhen [
- beim Fehlen bestimmter Informationen Sachbücher oder zur schnelleren Suche das Internet oder den Computer zur Hilfe zu nehmen] u.v.a.“^[16]

Der Bereich Aufmerksamkeit, Motivation und Steuerung erfordert medienrelevante Vorüberlegungen.^[17] Der Lehrer muss überprüfen, ob das eingesetzte Unterrichtsmedium für die geplante Unterrichtssequenz dienlich ist. Fesselt das Unterrichtsmedium die Aufmerksamkeit der Schüler so, dass diese sich intensiv mit dem Unterrichtsgegenstand auseinandersetzten oder führt es zur Ablenkung? Kann es Schüler motivieren, sich dem Lerngegenstand zuzuwenden, oder kommt es durch das gewählte Unterrichtsmedium zu einer Demotivation? Wie hoch ist der Steuerungsgrad?

Schnitzer fasst die drei Bereiche in einer Übersicht zusammen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 ^[18]

2.2 Unterrichtsmedien, die im interaktiven Whiteboard vereint sind

Im Folgenden werden nun die Unterrichtsmedien für den Mathematikunterricht kurz vorgestellt, welche in interaktiven Whiteboards integriert sind. Diese sind Tafel, Tafelutensilien (Lineal, Zeichendreieck, Zirkel, Veranschauungsmaterial), Tageslichtprojektor, Computer, Beamer und Schulfernsehen. Da es bei dieser Untersuchung um den Einsatz interaktiver Whiteboards im Mathematikunterricht geht, werden nur Medien, die vor allem im Mathematikunterricht zur Anwendung kommen, näher beleuchtet. Natürlich stellt das interaktive Whiteboard eine Verbindung weiterer Medien wie Hörfunk, Video, Diaprojektion usw. dar.

2.2.1 Die Tafel und Tafelvariationen

2.2.1.1 Kreidetafeln

Erste Steintafeln finden sich schon ungefähr 18000 v. Chr. in Höhlen in Lascaux. Etwa 3000 v. Chr. wurden erste Bildzeichen in feuchte Tontafeln geritzt oder es wurde auf Schiefer geschrieben. Schon die Ägypter haben Hieroglyphen auf Steintafeln und Papyrusgeflecht aufgebracht. Das ugaritische Alphabet (eine Keilschrift) ist auf getrockneten Tontafeln überliefert (ca. 1300 v. Chr.). Im Mittelalter wurden Wachstafeln und Griffel verwendet. Die Kreidetafel ist zum schulischen Begleiter des Lernens geworden und ist ein Unterrichtsmedium, das vor allem durch Lehrer, aber auch durch Schüler genutzt wird. Jedoch scheint die Zeit der Kreidetafeln langsam zu enden. Whiteboard, Flipchart, Pinnwand und nun das interaktive Whiteboard sind Nachfolger der Kreidetafel.^[19]

Die Standardtafel, die noch heute zur Grundausstattung eines Klassenzimmers gehört, hat eine Mittelfläche von 200 cm x 120 cm und zwei ausklappbare Flügel mit den Maßen 100 cm x 120 cm. In der Regel ist eine solche Tafel fest an der Wand montiert und ist leicht höhenverstellbar, was durch ein Ausgleichsgewicht erreicht wird. Die Flächen sind dunkelgrün verschiefert, kunststoffbeschichtet oder dunkelgrün stahlemailliert. Vor allem Tafeln in der Grundschule haben auf den Außenflächen der Flügel vorgedruckte Kästchen oder Lineaturen. Am unteren Rand der Schreibfläche befindet sich eine Aluminiumschiene mit einer Ablagemöglichkeit für Kreide und Schwamm. Die typische Schulkreide ist 10 cm lang- rund oder quadratisch im Querschnitt. Moderne Kreiden quietschen wenig und sind staubarm. Für Kreiden gibt es viele Farben, die kräftiger wirken, wenn die Tafel angefeuchtet ist. Zum Säubern der Tafel werden in der Regel Schwamm oder Lappen verwendet. Mit Hilfe eines Fensterabziehers lassen sich Kreidetafeln schneller zum erneuten Beschreiben bereit machen.^[20]

Tafelvarianten:

1) Wandklappschiebetafel

Die Wandklappschiebetafel ist an der Wand befestigt (Federzug), hat in der Regel zwei Flügel und kann nach oben und nach unten verschoben werden.^[21]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 ^[22]

2) Klappschiebetafel

Die Klappschiebetafel ist wie die Wandklappschiebetafel aufgebaut. Sie steht frei im Raum oder befindet sich auf einem fahrbaren Gestell.^[23]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4 ^[24] Abbildung 5 ^[25]

3) Gestelldrehtafel

Die Gestelldrehtafel besteht aus einer Tafelfläche ohne Flügel. Die Tafelfläche ist drehbar und auf einem fahrbaren Gestell befestigt.^[26]

Abbildung 6 ^[27]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

4) Pylonen-Klappschiebetafel

Die Pylonen-Klappschiebetafel ist fest an der Wand montiert. Dabei ist die Tafel an zwei an der Wand befestigten Pylonen aufgehängt und lässt sich nach oben und nach unten schieben.^[28]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7 ^[29]

5) Pylonendoppeltafel

Die Pylonendoppeltafel ist an der Wand befestigt. In den Pylonen sind zwei Tafeln hintereinander und mit oder ohne einem Seilzug aneinander befestigt. Wenn sie ohne Seilzug aneinander befestigt sind, können die Tafelflächen einzeln verschoben werden. Sind sie verbunden, fährt die hintere Tafel nach unten, wenn die vordere nach oben geschoben wird.^[30]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8 ^[31]

Kreidetafeln besitzen folgende Vorteile:

- Sie sind einfach und ohne große Vorbereitung zu handhaben.
- Sie erlauben es dem Lehrer, neue Wörter, unbekannte Namen und Gehörtes oder Gemeintes für Schüler zu visualisieren.
- Die Schüler können den Entstehungsprozess einer Erklärung miterleben und nachvollziehen, wie nützlich und befriedigend Klarheit, Verständlichkeit, Unterscheidung und Gegensatz sein können.
- Kreidetafeln sind frei in der Verwendung und nebenläufig benutzbar. Beim Anschreiben kann gesprochen oder geschwiegen werden. Fehler können unter Mitwirkung der Schüler ohne Probleme und schnell behoben werden.
- Ihre Anschaffung ist zunächst kostenintensiv, jedoch bedarf sie kaum einer Wartung. Zudem ist Kreide preiswert und es wird kaum Müll produziert.
- Sie ist ein Dauermedium: Geschriebenes bleibt länger stehen, dadurch wird der Rote Faden bis zum Ende erhalten.
- Tafelbilder entstehen unmittelbar und parallel zum Lernprozess vor den Augen der Schüler.
- Sie sind einfach zu nutzen, da sie weder Strom noch Software o. ä. bedürfen.^[32]
Die Kreidetafeln besitzen folgende Nachteile:
- Durch den Umgang mit Kreide entsteht Staub (Problematisch für Allergiker).
- Sie besitzen nur eine eingeschränkte Mobilität.
- Sie ermöglichen keinen Zugang zu neuen Medien.
- Tafelbilder können für die Weiterarbeit nicht konserviert werden.

2.2.1.2 Magnettafeln

Magnettafeln haben einen Haftgrund für bewegliche Magnete. Sie sind entweder vollmagnetisch oder enthalten einen eisenhaltigen Kern, an dem bewegliche Magnete haften können. Auf diese Weise lassen sich Papiere oder Applikationen zu Veranschauungszwecken befestigen. In der Regel sind heutige Tafeln (Kreidetafeln, Whiteboards) magnetisch.

2.2.1.3 Whiteboards

Whiteboards sind kreidefreie Tafeln. Sie haben eine weiße Oberfläche die mit Kunstharz oder Emaille beschichtet ist. Sie werden mit trocken abwischbaren Stiften beschrieben. Das kann zu Problemen führen, wenn statt mit den dafür vorgesehenen Stiften irrtümlich mit Filzstiften geschrieben wird. In einem solchen Fall ist ein Spezialreinigungsmittel nötig, um das Whiteboard zu reinigen, in extremen Fällen muss das Whiteboard mit Reparaturfolie neu beschichtet werden. Das Reinigungsgerät für Whiteboards ist ein spezieller Reinigungsschwamm, bei dem ein Reinigungstuch eingespannt ist.^[33] In der Regel finden sich an Grundschulen nur selten Whiteboards und wenn, dann nicht als fest montierte Tafeln sondern als Gestelldrehtafeln.

2.2.1.4 Kletten-, Tuchtafeln

Kletten- oder Tuchtafeln sind mit Filz, Flanell, Moltan oder Tuch bespannt. Sie sind nicht beschreibbar. Um Papiere oder Applikationen zu befestigen, werden Klettverschlüsse benötigt. Klettverschlüsse bestehen aus Nylon- oder Perlonfasern, die zu kleinen Schlingen geformt sind. Diese benötigen eine wie oben beschriebene Haftfläche.

2.2.2 Tafelzubehör

Im Mathematikunterricht werden, neben Kreide und Schwamm, an der Tafel Lineal, Geodreieck und Zirkel eingesetzt. Das Tafellineal hat eine Länge von einem Meter und ist sowohl in Zentimeterschritte als auch in Dezimeterschritte unterteilt. Es stellt eine Vergrößerung des Schülerlineals dar und hat daher eine gleich lautende Beschriftung. Für ein besseres Umgehen mit dem Lineal ist dies mit einem Griff in der Mitte und Gummifüßen auf der Rückseite versehen. Diese verleihen dem Lineal einen besseren Halt auf der Tafel. Das Lineal besteht aus Kunststoff oder Holz. Der Lehrer muss den Umgang mit einem Tafellineal auf Grund dessen Größe üben und beherrschen, bevor er damit vor Schülern arbeitet.

Das Geodreieck ist wie das Lineal eine vergrößerte Version des Schülergeodreiecks. Genauso wie das Lineal kann das Geodreieck aus Kunststoff oder Holz bestehen, es hat einen Griff und Gummifüße auf der Rückseite. Im Umgang mit dem Geodreieck gilt dasselbe wie für das Tafellineal.

Auch der Tafelzirkel ist größer und besteht aus Holz, Metall oder Kunststoff. Der Tafelzirkel hat an einem Schenkel meist einen dreibeinigen Fuß mit Gummisaugnäpfen. Dieser Fuß ist beweglich und hat in der Mitte eine kurze, nicht ganz bis zur Tafel reichende Spitze. Am anderen Schenkel befindet sich eine Halterung für Kreide. Im Folgenden ist eine typische Kombinationshalterung für Tafellineal, Tafelgeodreieck, Tafelzirkel und Zeigestock abgebildet.

Tafelzubehör

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9 ^[34]

Verschiedenste Veranschaulichungsmaterialien, die im Mathematikunterricht zur Verwendung kommen, wie z.B. Plättchen, Flächenformen, Zahlenstrahlen u. a., gibt es in unterschiedlichen Ausführungen zu kaufen oder können vom Lehrer selbst hergestellt werden. Sie bestehen aus unterschiedlichen Materialien und werden mit Hilfe von Magneten an der Tafel befestigt.

2.2.3 Tageslichtprojektoren

Tageslichtprojektoren werfen auch bei Tageslicht ein gut sichtbares Bild auf eine Präsentationsfläche. Für diese Geräte gibt es eine unglaubliche Namensvielfalt. Sie werden Arbeitsprojektor, Overheadprojektor, Hellraumschreiber, Auflicht- oder Durchlichtprojektor, Polylux usw. genannt. Hier jedoch soll der Begriff Tageslichtprojektor zugrunde liegen, da dieser in meinen Augen die Geräte am besten beschreibt. Tageslichtprojektoren sind ein typisches Unterrichtsmedium im Grundschulunterricht. Über Folien werden Bilder, Schriften, Zeichnungen, Arbeitsblätter und vieles mehr auf eine Präsentationsfläche geworfen. Dabei ist es möglich, dass Schüler und Lehrer gemeinsam ein Arbeitsblatt ausfüllen oder dass Schüler die Lösung anhand einer Folie kontrollieren. Legematerial kann aus transparenten oder nicht transparenten Materialien bestehen. Mit ihnen können Muster und Figuren gelegt und für alle sichtbar gemacht werden. Weiter können Modelle aufgelegt werden, die Schülern Aufbau oder Funktionsweise realer Objekte verdeutlichen.^[35]

Es existieren zwei Arten von Tageslichtprojektoren: Der Durchlicht- und der Auflichtprojektor. Am häufigsten kommen Durchlichtprojektoren zum Einsatz. In großen Räumen werden spezielle Großraumprojektoren mit Weitwinkellinsen genutzt. Die Lichtquelle eines Durchlichtprojektors befindet sich unter der Arbeitsplatte aus Glas. Auf diese Weise werden aufgelegte Folien, transparente Applikationen und Modelle von unten durchleuchtet. Von nicht transparenten Objekten wird ein Schattenbild projiziert. Es gibt zahlreiche Gerätevarianten und Zusatzausstattungen. Die Geräte unterscheiden sich in Ausstattung, Preis, Gewicht und Design. Reiseprojektoren sind leicht und lassen sich platzsparend zusammenklappen. Gute Durchlichtprojektoren zeichnen sich durch ein leise laufendes Kühlgebläse für die Lichtquelle, eine gute Lichtstärke und Optik aus. Sie gewährleisten ein gleichmäßiges Ausleuchten der Bildfläche und der aufliegenden Bilder und Objekte. In der Regel haben diese Geräte eine Sparschaltung und eine integrierte Ersatzlampe. Die Geräte verfügen meist auch über eine Sicherungsabschaltung, wenn das Gerät zu warm wird, um die Lampe zu schonen. Die Lampen lassen sich ohne weitere Probleme durch Öffnen des Gerätes austauschen. Zur Säuberung der Linse wird ein fusselfreies Tuch verwendet. Der Spiegel kann mit einem Haarpinsel, die Glasplatte mit Glasreiniger und die Fresnell-Linse, die aus Plastik besteht, mit Kunststoff-Reiniger gesäubert werden.^[36]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10 ^[37]

Bei Auflichtprojektoren sitzt die Projektorlampe im Oberkopf des Tageslichtprojektors. Die Folien werden von oben beleuchtet und die Spiegelplatte reflektiert das auftreffende Licht zurück zum Objektiv und zum Umstellspiegel im Objektivkopf. Diese Geräte eignen sich am besten als Reiseprojektoren, da sie sehr kompakt sind und in einen Tragekoffer passen. Sie sind sehr flach, klappbar und leicht.^[38]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11 ^[39]

Das Zubehör für Tageslichtprojektoren besteht aus transparenten Folien und Folienstiften. Die Folien können aus PVC, Acetat, Polyester oder Polypropylen bestehen. Sie sind sehr dünn und halten hohen Temperaturen stand. Bei einer so genannten Endlosfolie handelt es sich um eine aufgerollte Folie, die ca. 0,03 mm stark ist. Einzelblattfolien sind zwischen 0,08 und 0,12 mm stark und können über einen längeren Zeitraum mehrfach verwendet werden. Zusätzlich gibt es noch Folien mit Millimeterpapier-, Kästchen- und Lineaturaufdruck.^[40]

Zum Beschreiben der Folien eignen sich Fett-, Wachs- und Filzstifte. Folienstifte sind sehr farbkräftig, was die Lesbarkeit der Projektion verbessert. Diese Stifte können wasserlöslich oder permanent sein. Sie trocknen relativ schnell aus, so dass mehr Müll anfällt. Mit einem wasserlöslichen Stift beschriebene Folien lassen sich feucht abwischen. Bei permanenten Stiften wird zum Löschen der Beschriftung Alkohol oder ein spezieller Radierer benötigt. Zur Herstellung von Anschauungsfolien können Drucker und Kopierer verwendet werden, wofür spezielle Folien erforderlich sind. Folien und Stifte sind nicht umweltfreundlich.^[41]

Tageslichtprojektoren besitzen folgende Vorteile:
- Sie sind einfach in der Bedienung.
- Sie lassen sich in jedem Raum aufbauen.
- Auflichtprojektoren lassen sich leicht transportieren.
- Mit Endlosfolien können Unterricht oder Vortrag ohne ständigen Folienwechsel von statten gehen.
- Die Anschaffungskosten sind relativ gering.
- Folieninhalte sind mehrfach verwendbar.
Übereinstimmende Vorteile Tageslichtprojektoren / Kreidetafeln:
- Sie erlauben es dem Lehrer, neue Wörter, unbekannte Namen und Gehörtes oder Gemeintes für Schüler zu visualisieren.
- Die Schüler können den Entstehungsprozess einer Erklärung miterleben und nachvollziehen wie nützlich und befriedigend Klarheit, Verständlichkeit, Unterscheidung und Gegensatz sein können.
- Tageslichtprojektoren und Kreidetafeln sind frei in der Verwendung und nebenläufig benutzbar. Beim Anschreiben kann gesprochen oder geschwiegen werden.
- Tafelbilder entstehen unmittelbar und parallel zum Lernprozess vor den Augen der Schüler.

Tageslichtprojektoren besitzen folgende Nachteile:
- Folien und Stifte sind nicht umweltfreundlich (zusätzlicher Müll).
- Sie fallen bei zu hoher Hitze aus und benötigen Zeit zum Abkühlen.
- Die Lüftung produziert Geräusche.
- Es ist kein Dauermedium, da der Platz auf den Folien relativ gering ist.
- Durchlichtprojektoren lassen sich durch ihren sperrigen Bau schwieriger transportieren.

2.2.4 Computer

Ein Computer oder auch Personalcomputer (PC) ist ein technisches Gerät, das mit Hilfe von Rechenoperationen und programmierten Rechenvorschriften arbeitet. Im Computer befinden sich Prozessor, Arbeitsspeicher, Kühlung, Speicher, Laufwerke, Chipkarten für verschiedene Funktionen und Kabel. Zu einem Computer gehören Eingabetastatur, Maus und Bildschirm. Bei einem Laptop sind diese Komponenten integriert. Zur Ausführung von Programmen, wie beispielsweise Lernprogrammen, ist spezielle Software nötig. Über den Computer kann eine Verbindung zum Internet hergestellt werden. Es wird an dieser Stelle darauf verzichtet, die Funktionsweise eines Computers zu erklären, da dies den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde. Der Computer eignet sich als Mittel zur Wissensaneignung und differenzierten Übung. Bei der Recherche im Internet muss Schülern klar gemacht werden, dass Informationen aus dem Internet kritisch zu betrachten sind und wie mit den Informationen urheberrechtlich umzugehen ist. Weiter wird am Computer der Umgang mit Schreib- und Präsentationssoftware erlernt und geübt. Der Umgang mit Computer und Internet sind in heutiger Zeit unabdingbar für die Teilhabe am gesellschaftlichen Leben, für lebenslanges Lernen und für den beruflichen Erfolg.

Computer besitzen folgende Vorteile:
- Sie erlauben in Verbindung mit dem Internet eine schnelle Informationssuche.
- Schüler können selbstständig und differenziert üben.
- Die Programmvielfalt ist groß.
- Laptops sind mobile Geräte und können somit überall genutzt werden.
- Ist das Internet der Schule mit WLAN (kabelloses Internet) ausgerüstet, kann mit jedem PC das Internet an jeder Stelle der Schule genutzt werden.

Computer besitzen folgende Nachteile:
- Die Schüler benötigen ausreichend Training für den richtigen Einsatz.
- Der Einsatz im Unterricht muss genau geplant sein.
- Die Anschaffung und regelmäßige Wartung der Geräte sind kostenintensiv.
- Fest installierte Computer sind auf eine Nutzung in speziellen Räumen beschränkt.
- Computer sind keine Dauermedien.
- Sie benötigen Strom.
- Die Software ist störanfällig.

Computer: Laptop:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 12 ^[42] Abbildung 13 ^[43]

2.2.5 Beamer

Beamer projizieren Bilder von Ausgabemedien (PC, DVD / VHS - Spieler) an Präsentationsflächen. In der Regel werden Beamer für Präsentationen, zum Beispiel in PowerPoint, genutzt. Es ist allerdings auch möglich, sie zur Wiedergabe von Schulfernsehsendungen und Filmen einzusetzen. Als Präsentationsfläche können helle Wände, Tücher oder spezielle Leinwände (mit Wandbefestigung oder Ständer) dienen. Beamer sind ausschließlich ausgebende Medien. Ihr Nutzen hängt vor allem vom abgespielten oder übertragenen Inhalt ab.

Beamer besitzen folgende Vorteile:
- Sie bieten eine große Präsentationsfläche.
- Beamer sind mobile Geräte und können in jedem Raum eingesetzt werden.
- Sie sind leicht und heute relativ günstig in der Anschaffung.

Beamer besitzen folgende Nachteile:
- Sie müssen mit Verbindungskabeln an einen Computer oder einen DVD/ VHS -Spieler angeschlossen werden.
- Sie benötigen Strom.
- Die derzeitigen Projektionslampen entwickeln viel Wärme und müssen gekühlt werden. Dadurch kommt es zu einer zusätzlichen Lärmbelastung. Moderne LED-Beamer haben einen besseren Wirkungsgrad, produzieren bedeutend weniger Wärme und damit weniger Lärm.
- Die Austauschlampen sind kostenintensiv.
- Die Vorbereitungs- und Nachbereitungszeit für die Nutzung ist relativ lang, da die Geräte zunächst an ein Ausgabemedium angeschlossen werden müssen. Beamer benötigen vor der Nutzung Zeit zum „Hochfahren“ und nach Beendigung der Vorführung zur Abkühlung.
- Bei direkter Sonneneinstrahlung ist eine Abdunkelung erforderlich.

Schematische Darstellung der Beamerfunktion:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 14 ^[44]

[...]

---

^[1] http://www.zeit.de/2011/31/Digitale-Grundschulen/komplettansicht (09.05.12, 16:32 Uhr).

^[2] Der Begriff Lehrer steht im Folgenden stellvertretend für beide Geschlechter.

^[3] Vgl. http://bildungsklick.de/a/66638/interaktive-tafeln-hardware-allein-genuegt-nicht/ (19.05.12, 12:12 Uhr).

^[4] Vgl. http://www.taz.de/1/archiv/?id=archivseite&dig=2009/05/20/a0138 (19.05.12, 12:47 Uhr).

^[5] Der Begriff Schüler steht im Folgenden stellvertretend für beide Geschlechter.

^[6] Spitzer, Manfred: http://www.gestalt-institut-frankfurt.de/fileadmin/gestalt-institut-frankfurt.de/download/Gestalt-Zeitung/2011/Manfred_Spitzer.pdf (10.05.12, 13:06 Uhr).

^[7] Krüger, Heinz-Hermann; Grunert Cathleen (Hrsg.): Wörterbuch Erziehungswissenschaft. 2. Auflage. Opladen & Farmington Hill: Verlag Barbara Budrich 2006. S. 298.

^[8] Schnitzer, Albert (Hrsg.): Fachbezogener Medieneinsatz im Unterricht I. Ein Handbuch für die Praxis in der Grundschule. Ansbach: Michael Prögel Verlag 1981. S. 11.

^[9] Vgl. Schnitzer, Albert (Hrsg.): Fachbezogener Medieneinsatz im Unterricht I. Ein Handbuch für die Praxis in der Grundschule. Ansbach: Michael Prögel Verlag 1981. S. 11 f.

^[10] Ebd. S. 12 f.

^[11] Vgl. Schnitzer, Albert (Hrsg.): Fachbezogener Medieneinsatz im Unterricht I. Ein Handbuch für die Praxis in der Grundschule. Ansbach: Michael Prögel Verlag 1981. S. 14.

^[12] Vgl. Ebd. S. 15-18.

^[13] Ebd. S. 15.

^[14] Vgl. Ebd. S. 15 f.

^[15] Vgl. Schnitzer, Albert (Hrsg.): Fachbezogener Medieneinsatz im Unterricht I. Ein Handbuch für die Praxis in der Grundschule. Ansbach: Michael Prögel Verlag 1981. S. 16 f.

^[16] Ebd. S. 17.

^[17] Vgl. Ebd.

^[18] Schnitzer, Albert (Hrsg.): Fachbezogener Medieneinsatz im Unterricht I. Ein Handbuch für die Praxis in der Grundschule. Ansbach: Michael Prögel Verlag 1981. S. 18.

^[19] Vgl. Langer-Geißler, Traute; Lipp, Ulrich: Pinnwand, Flipchart und Tafel. Mit den Augen lernen 3. 2. Auflage. Weinheim und Basel: Beltz Verlag 1994. S. 9 - 14.

^[20] Vgl. Ebd. S. 9 – 11.

^[21] Vgl. http://www.teachsam.de/arb/praes/praes_8_3_3_2_2_2_1.htm#Wandklappschiebetafel (03.06.12, 13:11 Uhr).

^[22] Ebd.

^[23] Vgl. Ebd.

^[24] Ebd.

^[25] Ebd.

^[26] Vgl. Ebd.

^[27] Ebd.

^[28] Vgl. Ebd.

^[29] Ebd.

^[30] Vgl. Ebd.

^[31] Ebd.

^[32] Vgl. Langer-Geißler, Traute; Lipp, Ulrich: Pinnwand, Flipchart und Tafel. Mit den Augen lernen 3. 2. Auflage. Weinheim und Basel: Beltz Verlag 1994. S. 12.

^[33] Vgl. Ebd. S. 15.

^[34] http://www.betzold.de/geoliner-geraeteplatte-gamma/p_77730_122_12200302/betzold-de (03.06.12, 16:30 Uhr).

^[35] Vgl. Hermann, Will: Overheadprojektor und Folien. 2. Auflage. Weinheim und Basel: Beltz Verlag 1994. S. 8 f.

^[36] Vgl. Ebd. S. 12 f.

^[37] Ebd. S. 12.

^[38] Vgl. Ebd. S. 14.

^[39] Ebd.

^[40] Vgl. Hermann, Will: Overheadprojektor und Folien. 2. Auflage. Weinheim und Basel: Beltz Verlag 1994. S. 22.

^[41] Vgl. S. 23 – 26.

^[42] http://www.asia.ru/images/target/photo/50997989/Computer_Components.jpg (03.06.12, 19:31 Uhr).

^[43] http://a35.idata.over-blog.com/4/58/55/89/toshiba-satellite-m200-e413d-laptop.gif (03.06.12, 19:35 Uhr).

^[44] http://www.geha.de/fileadmin/media/bilder/Service/Present/ww_beamer_projektion_bild_02.jpg%3 FPHPSES SID%3De15da51f57b4559422cf1fcc5304dd5c (11.06.12, 10:54 Uhr).