Wie lange dauert eine Minute? Kindgerechte Experimente mit standardisierten Zeitmessinstrumenten

Inhaltsverzeichnis

1 Lernvoraussetzungen
1.1 Die Klasse allgemein
1.2 Rahmenbedingungen
1.3 Arbeitsvoraussetzungen
1.4 Schülerbeschreibungen mit Zielen für die SchülerInnen

2 Sachanalyse
2.1 Inhalte der Stunde
2.2 Konzeptionelle Überlegungen
2.3 Experimente im Unterricht

3 Didaktische Überlegungen
3.1 Einordnung in den Bildungsplan
3.2 Didaktische Ziele
3.3 Einbettung in den unterrichtlichen Gesamtzusammenhang
3.4 Weiterarbeit
3.5 Bedeutung des Themas für die Klasse
3.6 Mögliche Schwierigkeiten

4 Sprachheilpädagogische Überlegungen
4.1 Sprachheilpädagogische Aspekte
4.2 Sprachheilpädagogische Ziele

5 Methodische Überlegungen
5.1 Begründung der Methoden
5.2 Methodische Ziele

6 Unterrichtsverlauf

7 Anhang
7.1 Minuten-Geschichte
7.2 Laufzettel
7.3 Literaturverzeichnis
7.4 Sitzplan

1 Lernvoraussetzungen

1.1 Die Klasse allgemein

Die Klasse besteht aus 13 Schülerinnen und Schülern. Davon sind fünf Mädchen und acht Jungen. Zwei der Kinder aus Klasse 1 sind nicht mehr in der Klasse. Dafür kamen zwei neue Mädchen in Klasse 2 dazu, L. und T. Die neuen Mädchen sind gut in die Klasse integriert. Sie gehören zu den „Bären“. L. war anfangs sehr still und recht schüchtern und es belastete sie, dass sie die Klasse 2 wiederholen muss. Nun knüpft sie aber Kontakte und lebt auf. Vor allem zu C. hat sich eine Freundschaft entwickelt. T. ist sehr aufgeweckt und scheint sich in der Klasse wohl zu fühlen. Allerdings hat sie es mit ihrer aufgeweckten Art nicht leicht, feste Freunde in der Klasse zu finden. Sie spielt oft mit S.

Zur guten Klassengemeinschaft hat sicherlich die Übernachtung in der Schule beigetragen, die wir vor den Herbstferien organisiert haben. Es hat den Kindern sehr viel Spaß gemacht und wir hatten eine schöne Zeit, die nicht nur von schulischem Lernen geprägt war. Das Klima in der Klasse ist gut. Die Kinder beschäftigen sich in den Pausen und während freier Unterrichtssituationen gerne miteinander und spielen zusammen.

Die Altersspanne der SchülerInnen ist mit fast zwei Jahren recht hoch. E., der Jüngste, ist jetzt 7;4 Jahre alt und L., als die Älteste, 9;1 Jahre.

Die Klassengemeinschaft ist gut. J. scheint zur Zeit der „Bestimmer“ und sehr beliebt zu sein.

Die SchülerInnen sind motiviert und freuen sich auf Neues im Unterricht. Das macht das Unterrichten in der Klasse angenehm. Die SchülerInnen können sich auf erstaunlich lange Unterrichtsphasen einlassen. Sie sind im Vergleich zur ersten Klasse merklich selbstständiger geworden und können mehr Verantwortung übernehmen. Kurze Arbeitsanweisungen können von den meisten SchülerInnen selbstständig erlesen und umgesetzt werden.

Mehrere SchülerInnen der Klasse haben einen Migrationshintergrund. C. ist in Portugal geboren, die Familie spricht zu Hause nur portugiesisch. Ch. hat eine mexikanische Mutter und wächst zweisprachig auf, M.s Eltern kommen aus Russland und T.s Eltern kommen aus Sri Lanka. Sie lernt Tamil und bringt stolz ihre Schreibhefte mit den Schriftzeichen mit in die Schule. Sie hat die größten Schwierigkeiten mit der deutschen Sprache. Oft verwechselt sie Wörter aus dem gleichen semantischen Feld (beispielsweise Obstsorten) oder kennt nicht den genauen Wortlaut (Pipi Schtropfele statt Pipi Langstrumpf). T.s Mutter kommt auch aus Russland, kann aber sehr gut Deutsch. T. scheint dadurch keine Nachteile zu haben.

1.2 Rahmenbedingungen

In der Schule für Sprachbehinderte in Heilbronn gibt es in den ersten und zweiten Klassen je sechs Parallelklassen. Insgesamt sind es 19 Klassen in drei verschiedenen Schulgebäuden. Es steht nicht jeder Klasse ein Therapiezimmer zur Verfügung. Wir teilen uns eins mit zwei anderen Klassen. Es gibt also nicht immer Platz zur räumlichen Differenzierung, deshalb wird öfters der Flur mitbenutzt.

Seit Dezember haben wir eine neue Kollegin als Schwangerschaftsvertretung in der Klasse. Für die Kinder gab es deshalb eine Zeit der Umstellung und Einstellung auf ihre neue Lehrerin in Deutsch und MNK.

1.3 Arbeitsvoraussetzungen

Die SchülerInnen sind es gewöhnt, in Partner- und Einzelarbeit zu arbeiten. Gruppenarbeiten wurden bis jetzt selten durchgeführt. Dennoch dürfte es in der Klasse keine Probleme bei der Zusammenarbeit geben. Wurde eine Aufgabe genau erklärt, ist für die meisten Kinder das selbstständige Arbeiten kein Problem. Sie sind motiviert bei Stationenarbeiten dabei und finden sich mit den Abläufen zu Recht. Hier müssen meist sechs verschiedene Aufgaben gemacht und nach Erledigung auf einer Stationenkarte angekreuzt werden.

Die in der Stunde gewählte Arbeitsform mit Partner und Laufzettel wurde so noch nicht eingeführt. Da es aber ähnlich einer Stationenarbeit ist, wie wir sie bisher organisiert haben, wird es wohl keine größeren Schwierigkeiten geben.

Die sprachlichen Voraussetzungen sind bei den meisten SchülerInnen eingeschränkt. Es gibt einige wie L., M., S., und T., die noch nicht Sinn entnehmend lesen können. Für sie sind eine genaue Erklärung und ein kurzer Lesetext wichtig. SchülerInnen wie T., J., S. und L. dagegen weisen bessere Lesekompetenzen vor und können sehr selbstständig arbeiten.

1.4 Schülerbeschreibungen mit Zielen für die SchülerInnen

Wurden aus datenschutzrechtlichen Gründen gelöscht.

2 Sachanalyse

2.1 Inhalte der Stunde

2.1.1 Die Uhr

Die Uhr ist ein Zeitmessinstrument. Mit ihr können Zeitspannen gemessen und Zeitpunkte bestimmt werden. Es gibt verschiedene Uhren, die für unterschiedliche Anlässe benutzt werden. Mit analogen Uhren kann man gut die Dauer einer Aktion bestimmen, digitale Uhren sind zugleich für Kinder leicht abzulesen. Atomuhren messen die Zeit ganz genau. Funkuhren empfangen die genaue Uhrzeit per Satellit. Spezielle Uhren wie Sanduhren oder Stoppuhren werden zur Messung von Zeitdauern benutzt.

Belege für eine Zeitmessung gehen bis ins fünfte Jahrtausend vor Christus zurück. Sie entstand im alten Ägypten. Dort wurden die Sterne beobachtet und der erste Kalender entstand. Die ersten Sonnenuhren gab es wohl in Babylonien ab dem dritten Jahrtausend vor Christus. Mit der Wasseruhr entstand in Ägypten erstmals eine wetter- und tageslichtunabhängige Uhr.

Hier noch einige interessante Daten des Mittelalters und der Neuzeit:

- ca. 1280: Waag-Räderuhren in englischen Klöstern und Kathedralen
- 1427: Uhrfeder von Heinrich Arnold
- 1510: Taschenuhr von Peter Henlein (Nürnberger Ei)
- 1657: Pendeluhr von Christian Huygens
- 1889: erster Präzisionszeitmesser von Siegmund Riefler
- 1923: Automatikuhr von John Harwood
- 1927: Quarzuhr von Warren Alwin Marrison
- 1949: Atomuhr
- 1967: Funkuhr Wolfgang Hilberg

(vgl. www.phaenomen.de und www.wikipedia.org/wiki/Uhr)

2.1.2 Zeiteinheiten

Die Einheit, mit der die Zeit offiziell gemessen wird, ist die Sekunde, abgekürzt s. Früher war sie als der 86 400. Teil eines Sonnentages definiert. Seit 1967 liegen geeignete atomare Strahlungen als besser messbare Einheit zu Grunde (vgl. Duden Mathematik 1, 277).

Weitere Zeiteinheiten sind die Minute (1min = 60s), die Stunde (1h = 60min = 3600s), außerdem der Tag, die Woche, der Monat und das Jahr.

2.1.3 Die Minute

„Die Minute ist eine nicht zum internationalen Einheitensystem (SI) gehörende Zeiteinheit und hat ihren Ursprung im babylonischen Sexagesimalsystem, in welchem Brüche als 60stel und 3600stel entwickelt wurden.“ (www.wikipedia.org/wiki/Minute). Eine Zeitminute ist der 60ste Teil einer Stunde. Eine Minute zählt wiederum 60 Sekunden.

2.2 Konzeptionelle Überlegungen

2.2.1 Mathematik in der Sprachheilschule

Die dgs-Landesgruppe Hamburg beschreibt in ihrem Papier zur Schülerschaft der Sprachheilschulen (1998), dass „ Sprache und mathematisches Verständnis… eng miteinander verzahnt [sind], so dass die Entwicklung mathematischer Fähigkeiten wechselseitig mit der Entwicklung sprachlicher Fähigkeiten erfolgt.“ Es sollte deshalb besonders darauf geachtet werden, dass im Mathematikunterricht alle Sinne mit einbezogen werden und die Inhalte auf allen drei Abstraktionsebenen erarbeitet werden. Näheres beschreiben die Theorien von Aebli und Bruner (s. 2.2.2).

Im Fach Mathematik müssen die SchülerInnen viele neue Begriffe lernen. Beim Thema Zeit sind dies vor allem Wörter wie Sekunde, Minute, Stunde, länger, kürzer, von, bis, Anfang, Ende und Dauer. Auch ist es keine leichte Aufgabe, die durchgeführten Handlungen zu versprachlichen und sich adäquat auszudrücken. „Nach Lorenz kann man von Mathematik als erster Fremdsprache sprechen“ (Zey, 2007). Die SchülerInnen müssen lernen, dass kleine Unterschiede in der Sprache im Fach Mathematik sehr wichtig sein können, vor allem wenn es um die räumliche Anordnung (vor, hinter) oder zeitliche Abfolge (danach, zuerst) geht. Lorenz (2001, S.22) geht so weit, dass er schreibt, die Wissensvermittlung gehe in weiten Zügen über Sprache. Oft liege das Scheitern bei Sachaufgaben nicht daran, dass die SchülerInnen den mathematischen Zusammenhang nicht verstehen würden, sondern daran, dass ihnen die nötigen Begriffe fehlten. „Eine gut ausgebildete Sprachkompetenz wird also im Mathematikunterricht vorausgesetzt“ (Lorenz, 2001, S. 22). Teilweise werden Alltagsbegriffe in der Fachsprache anders verwendet und die Kinder müssen ihre verinnerlichten Definitionen erweitern oder es kommt zu Missverständnissen und Mehrdeutigkeiten. Die kompensatorischen Strategien, die sich mache Kinder angeeignet haben (Orientierung an Schlüsselwörtern, Kontext) scheitern meist, weil eine genaue Begriffsdefinition erforderlich ist. Deshalb haben die SchülerInnen der Sprachheilschule oft große Schwierigkeiten im Fach Mathematik. Es sollte ihnen eine größtmögliche Unterstützung zukommen, zum Beispiel in Form der Darstellung der Sachverhalte auf den verschiedenen Abstraktionsebenen oder ein mehr handlungsorientierter Unterricht.

Der Mathematikunterricht kann für die SchülerInnen der Sprachheilschule noch weiter erschwert werden, wenn sie Schwierigkeiten mit der auditiven Figur-Grund-Wahrnehmung oder Differenzierung haben. Dann klingen viele Geräusche gleich und es erfordert ein hohes Maß an Konzentration, die bedeutungsunterscheidenden Merkmale herauszufiltern. Das macht sich zum Beispiel bei der Unterscheidung der Begriffe „vier zehn “ und „vier zig “ bemerkbar. Ist der auditive Speicher der SchülerInnen nicht groß genug, haben sie Probleme mit Kettenaufgaben oder der Speicherung großer Zahlen. Eine weitere Schwierigkeit, die unsere SchülerInnen oft betrifft, ist die Serialität. Zahlworte und Reihenfolgen können nicht in ausreichendem Maß gespeichert werden. Das hat Auswirkungen auf die Rechenoperationen und Anordnung der Zahlen einer Aufgabe.

Im Mathematikunterricht muss also immer darauf geachtet werden, dass den SchülerInnen Hilfestellungen angeboten werden, zum Beispiel in Form von Betonung der wichtigen Wörter, Visualisierungen oder genauen Begriffsklärungen.

2.2.2 Operationsverständnis und Repräsentationen

Nach der Theorie von Piaget sind die SchülerInnen der Klasse je nach Alter in der präoperationalen Phase bzw. der Phase der konkreten Operationen. Das heißt, sie brauchen die unmittelbare Handlung und Anschauung, um einen Sachverhalt verstehen zu können. Die Vorstellung ist an konkrete Dinge gebunden.

Aebli hat Piagets Theorie weiterentwickelt (vgl. Klaudt, WS 03/04). Er betont die Abhängigkeit der Denkentwicklung von den Erziehungsbedingungen. Das heißt, die Denkentwicklung hat nicht nur etwas mit dem Alter und der Reife des Kindes zu tun, sondern viel mehr mit der Komplexität oder Anschaulichkeit des Lerngegenstands, mit der Dauer und Wiederholungszahl des Versuchs und mit der Motivation der SchülerInnen.

Es ergeben sich vier Ebenen für den Unterricht: Als erstes werden Handlungen an konkretem Material vollzogen, dadurch können sie leichter verinnerlicht werden. Das heißt, Zahlen werden mit konkretem Material dargestellt, dann wird der Gegenstand bildlich dargestellt, aber immer noch mit konkreten Situationen verbunden. Die dritte Ebene ist die symbolische Darstellung. Die Zahlen werden durch ihre Ziffern dargestellt, die mit der gemeinten Anzahl nichts gemeinsam haben. Die SchülerInnen sollen dazu kommen, ohne die konkrete Darstellung, nur mit einer Vorstellung im Kopf oder den bloßen Zahlen rechnen zu können.

Erst im vierten Schritt werden die Handlungen verinnerlicht und automatisiert. Die Verbalisierung der einzelnen Schritte hilft, schneller auf die vierte Ebene der Verinnerlichung zu kommen. Durch die Automatisierung wird letztlich das Kurzzeitgedächtnis entlastet.

Auch Bruner modifiziert Piagets Theorie über die Denkentwicklung (vgl. Klaudt, WS 03/04). Er sagt, dass sich Denken gleichzeitig auf verschiedenen Darstellungsebenen vollzieht, die in starker Wechselbeziehung zueinander stehen. Bruner unterscheidet deshalb zwischen drei Repräsentationsebenen: Die enaktive (Handlung), ikonische (Bild) und symbolische (Zeichen) Ebene. Ziel der Entwicklung ist es, immer flexibler zwischen den Ebenen wechseln zu können. Sprache spielt bei der Abstraktion und bei der Konkretisierung eine sehr große Rolle und kann als vierter Teil des Modells angesehen werden. Für die SchülerInnen ist es wichtig, die Übergänge zwischen den Ebenen zu üben und sicher zu werden.

Die Ergebnisse der Experimente, also des handelnden Unterrichts, und die Eigentätigkeit der SchülerInnen im vorgestellten Unterricht werden durch die Notation während der Experimente und die Sprache in der Reflexionsphase am Ende auf die symbolische Ebene gebracht.

2.3 Experimente im Unterricht

„Ein Experiment im Sinne der Wissenschaft ist eine methodisch angelegte Untersuchungsanordnung… Es ist eine besondere Form der Beobachtung.“ (www.wikipedia.org/wiki/Experiment). Experimente im Unterricht durchzuführen bedeutet für die SchülerInnen Primärerfahrungen. Sie begegnen der Sache direkt und erleben den Untersuchungsgegenstand unmittelbar. Gerade für SchülerInnen mit Sprachverständnisproblemen oder wenig Alltagserfahrung sind Experimente und Versuche im Unterricht unbedingt nötig, um den Lernstoff erlebbar zu machen.

Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt als Schlussfolgerung. Es werden neue Erkenntnisse gewonnen oder Hypothesen untermauert oder widerlegt. Im beschriebenen Unterricht soll auch zuerst eine Hypothese gebildet werden (die SchülerInnen schätzen), die durch genaue Messung untermauert oder widerlegt wird. Am Ende werden die Ergebnisse formuliert und verglichen.

Die SchülerInnen der Klasse 2a haben noch weinig Erfahrung mit wissenschaftlichen oder naturwissenschaftlichen Experimenten gemacht. Auch in MNK hatten sie selten die Gelegenheit. Sie sind es aber gewohnt, selbst Dinge ausprobieren zu dürfen und relativ selbstständig zu arbeiten.

Die Experimente sollten so organisiert sein, dass jedes Kind beschäftigt und bei der Aufgabe dabei ist. In Partnerarbeit lassen sich Experimente durchführen, bei denen einer misst und einer die Aufgabe erledigt.

[...]