Digitale Nachhilfe für Berliner Mathematik-Lehrkräfte und -Studierende

Das gläserne Lehr-Lern-Labor

Mathe ist für viele Schülerinnen und Schüler ein Schreckensfach. Medien können das Lernen erleichtern und Spaß an der Mathematik vermitteln. Doch nicht alle sind sinnvoll. Das math.media.lab an der Humboldt-Universität zu Berlin untersucht den Nutzen von digitalen Medien im Mathematikunterricht der Grundschule und berät Studierende und Lehrkräfte über den Einsatz.

Zwei Frauen sitzen an einem Tisch mit Tablet
Seit dem 14. 06. 2019 bietet das math.media.lab eine kostenlose Beratung und eine Art gläsernes Klassenzimmer für Schulen und (zukünftige) Lehrkräfte an. Alle Geräte können ausprobiert und ausgeliehen werden. © Steven Beyer/Katja Eilerts

Der Digitalpakt bringt Geld für WLAN, Whiteboards und andere technische Geräte – durchschnittlich 120.000 Euro pro Schule in den nächsten fünf Jahren. Gleichzeitig kommen immer mehr digitale Lehrund Lernmittel auf den Markt.

Anlaufstelle für (künftige) Mathelehrkräfte

„Viele Lehrkräfte sind unsicher. Sie wollen zwar digitale Lehr- und Lernmethoden im Unterricht verwenden, wissen aber oft nicht, welche Geräte, Apps und Vorgehensweisen geeignet sind“, weiß Prof. Dr. Katja Eilerts, Professorin der Mathematikdidaktik für die Grundschule an der Humboldt-Universität zu Berlin. Das von ihr initiierte und geleitete math.media.lab bündelt Expertenwissen zu digitalen Hilfsmitteln. Hier bekommen Studierende und Lehrkräfte Antworten auf ihre Fragen zur Auswahl und zum Einsatz von Robotern, Microcontrollern, iPads und Co. im Unterricht. Und sie können in dem gläsernen Lehr-Lern-Labor vieles selbst testen: „Wir möchten eine Anlaufstelle für Lehrerinnen und Lehrer sein, sie über moderne Unterrichtsmethoden informieren, Best-Practice-Beispiele zeigen und dazu entsprechend fortbilden“, formuliert Katja Eilerts ihr Anliegen.

Analog plus digital

Die Professorin und ihr Team nehmen zahlreiche Anwendungen und Geräte unter die Lupe. Außerdem entwickeln und beforschen sie interdisziplinär – u. a. mit der Informatikdidaktik – Prototypen und Best-Practice-Beispiele, die zusammen mit Studierenden und Lehrkräften an Schulen praxisnah mit eigenen Unterrichtsideen erprobt und weiterentwickelt werden.
Eine konstruktiv-kritische Sicht auf die Entwicklungen im Bereich der digitalen Unterrichtsmittel, die „potentialorientiert den Mathematikunterricht voranbringen“, ist Katja Eilerts wichtig. Bislang wird, so ihre Erfahrung, vieles digitalisiert, ohne dass das Potenzial für den Unterricht geprüft wird. „Es gibt viele hervorragende analoge Materialien, mit denen mathematisches Grundwissen vermittelt werden kann“, sagt Professorin Eilerts. Sie einfach durch digitale zu ersetzen, macht wenig Sinn. „Man muss vielmehr erkennen, wo das analoge Lernen an seine Grenzen stößt und welche digitalen Materialien den analogen Unterricht sinnvoll ergänzen können.“
So bringt der Kauf eines Roboters, der ein perfektes Dreieck zeichnen kann, ihrer Einschätzung nach wenig. „Er kostet viel Geld, hilft aber den Schülerinnen und Schülern nicht, mathematische Zusammenhänge zu verstehen“, sagt sie.

Adaptive Lernhilfen entwickeln

Einige Anwendungen ergänzen den Unterricht sinnvoll und können individuell beispielsweise durch adaptive Lernhilfen auf den Bedarf und die Fähigkeiten der Kinder eingestellt werden. „Es ist anspruchsvoll, Kindern in der Geometrie eine Raumvorstellung zu vermitteln. Dabei kann z. B. die App Pentomino helfen“, nennt Professorin Eilerts ein Beispiel aus der eigenen Entwicklung: Bei diesem Spiel müssen u. a. vorgegebene Quadratfünflinge so platziert werden, dass eine rechteckige 6 x 10-Grundfläche lückenlos gefüllt ist und alle Steine verwendet werden. „Die meisten Kinder scheitern an dieser Aufgabe.“
Die Pentomino-App, die sie gemeinsam mit Prof. Dr. Tobias Huhmann von der Pädagogischen Hochschule Weingarten und Prof. Dr. Carsten Schulte von der Universität Paderborn entwickelt hat, erkennt u. a. mithilfe eines Algorithmus’, welche Lösungsansätze und Strategien ein Kind wählt. So ist es möglich, ihm gezielt zu helfen.
Sinnvoll sind Lernhilfen wie diese, die individuell auf den Bedarf einzelner Kinder eingestellt werden können, z. B. Erklärvideos mit Gebärden für hörgeschädigte Kinder oder schwierigkeitsgenerierende Elemente, die je nach den Fähigkeiten eines Kindes ein- oder ausgeschaltet werden können. „Solche inklusiven Ansätze bereichern den Unterricht“, sagt Professorin Katja Eilerts. Ihr Ziel ist es, den Prototyp der App so weit zu entwickeln, dass man exemplarisch zeigen kann, was sinnvoll ist und welche Anforderungen eine Mathe-App erfüllen sollte. Um das zu erreichen, arbeiten Fachleute aus Mathematikdidaktik, Medienpädagogik und Informatik multiperspektivisch zusammen.

Eldorado für technikaffine Lehrkräfte

Die Ausstattung des math.media.labs lässt  die Herzen von technikaffinen Mathematiklehrenden höherschlagen. Laptops, Tablets und Multitouchtable gibt es hier ebenso wie Minicomputer, LEGO®-Bausätze und diverse Mathe-Apps. Sie wurden teilweise von technischen Kooperationspartnern als Leihgaben zur Verfügung gestellt, teilweise vom Lehrstuhl selbst angeschafft. Studierende und Lehrkräfte können die Geräte und Anwendungen anschauen, ausleihen und ausprobieren – auch gemeinsam mit ihren Schülerinnen und Schülern.
Im math.media.lab tauschen sich Expertinnen, Experten und (zukünftige) Lehrkräfte über das pädagogische Potenzial von digitalen Lern- und Lehrmitteln sowie sinnvolle Einsatzmöglichkeiten aus. Neben Beratung und Techniksprechstunde wird es künftig auch Tandems von digital versierten Studierenden und aktiven Lehrkräften geben. So sollen Berührungsängste abgebaut sowie Lehrerinnen und Lehrer unterstützt werden, die digitale Medien einsetzen möchten, aber noch nicht wissen, wie.

Aus- und Fortbildung

Seminare für Bachelor- und Master-Studierende sollen dazu beitragen, dass die Lehrkräfte von morgen schon während des Studiums die Möglichkeiten digitalen Lernens und Lehrens kennen- und schätzen lernen: „Wir möchten digital unterstützte Lehr- und Lernszenarien als zentrales Element in das Lehramtsstudium im Fach Mathematik integrieren.“
Für Lehrkräfte werden Fortbildungen zu verschiedenen Schwerpunkten angeboten, nicht nur in Berlin. So lernen Lehrerinnen und Lehrer beispielsweise in einem Workshop, wie sie das neue learning continuum von LEGO Education® im MINT-Unterricht in der Unterstufe einsetzen, den Kindern erste Programmiererfahrungen vermitteln und ihr Vertrauen in die eigenen MINT-Kompetenzen
stärken können.
Doch gedanklich sind Eilerts und ihr Team schon einen Schritt weiter in der Zukunft. „Wir arbeiten u. a. in einem Dissertationsprojekt an einem KI-gestützten E-Learning-System, um dezentral und zeitlich flexibel Lehrkräfte mit unseren Fortbildungsangeboten zu erreichen“, sagt Professorin Eilerts. Dies ist insbesondere aufgrund des aktuellen Lehrermangels und des großen  Fortbildungsbedarfs wichtig.
Auf der Website sollen zukünftig auch Best-Practice-Beispiele und andere Informationen bereitgestellt werden. Des Weiteren soll sie interessierten Lehrkräften und Studierenden die Möglichkeit bieten, sich auszutauschen und zu vernetzen.

Kontakt

Blauer kleiner Roboter
Der Dash ist nur einer von vielen Mini-Robotern im math.media.lab. © Steven Beyer/Katja Eilerts