Lernen aus dem Netz

Der Taten sind genug geschehen, wir wollen Resultate sehen. So könnte man die Stimmung in vielen deutschen Lehrerzimmern beschreiben. Das Projekt `Schulen ans Netz´ und andere Initiativen haben die technischen Voraussetzungen geschaffen, damit interessierte Lehrer das Internet nutzen können. Aber wie könnte diese Nutzung im ganz alltäglichen Unterricht aussehen?

11.06.1997, 00:00 Uhr

Lesezeit: 12 Min.

c't Magazin

Von

Dr. Karl Sarnow

So ganz alltäglich, wie es dieser Artikel darstellt, wird die Schularbeit im Internet derzeit nur selten ablaufen. Auch nach den verschiedenen Initiativen fallen Ausstattung und Know-how an den meisten Schulen noch sehr gering aus. Nur vereinzelt verfügen Lehrer über Internet-Zugänge und nutzen diese auch fachübergreifend im Unterricht. Allenfalls für diese kleine Gruppe ist das hier Beschriebene bereits Realität.

Doch vielleicht gibt dieser Artikel neue Anstöße für die sinnvolle Nutzung des Internet an den Schulen. Denn solange sich die Kultusministerien nicht aufraffen und die geforderte Bildungsreform [1] aussteht, bleibt es der Eigeninitiative der Lehrer überlassen, ob die Schüler zukünftig auch aus dem Internet lernen können.

Gezielte Suche

Die einfachste Form der Internet-Nutzung ist das Aufspüren von Unterrichtsmaterialien zu einem bestimmten Thema. Vorbereitung ist auch, oder ganz besonders, im Zeitalter des Internet wichtig. Die Unterrichtsvorbereitung beginnt der Internet-nutzende Lehrer zu Hause oder in der Schule, indem er sich im Internet auf die Suche nach einer Ressource für sein anstehendes Thema macht. Hierzu bieten sich die üblichen Suchmaschinen beziehungsweise Metasucher [5] an, die allerdings sehr wenig unterrichtsspezifisches Material zutage fördern. Am ehesten wird man in den beiden zentralen Sammelstellen für Unterrichtsmaterial fündig: dem Deutschen Bildungsserver der Humboldt Universität Berlin [2] und dem ZUM [3].

Stochern im Nebel

Bei [2] gelandet, klickt man auf `Materialien´ und gelangt zu einer etwas unübersichtlichen Auswahl. Darunter befindet sich der Punkt `Unterrichtsmaterialien´, hinter dem sich eine thematisch gegliederte Liste mit Online-Ressourcen für den Fachunterricht verbirgt. Wählt man hier ein Fach aus, erscheint ein umfangreicher Datenbankauszug mit entsprechenden Fundstellen. Die kurzen Beschreibungen enthalten jedoch häufig keine Angaben über den konkreten Inhalt der Angebote, sondern vielmehr über die Art des Materials (Software, Folien, Texte etc.).

Jede Fundstelle führt über einen weiteren Link zu einer Seite mit ausführlicheren Informationen. So erfährt man unter anderem, wann das Material in die Datenbank aufgenommen wurde, für welche Schulstufe es sich eignet oder in welcher Sprache es vorliegt. Eine inhaltliche Verschlagwortung fehlt aber auch hier. Wer also zu einem bestimmten Thema Material braucht, muß recht lange herumsuchen, findet dabei aber sicherlich Anregungen für weitere Themen; die Bookmark- beziehungsweise Favoritenliste des Browsers wächst schnell an.

Angenommen, Sie planen, den Satz des Pythagoras zu behandeln. Die Suche im Internet ergibt über 3000 Fundstellen; auf deutschen Servern sind es immerhin noch über 60. Es wäre daher naheliegend, die Volltextsuche des Deutschen Bildungsservers heranzuziehen. Diese fördert auch drei Fundstellen hervor, von denen sich jedoch keine für die gewünschte Unterrichtsmethode eignet - nämlich mit den Schülern online am Computer zu lernen. Also machen Sie sich auf den eben beschriebenen, beschwerlichen Weg durch den Deutschen Bildungsserver - und Sie erhalten 83 Fundstellen zum Fach Mathematik. Grenzen Sie die Suche auf `WWW-Server´ ein, schrumpft das Ergebnis wiederum auf drei Fundstellen zusammen, die aber immer noch nicht zum gewünschten Ergebnis führen.

Die Datenbank des deutschen Bildungsservers enthält Angaben zu einer Vielzahl von Materialien für den Schulunterricht. Allerdings kann man nicht erkennen, daß sich hinter diesem Eintrag ein interaktiver Beweis für den Satz des Pythagoras verbirgt.

Mit etwas Glück fischen Sie sich nach einigem Herumstöbern schließlich Cinderellas Café [4] aus der Materialienliste. Aha! Hier wird zwar ein kommerzielles Programm beschrieben, doch der Hersteller lockt die vom Fortschritt nicht gerade verwöhnten Lehrer mit einem `Schnupperangebot´. Also flugs `Demo´ angeklickt, dann den dritten der vier Links auf der folgenden Seite und schon heißt es: `Erleben Sie Cinderellas Café´. Damit sind Sie am Ziel Ihrer Reise durchs Internet angelangt und können `Satz des Pythagoras und sein Beweis´ auswählen.

Zugegeben, ohne eine genaue Beschreibung hätte der Weg hierhin gut und gerne eine Stunde Online-Recherche gekostet - womit die Vorbereitung der Unterrichtsstunde noch längst nicht abgeschlossen wäre. Doch wenn immer mehr Schulen online gehen und in diesem Zusammenhang eigene WWW-Server betreiben, können Lehrer Verweise auf solche Fundstellen für andere Kollegen bereitstellen. So wird sich bald ein Netz von Verweisen entwickeln. Wie schnell und gezielt sich darin Materialien aufspüren lassen, hängt dann nur noch vom Organisationstalent der beteiligten Lehrer ab.

Animation

Zurück zum Satz des Pythagoras und dessen Beweis: Es erscheint ein Java-Applet mit dem wohlbekannten Dreieck und den zugehörigen Quadraten. Die Aufforderung, die obere Ecke zu bewegen, interpretiert man ganz richtig als Aufforderung, den oberen Dreieckspunkt mit der Maus zu ziehen. Tatsächlich: die Quadrate verändern sich synchron. Aber warum ist damit der Satz des Pythagoras bewiesen?

Um die Antwort darauf zu erhalten, muß man lediglich die entsprechende Frage auf der Seite anklicken. Es erscheinen dann drei Figuren in einem neuen Java-Applet: Links die gewohnte Pythagoras-Figur, in der Mitte ein Quadrat mit vier Kopien des Dreiecks, rechts dasselbe Quadrat, wobei die Kopien der Dreiecke so angeordnet sind, daß sie ein Quadrat bilden. Dies läßt sich wiederum durch Bewegen des oberen Dreieckspunktes leicht erkennen. Man sieht auch, daß das innere Quadrat der rechten Figur die Kantenlänge `c´ besitzt und beim Bewegen des oberen Dreieckspunktes sich lediglich die Lage des inneren Quadrates ändert. Nun, das ist genau die Aussage des Lehrsatzes von Pythagoras.

Sie entschließen sich, diese Internet-Ressource für die Einführung des Satzes von Pythagoras zu nutzen. Aber wie? Wenn der c't/ODS-Kommunikationsserver installiert wurde, empfiehlt es sich, in der dortigen Schul-Homepage eine Seite für die einzelnen Fächer einzurichten und dort im Fach Mathematik einen Link auf die benötigte Ressource einzutragen.

Leider klappt dies nicht auf Anhieb; der Kommunikationsserver enthält an dieser Stelle einen Fehler. Man muß daher über die Verwaltungsoberfläche für den Benutzer `root´ ein Paßwort einrichten. Beim nächsten Einloggen meldet man sich als `root´ an und gibt dann folgende Befehle ein:

passwd www 
chown -R www.lehrer /home/www 
exit

Der Befehl `passwd´ fragt nach einem Paßwort für den Benutzer `www´, dessen Eingabe zur Sicherheit wiederholt werden muß. Mit `chown´ werden falsch gesetzte Rechte für ein Verzeichnis korrigiert. Fortan kann sich `www´ von einem Windows- oder OS/2-Client aus beim Kommunikationsserver anmelden und dann auf das Netzlaufwerk `www´ zugreifen. Darin liegen die Seiten des WWW-Servers der Schule und lassen sich beliebig editieren. Wem die eigenhändige HTML-Programmierung zu kompliziert ist, der kann den Link auf Cinderellas Café auch mit einem WYSIWIG-Editor in die Homepage des Kommunikationsservers eintragen [6].

In den meisten Schulen stehen die Computer in einem speziellen Raum, der vom Fachleiter Informatik betreut wird. Man muß sich also rechtzeitig den Zugang dafür reservieren. Ein Fakt, welches einer selbstverständlichen Nutzung dieser Ressource entgegensteht. Denn bei intensiver Nutzung ist die hundertprozentige Auslastung des Computerraums rasch erreicht.

Sie können nun ihrer Klasse mitteilen, daß die nächste Mathematikstunde im Computerraum stattfindet. Ergebnis: Die Computerfreaks jubeln, die meisten anderen Schüler freuen sich über die Abwechselung, eine Minderheit von etwa zehn Prozent faßt sich stöhnend an den Kopf: `Nein, nicht auch noch Computer im Mathe-Unterricht!´ Diese Minderheit kann meistens sehr gut Klavier (oder andere mit viel Training verbundenen Instrumente) spielen, und Sie nehmen deren Resignation mit Gelassenheit zur Kenntnis.

Der Tag X

Die Klasse wartet vor dem Computerraum. Sie schließen auf, die Schüler dabei ermahnend, die teure Einrichtung zu schonen und sich halbwegs diszipliniert zu verhalten (Neulich hat schon mal eine 7. Klasse einen teuren Drucker umgeschubst!) Dann teilen Sie den Arbeitszettel aus, auf dem Sie die Aufträge für die Schüler notiert haben:

Computer einschalten.
Den WWW-Browser starten.
In der Schul-Homepage das Fach `Mathematik´ wählen und den Eintrag `Pythagoras´ aktivieren.
Beschreibe, worum es auf der Seite an mathematischem Inhalt geht. Benutze das folgende Schema:

Was ist zu sehen?
Was kann ich machen?
Was verändert sich dabei?
Was verändert sich nicht?

Was bedeuten die einzelnen Terme in der Gleichung a² + b² = c²?
Miß die Kantenlängen der Quadrate und den Winkel am oberen Dreieckspunkt auf dem Bildschirm bei drei beliebigen Einstellungen und notiere sie auf deinem Arbeitsblatt. Was stellst Du fest?
Schreibe die Beweisidee des Satzes von Pythagoras nieder.
Benutze den Satz um die folgende Aufgabe zu lösen: Gegeben ist ein rechtwinkliges Dreieck mit den beiden Katheten a = 3 cm und b = 4 cm. Wie lang ist die Seite c?
Hausaufgabe: Seite xyz im Lehrbuch, Aufgabe abc).
Beende die Programme und fahre das Betriebssystem herunter.
Schalte den Computer aus.

Ein Java-Applet beweist den Satz des Pythagoras: Um die Beweisidee zu veranschaulichen, läßt sich der obere Dreieckspunkt bewegen. Sämtliche Figuren verändern sich synchron mit dem Punkt.

Nun lassen Sie die Schüler selbständig arbeiten und stehen für Beratung zur Verfügung. Sie achten darauf, daß die schriftlichen Anteile erledigt werden. Am Ende der Schulstunde müssen alle Schüler sowohl eine schriftliche Beschreibung des Seiteninhalts mit Meßergebnissen als auch die Beweisidee des Satzes niedergeschrieben haben. In dieser Stunde ändert sich das Bild des Lehrers. Er ist nicht `Pauker´, er ist `Consulting Manager´. Genießen Sie den Rollenwechsel. Wenn Sie in den nächsten Stunden häufiger gefragt werden, wann Sie wieder in den Computerraum gehen, hatten Sie Erfolg.

Anregungen

In den folgenden Unterrichtsstunden geht es wieder konventionell zu. Eigentlich handelt es sich bei der Ressource um eine kommerzielle Software, und das Beispiel ist eine Demonstration. Es wäre schön, wenn in Zukunft vergleichbare Ressourcen von den Lehrerfortbildungsinstituten oder Universitäten angeboten würden.

Vielleicht gibt es fähige Schüler, die das gesehene Java-Applet zu Hause (oder im Informatikunterricht) nachbauen möchten. Denen könnten Sie dann Anregungen für Erweiterungen geben. Etwa, daß der Halbkreis über der Hypotenuse eingezeichnet wird, auf dem sich der obere Dreieckspunkt bewegt.

Sofern dies klappt, ist der immanente Systemvorteil des Lernens aus dem Internet zum Tragen gekommen: die Ressource entwickelt in den Händen aktiver Schüler ein Eigenleben. Das ist leider nicht in allen Klassen zu erwarten. Aber es ist eine Anregung, die man an anderer Stelle, etwa im Informatikunterricht, wieder aufnehmen kann. Fächerübergreifender Unterricht realisiert sich also bei Nutzung von Internet-Ressourcen ganz selbstverständlich und auf eine ungewohnte Art.

Wenn die Schüler es geschafft haben, ein solches Applet zu schreiben, können Sie es ihrerseits wieder im Internet veröffentlichen. Der Übergang von der passiven zur aktiven Nutzung des Internet ist geschehen. Für die beteiligten Schüler bedeutet die Erledigung von solchen relativ kleinen Aufgaben eine enorme Selbstbestätigung. Der Motivationsschub wird natürlich noch erheblich gesteigert, wenn die Arbeit im Internet veröffentlicht wird.

In vielen Fällen ist zu beobachten, daß sehr gute Schüler in einer leistungsmäßig schlechten Klassenumgebung schnell resignieren und möglicherweise sogar zu problematischem Verhalten neigen. Diese Schüler kann man durch solche anspruchsvollen Tätigkeiten stärker fordern und möglicherweise wieder besser in den Unterricht integrieren.

Fazit

In diesem Beispiel ist die klassische Frontalunterrichtssituation sowohl durch die räumliche Veränderung als auch die asynchrone Arbeitsweise der Schülergruppen an den Bildschirmen aufgebrochen worden. Der Mathematikunterricht hat einen forschenden, experimentellen Charakter bekommen, auch wenn der Inhalt, sowohl bezüglich der Aussage als auch der Beweisführung, keineswegs revolutionär oder neu zu nennen ist.

Die Anregung zu selbständiger Beschäftigung mit dem Thema, auch unter ganz anderem Aspekt (wie etwa der algorithmischen Umsetzung der Problemstellung) gehört zu den wesentlichen Vorteilen des Lernens mit dem Computer; eine Anregung, die papierbasierende Unterrichtseinheiten nicht leisten können.