10. – 13. Schuljahr

Ute Rühling

Förderung der Fehlerkultur bei mathematischen Aufgaben

Einstieg in eine Unterrichtsreihe zu den keplerschen Gesetzen und zum Gravitationsgesetz

Mathematische Aufgaben zeichnen sich in der Regel dadurch aus, dass bei ihnen klar zwischen „richtigen und „falschen Lösungen unterschieden werden kann. Gerade bei diesen Aufgaben können Schülerinnen und Schüler den Lernstoff auch dadurch verstehen, dass falsche Lösungen offen besprochen werden. Hierzu ist es notwendig, eine gute Fehlerkultur in der Lerngruppe zu entwickeln.
Muss in einer Unterrichtsreihe (z.B. zur Kinematik) wiederholt gerechnet werden, kann es sich lohnen, gleich zu Beginn eine ganze Unterrichtsstunde zur Etablierung einer guten Fehlerkultur zu investieren. Die folgende Einstiegsstunde habe ich entwickelt für eine Unterrichtsreihe mit einem Schwerpunkt auf mathematischen Berechnungen für die Behandlung der keplerschen Gesetze und des Gravitationsgesetzes in der Sekundarstufe II.
Grundidee der Stunde
Die Idee dieser Einstiegsstunde ist es, Methoden zum Umgang mit Fehlern zu etablieren, die durch regelmäßige Wiederholungen in den folgenden Stunden zur Routine werden können. Der Umgang mit Fehlern wird sowohl im Einstieg als auch in der Sicherungshase zum zentralen Thema. Die Schülerinnen und Schüler werden so auch in Bezug auf ihre mathematischen Kompetenzen gefördert, allerdings ist der Lernzuwachs in diesem Bereich nicht allzu hoch, um den Fokus der Stunde auf dem Umgang mit Fehlern zu belassen.
Für die Sicherungsphase werden die Lernenden explizit aufgefordert, der Klasse eine Lösung mit einem Fehler zu präsentieren, um Hemmungen und Ängste bei der Präsentation abzubauen und einen produktiven Umgang mit Fehlern einzuüben. Es wird zudem eine Checkliste eingeführt, in der die Erkenntnisse aus Fehlern systematisch gesichert werden können.
Ablauf der Stunde
Üblicherweise übernehme ich einen Grundkurs mit mir unbekannten Schülerinnen und Schülern. Gleich in der ersten Stunde, in der etwas berechnet werden muss, betone ich die Notation, in der ich zukünftige Berechnungen erwarte. Insbesondere sollen zu Beginn jedes Rechenwegs alle relevanten Werte angegeben und in SI-Einheiten umgerechnet werden (s. AB1 ).
Stundeneinstieg
Für den Einstieg in diese Stunde habe ich einen Sachkontext gewählt, in dem aufgrund eines Einheitenfehlers ein teures Physikexperiment fehlgeschlagen ist: die Raumsonde Mars Climate Orbiter.
Im Unterricht zu den keplerschen Gesetzen und zum Gravitationsgesetz werden die Schülerinnen und Schüler viele Aufgaben zum Themenbereich Sonnensystem lösen müssen. Der Kontext Mars bietet daher einen guten Beginn für diese Unterrichtsreihe.
Zusätzlich zu einem Sachtext zum Mars Climate Orbiter zitiere ich in Arbeitsblatt 1 einen Hobby-Raumfahrts-Berichterstatter, der den schlechten Umgang mit Fehlern in diesem Projekt betont. Diese beiden kurzen Texte können am Smartboard, am Beamer oder am Tageslichtprojektor präsentiert und laut vorgelesen werden. Sie bieten den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, im Lernkontext anzukommen.
Nachdem der Begriff „SI-Einheiten geklärt wurde, können anhand der beiden Texte und der Stundenfrage „Worauf sollte man beim Durchführen von Berechnungen in der Physik achten? die Schülerinnen und Schüler erste eigene Vorstellungen entwickeln. Naheliegend sind z.B. Überlegungen wie „alle Berechnungen sollten in SI-Einheiten durchgeführt werden und „man sollte die Berechnungen noch einmal auf Fehler überprüfen.
Die Aufgabe kann in Partnerarbeit bearbeitet und dann im Plenum verglichen werden. Wer als Lehrer oder Lehrerin Spaß an ein bisschen Schauspielerei hat, baut eigene kleine Fehler in den ersten Satz ein, über die man beim Lesen stolpern muss, z.B.:
  • „In 1999 verlor die NASA die Raumsonde Mars Climate Orbiter auf dem Mars. ie Kosten für das ganze Projekt betrugen etwa 160 Billionen Dollar.
Wenn die Lerngruppe auf den Fehler aufmerksam macht, bedankt man sich...

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