Cubeling

Mit der zunehmenen Digitalisierung des Mathematikunterrichts stehen sowohl Lehrkräfte als auch Schüler:innen vor der Herausforderung, eine situationsgerechte Auswahl von Lernwerkzeugen vorzunehmen. Im Projekt Cubeling analysieren wir den gemeinsamen Einsatz von verschiedenen Werkzeugen zum Bauen von Würfelbauwerken im Mathematikunterricht. Dabei vergleichen wir mathematische Handlungen in Lernumgebungen mit Holzwürfeln und den von uns entwickelten Anwendungen »Klötzchen« (iPad-App) und »CubelingVR« (VR-Anwendung). Wir knüpfen in unserer Forschung an tätigkeitstheoretische Grundlagen an, insbesondere hinsichtlich der werkzeugorientierten Nutzung vermittelnder Artefakte durch Schüler:innen. Ziel ist es zu untersuchen, inwieweit diese dazu befähigt werden können, selbstständig innerhalb einer Lernumgebung zwischen verschiedenen digitalen und analogen Werkzeugen zu wechseln.

Neben einer Weiterentwicklung der Anwendungen arbeiten wir an empirisch gestützten Leitlinien zum unterrichtspraktischen Einsatz multimedialer Lernumgebungen.

Das Projekt ist eingebettet in Forschungsaktivitäten im Rahmen des Fellowships Fachdidaktik MINT von Dr. Lena Florian, das durch die Deutsche Telekom Stiftung gefördert wird.

Anwendungen

Klötzchen

Die iPad-App »Klötzchen« bietet Schüler:innen die Möglichkeit, zwei Darstellungen eines Würfelbauwerks nebeneinander zu betrachten – z. B. als 3D-Ansicht, Bauplan oder Zwei-/Dreitafelprojektion. Darüber hinaus können in der 3D-Ansicht die Schattenprojektionen der Würfel dargestellt werden. Werden in der 3D-Ansicht oder im Bauplan Würfel hinzugefügt oder entfernt, so passen sich alle anderen Darstellungen simultan an. 

Klötzchen im App-Store

CubelingVR

Bei der Anwendung »CubelingVR« handelt es sich um eine VR-basierte Umgebung, die für die Oculus Quest entwickelt wurde. Im Gegensatz zu Klötzchen begeben sich die Schüler:innen mit »CubelingVR« mithilfe eines Head Mounted Displays (HMD, eine sogenannte VR-Brille) in eine immersive Umgebung, in der ihnen Würfel als dreidimensionale Objekte zur Verfügung stehen. Durch Controller können Schüler:innen neue Würfel erschaffen, die Würfelfarben anpassen, mit den Würfeln dynamisch interagieren und damit auch deren Schattenprojektionen beeinflussen. Darüber hinaus haben sie die Möglichkeit, zu vorgegebenen Schattenbildern Würfelbauwerke zu erschaffen. Die Schatten werden auf eine semitransparente Wand projiziert, sodass auch durch die Wand hindurch mit dem Würfelbauwerk interagiert werden kann.

CubelingVR bei Sidequest

Publikationen

Florian, L., & Etzold, H. (2021). Würfel mit digitalen Medien – Wo führt das noch hin? Ein Tätigkeitstheoretischer Blick auf Würfelhandlungen. In A. Pilgrim, M. Nolte, & T. Huhmann (Hrsg.), Mathematik treiben mit Grundschulkindern – Konzepte statt Rezepte. Festschrift für Günter Krauthausen (Bd. 7, S. 17–29). WTM. https://doi.org/10.37626/GA9783959871624.0.02

Florian, Lena. CubelingVR, 2021. https://sidequestvr.com/app/2626/cubelingvr.

Florian, L. (2020). CubelingVR – Stein auf Stein. In H.-S. Siller, W. Weigel & J. F. Wörler (Hrsg.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2020. WTM-Verlag. doi: 10.17877/DE290R-21302

Symbolbild Würfel

Beteiligte Personen
Dr. Lena Florian, Dr. Heiko Etzold

Projektzeitraum
Oktober 2020 – September 2022

Kontext
Tätigkeitstheorie, Handlungen, Raumvorstellung, Würfelbauwerke, multimediale Lernumgebung

Informationsvideo

Das Video richtet sich an Lehrkräfte im Projekt Cubeling und stellt verschiedene Werkzeuge zum Bauen von Würfelbauwerken vor: Holzwürfel in einer Schattenbox, die iPad-App Klötzchen und die Virtual-Reality-Anwendung CubelingVR.