Formeln und Zahlen, Rechnen und Rechenwege: Vielen Schüler*innen scheint die Mathematik ein undurchdringbares Geflecht aus Variablen, Zahlen und Figuren zu sein, welches sich der Anschauung entzieht und dessen Sinnhaftigkeit auf den ersten Blick nicht immer erkennbar ist. Ein Grund für diese Auffassung ist nicht selten der Mathematikunterricht selbst: Formeln und Sätze, die unhinterfragt auswendig zu lernen sind, dröge Lerninhalte und konstruiert wirkende Sachaufgaben bestimmen oftmals das Wesen des Mathematikunterrichtes. Selbst engagierten Lehrer*innen gelingt es in Anbetracht der Lehrpläne häufig nicht, den Unterrichtsstoff auf spannende Art zu vermitteln, geschweige denn, Schüler*innen individuell in die Entwicklung und Erschließung der Lerninhalte miteinzubeziehen.

Dass das nicht sein muss, zeigen unsere Mathemacherinnen des Monats Oktober, Anne Klein vom Hannah-Ahrendt-Gymnasium Haßloch (Rheinland-Pfalz) und Astrid Merkel vom Kurfürst-Friedrich-Gymnasium Heidelberg (Baden-Württemberg) vom Projekt „Mathe.Forscher“ der Stiftung Rechnen. Mit den von ihnen mitentwickelten Matheboxen ist es möglich, mathematische Sachzusammenhänge auf interaktive Weise zu vermitteln. Das Projekt wird finanziell unterstützt von der Klaus-Tschira-Stiftung.

Wir haben uns mit den beiden ausgezeichneten Lehrerinnen unterhalten.

Sie wurden für die Entwicklung der Matheforschereinheit „Wo ist die Mitte?“ mit dem Mathe.Forscher-Preis ausgezeichnet. Worum geht es dabei?

Astrid Merkel: Es handelt sich um eine Unterrichtseinheit zur Mittelstufen-Geometrie. Die Schülerinnen und Schüler bekamen eine Box an die Hand, in der sich die unterschiedlichsten Materialien befanden, wie beispielsweise Knete, Styropor, Dachpappstifte, Strohhalme, Scheren, Kleber, Pappe und vieles mehr. Hiermit sollten sie die Mitte von selbstgewählten mathematischen Objekten bestimmen...

Anne Klein: ...und dabei erfahren, dass keine eindeutige mathematische Definition eines Mittelpunktes existiert.

Merkel: Das war im Prinzip der Prototyp der Mathe.Forscher-Boxen.

Wie ist die Idee zu den Mathe.Forscher Boxen entstanden? Welche Prozesse werden bei der Entwicklung einer Mathebox durchlaufen?

Klein: Aus dem Prototyp und vielen Gesprächen mit anderen Matheforscherlehrern entstand die Idee, Mathe.Forscher-Boxen  für verschiedene Unterrichtseinheiten zu entwickeln. Insgesamt beschäftigten und entwickelten 8 Kolleginnen und Kollegen 6 verschiedene Unterrichtseinheiten zum forschenden Lernen, die mit Hilfe der Matheforscher Boxen mit hohem Praxisanteil umgesetzt  werden können.
Dieser Prozess zog sich über gut zwei Jahre von der ersten Ideenfindung bis hin zur abschließenden Produktion. Nachdem sich anfangs einzelne Themenfelder herauskristallisiert hatten, kam es zur Entwicklung erster Prototypen, die sowohl von den Entwicklern selbst, aber auch von Entwicklern anderer Boxen und „unbeteiligten“ Mathematiklehrern mehrfach im Unterricht getestet wurden. Im Anschluss wurden sowohl die Arbeitsblätter, die Musterlösungen, die Lehrerhandreichungen, sowie die Materialien noch einmal auf ihre Praxistauglichkeit untersucht und eine abschließende Box zusammengestellt. An einem Packtag im Februar trafen sich dann alle Entwickler und einige Helfer an einer Schule und packten insgesamt 120 Boxen.

Anders als in anderen MINT-Fächern wie Chemie, Physik oder Informatik gibt es im Mathematikunterricht wenig bis gar keine selbstständige Projektarbeit. Woran liegt das Ihrer Meinung nach?

Merkel: Vielleicht ist es die Angst sich vom Schulbuch lösen zu müssen und den Unterricht offener zu gestalten? In Chemie...

Klein: ...und Physik, unseren zweiten Fächern,...

Merkel: ...läuft auch hin und wieder ein Versuch nicht glatt, aber gerade das sind die Experimente, die den Schülerinnen und Schülern im Gedächtnis bleiben und aus denen sie viel mehr lernen und mitnehmen – genauso ist es in der Mathematik auch. Es ist so spannend zu sehen, welche Ideen Schülerinnen und Schüler entwickeln, wenn man ihnen den Freiraum des Erforschens gibt.

Astrid Merkel und Anne Klein

Inwiefern unterscheiden sich die Matheboxen von üblichen Lernmaterialien?

Klein: Die Matheforscherboxen unterstützen eine Unterrichtseinheit, bei der alle Schülerinnen und Schüler einer Klasse gleichzeitig praktisch arbeiten können, während der Lehrer oder die Lehrerin nur noch lernbegleitend agiert. Wie weit sich der Unterricht während dieser Phase zum forschenden Lernen hin öffnet, kann die Lehrkraft noch mitbestimmen...

Merkel: ...Somit wird Kolleginnen und Kollegen, mit wenig oder kaum Praxis mit forschendem Unterricht, ein leichteren Einstieg in die offenere Form des Unterrichtens zu ermöglicht.

Wie ist das Feedback seitens der Lehrer*innen?

Klein: Bis jetzt bekamen wir sehr viel positives Feedback sowohl von den Testern des Prototyps, als auch von den Besuchern der MNU [MNU-Tagung des Verbandes zur Förderung der Mintfächer, Anm. d. Redaktion], bei der wir die Boxen bereits präsentiert haben. Die haptische Erfahrung der Schülerinnen und Schüler während der Experimentierphasen prägt sich ein, so dass sie sich auch später noch an die Experimente, ihre Erfahrungen und die mathematischen Schlussfolgerungen erinnern können.

Wie ist das Feedback seitens der Schüler*innen?

Merkel: Die Schülerinnen und Schüler arbeiten begeistert mit den Materialien, die offenere Form des Unterrichts und das Entdecken/ Erforschen finden sie sehr spannend. Auch die unterschiedlichen Materialien wecken enormes Interesse bei den Schülerinnen und Schülern – ich habe ausnahmslos positive Rückmeldungen erhalten.

Gibt es Themen in der Schulmathematik, die nicht, oder nur schwer mit den Matheboxen vermittelt werden können? Wo liegen die Grenzen?

Merkel: Viele Bereiche der Oberstufen-Mathematik kann man nicht auf Schulniveau erforschen. Das ist meines Erachtens nach aber auch gut so, denn wir wollen die Schülerinnen und Schüler ja auch auf ein Hochschulstudium vorbereiten.
Manch andere Themen könnte man vielleicht mit Hilfe einer Forscherbox einführen und bearbeiten, aber hier steht dann der Zeitaufwand in keiner Relation zum Mehrwert.

Was ist für die Zukunft geplant?

Merkel: Das wissen wir noch nicht.
Wir haben in die Boxen eine Menge Zeit und Ideen investiert. Allerdings – und das ist uns sehr wichtig – ohne etwas daran zu verdienen.
Es wäre toll, wenn die Idee nicht aussterben würde. Uns geht es darum, das forschend-entdeckende Lernen mehr und mehr auch in den Fachunterricht der Kolleginnen und Kollegen zu integrieren.

Wie sind Sie zur Mathematik gekommen, was waren Ihre Beweggründe?

Merkel: Der Matheunterricht fiel mir bis zur Oberstufe sehr leicht. In der Oberstufe musste ich zum ersten Mal was für Mathematik tun – das war total neu, ich wusste gar nicht, wie man Mathematik lernt. Als ich auch das begriffen hatte, war mir klar: „Ich will Mathelehrerin werden!“

Klein: Ich kann mich noch genau an den ersten kleinen Beweis in der Oberstufe erinnern, bei dem man ein gewisses Glücksgefühl empfunden hat, wenn alles am Ende gepasst hat. Diese „Schönheit der Mathematik“, die eigentlich schon viel früher gezeigt werden kann, möchte ich gerne jungen Menschen vermitteln.

Vielen Dank für das Gespräch!