Anlässlich der Snap!Shot 2020 Konferenz stellte Jens Mönig einen Schneeflocken-Designer vor, der Gebrauch von dem neuen „cut from“-Block macht. Die Programmierung des Designers macht sich die symmetrischen Eigenschaften einer Schneeflocke zunutze und da stellt sich natürlich die Frage, ob man ein solches Snap!-Programm nicht auf für das Thema „Spiegelungen und Symmetrien“ in der Mathematik nutzen kann, denn dort werden Symmetrieeigenschaften (Achsen- und Drehsymmetrie) unter anderem mit Scherenschnitten erarbeitet.
Der Lehrplan der Deutschschweiz setzt beim Thema Symmetrien zwar noch ganz auf traditionelle Ansätze, wenn er die zugehörige Kompetenz wie folgt formuliert: „Die Schülerinnen und Schüler können Figuren mit dem Geodreieck an einer Achse oder einem Punkt spiegeln, verschieben sowie mit Zirkel und Geodreieck um 90°, 180° und 270° drehen“ (Kompetenz MA.2.A.2i).
Dies muss aber niemanden daran hindern, diese Formulierung durch Verwendung zeitgemässer Informatikmittel entsprechend zu erweitern, insbesondere auch deshalb, weil der gleiche Lehrplan im Zyklus 2 im Bildnerischen Gestalten zum Experimentieren auffordert: „Die Schülerinnen und Schüler können durch Umdeuten und Spiegeln Darstellungsmöglichkeiten erproben und anwenden“ (Kompetenz BG.2.C.2c).
Programmierung in Snap!
Da im Mathematikunterricht eine Beschränkung auf die sechs Symmetrieachsen einer Schneeflocke nicht sinnvoll ist, muss die erwähnte Vorlage angepasst werden. Dies ist mit minimalen Änderungen möglich.
Die Anpassungen beschränken sich auf die Blöcke, in denen die Variable „parts“ auftaucht, da dadurch die von der Anzahl der Symmetrieachsen abhängigen Winkel automatisch berechnet werden. Ausserdem wurde noch eine Abfrage hinzugefügt, welche den Schülerinnen und Schülern erlaubt, die Anzahl der Symmetrieachsen selbst zu bestimmen, und die Grösse der Figur wird nun unter Verwendung des Sensorwertes „width of Stage“ automatisch berechnet, damit die Auflösung der Scherenschnitte gegebenenfalls angepasst werden kann.
Eine letzte Änderung betrifft die Schneidefunktion. Die „Schere“ wurde so programmiert, dass deren Grösse während des Programmablaufs angepasst werden kann.
Gebrauch des Programms im Unterricht
Das Programm kann entweder direkt über die Snap! Webseite aufgerufen werden oder aber mithilfe des ebenfalls an der Snap!Shot Konferenz vorgestellten Plugins „Snap! Submissions“ für Moodle direkt in einen Moodle-Kurs eingebaut werden. Die Verwendung des Plugins hat den Vorteil, dass die Resultate der Schülerinnen und Schüler direkt im LMS gespeichert werden, diese können aber natürlich auch an einem externen Ort gesammelt werden.
Die Anwendung des Programms ist einfach. Nach der Beantwortung der Frage nach der Anzahl der Symmetrieachsen, können die Schülerinnen und Schüler mit der Maus die entsprechenden Zuschneidungen vornehmen.
Ausserdem reagiert das Programm auf die folgenden Tastaturbefehle:
- Leerschlag: Der Scherenschnitt wird aufgefaltet oder zugeklappt;
- „s“: Die Schere wird verkleinert, was ein genaueres Zuschneiden ermöglicht;
- „b“: Die Schere wird vergrössert, was bei grosszügigeren Zuschnitten hilfreich sein kann.
Ein kurzes Video zeigt, wie der Scherenschnitt-Designer im Einsatz funktioniert.
Anmerkungen
Während bei diesem Snap!-Programm der Schwerpunkt auf der Anwendung, dem Einsatz im Geometrie-Unterricht liegt, und bei der Programmierung mathematische Grundlagen verwendet werden, welche den Schülerinnen und Schüler der 7. Klasse kaum geläufig sein dürften (Tangensfunktion), erlaubt das Programm im Gegensatz zu ähnlichen im Internet auffindbaren Werkzeugen trotzdem einen Blick unter die Haube. Interessierte Schülerinnen und Schüler können deshalb jederzeit den Schritt von der Anwendung zur Programmierung tun und so einen Blick hinter die Kulissen werfen.
Doch ist es überhaupt sinnvoll, ein Computerprogramm anstelle des klassischen Vorgehens mit der Schwere einzusetzen? Die Antwort auf diese Frage hängt sicherlich auch von der Zielsetzung ab. Beschränkt man sich auf den klassischen Scherenschnitt mit 2 Faltungen, erbringt das Programm keinen Mehrwert. Anders sieht es aus, wenn man andere Symmetrien, wie z.B. bei einem Fünf- oder anderen Vieleck anschauen möchte, dann ist die Papiervariante in der Regel nicht mehr praktikabel. Somit stellt das Programm nicht in erster Linie einen Ersatz für eine typische Unterrichtstätigkeit dar, sondern erweitert diese und erlaubt damit zusätzliche Fragestellungen:
- Wie unterscheiden sich Figuren, wenn man gerade oder ungerade Werte eingibt?
- Welche Symmetrien finden sich auch in der natürlichen Umwelt, in der Natur oder Technik (z.B. Sechseck bei Schneeflocken)?
- Welche Schnittmuster führen bei welchen Werten zu ästhetisch ansprechenden Resultaten?
Damit wird klar, der Einsatz von Snap! kann den Geometrie-Unterricht bereichern. Und dies ohne dass dabei auf Webseiten zurückgegriffen werden muss, bei denen Schülerinnen und Schülern entweder unliebsamer Werbung ausgesetzt werden oder deren Tätigkeiten von Drittanbietern mitverfolgt werden.
Link: Scherenschnitt-Designer