Samstag, 29. Oktober 2016

Mathematik in der Kita




„Mathematische Grunderfahrungen bei Kindern im Alter von vier bis fünf Jahren“

Heute habe ich gemeinsam mit den Kindern das Mittagessen gemacht. Da wir Freitag haben, gibt es zum Nachtisch Eis! Darauf freuen sie sich die ganze Woche und übernehmen gerne freiwillig den Tischdienst, da sie wissen, dass sie dann das Eis holen dürfen. Bei mir in der Abteilung gibt es Drillinge. Einer von ihnen war in der zweiten Runde Tischdienst, der andere in der dritten. Heute dachte ich mir: „Mensch, so wenig Kinder, es ist entspannt und wir sind gut in der Zeit … ich lass sie mal die Kinder zählen und dann entsprechend das Eis holen. Vorab möchte ich gerne erwähnen, dass die Beiden sehr gut entwickelt sind, vor allem auf der kognitiven Ebene. In der zweiten Runde zählte „Maik“ 6 Kinder. Ich dachte mir: „Ok, dann hol mal 6 Eis. Mal sehen, wer keines bekommt.“. Gemeinsam mit seinem Tischdienstpartner ging er in die Küche. Als sie wiederkamen dachte ich: „Wow, das sind aber mehr als 6. Warum bringt ihr plötzlich so viele?“ Die Antwort war schon süß: „Wir haben vorsichtshalber ein paar mehr mitgebracht.“ Es waren 10 Eis und wir hatten 12 Kinder. Sie haben es schnell bemerkt und die zwei fehlenden nachgeholt.

In der dritten Runde, war nun sein Bruder und auch er sollte die Kinder zählen. Die Antwort lautete: „Es sind 6 Kinder.“ Ich antwortete darauf, dass ich die gleiche Antwort auch von seinem Bruder bekam. Ich schickte die beiden Tischdienste los und auch sie kamen mit mehr Eis zurück. Ich fragte sie wieder, weshalb sie mit mehr als 6 Eis zurückkommen und er antwortete mir: „Auf dem Weg in die Küche, dachte ich mir, ich bringe mal 9 Eis mit.“ Es hätten im enddefekt 10 sein müssen, aber auch ihm machte es nichts aus, noch eins nach zu holen.

Und so kam ich auf die Idee, mir über die Mathematik in der Kita Gedanken zu machen! Natürlich habe ich mir auch Gedanken über die Antworten gemacht. Beide haben im Alter von 5 Jahren unabhängig voneinander eine unterschiedliche Anzahl Kinder gezählt und mir als Antwort "6" gegeben. Woran liegt es? An der Mathematik? Oder an der Tatsache, dass es sich um Zwillinge bzw. Drillinge handelt? Auch das ist eine interessante Frage und muss demnächst untersucht werden ;-) 
In diesem Post soll es nun aber erst einmal um die Mathematik gehen. 


Mathematische Grunderfahrungen im Wandel der Zeit


Friedrich Fröbel (1782–1852) brachte bereits Mitte des 19. Jahrhunderts mathematische Elemente in die vorschulische Bildung ein. Im Mittelpunkt seines pädagogischen Konzeptes stand die mathematische Bildung durch seine „Spielgaben“.


Die erste Spielgabe ist der Ball. Später folgten Walze und Würfel. Es gibt vier Würfel, die aus unterschiedlichen Formen zusammengesetzt sind. Mit diesen Formen lassen sich verschiedene Muster legen, und die Kinder sammeln aufgrund der Eigenschaften der Körper und ihrer Anzahl mathematische Erfahrungen.

Mitte des 20. Jahrhunderts wurden die Erkenntnisse von Piaget (1896–1980) bekannt. Er entwickelte den Zahlbegriff und beschrieb diesen derart, dass er nur über kognitive Fähigkeiten erworben werde. Die Voraussetzung dafür ist laut Piaget die sensomotorische Wahrnehmung des Kindes. Piaget fand bei seinen Untersuchungen heraus, dass Kinder den Zahlbegriff erwerben, indem sie sich die Klassenbildung und die Serienbildung aneignen. Ebenso benötigen die Kinder ein Verständnis der Zahlinvarianz. Hierzu hat Piaget drei Stufen entwickelt. Piaget behandelt in seiner Theorie das Zählen lernen nicht, obwohl nach Prof. Kristin Krajewski[1] die Zählfähigkeit und das Mengenverständnis im Vorschulalter eine wichtige Voraussetzung sind, um später gute Mathematikkenntnisse entwickeln zu können.


Leider hatte mit Beginn der 1980er Jahre die mathematische vorschulische Bildung im Kindergarten keinen großen Stellenwert mehr. Es wurde mehr Wert auf die soziale Erziehung gelegt. Erst durch das Ergebnis der ersten Pisa-Studie[2] im Jahr 2000 haben sich unter anderem die Ansichten im Bezug auf die mathematische Bildung im Vorschulbereich geändert. Erst mit dem Ergebnis der zweiten Pisa-Studie im Jahr 2003 konnte nachgewiesen werden, dass mathematische Bildung bereits vor der Einschulung beginnt. Die 15-jährigen Jugendlichen, die mehr als ein Jahr zur Kita gegangen waren, hatten bessere mathematische Kompetenzen als andere Kinder.

Aufgrund der Ergebnisse aus der Pisa-Studie verständigten sich die 16 Bundesländer auf der Jugendministerkonferenz 2004 zur Erstellung von Rahmenplänen für den Elementarbereich. Im Mittelpunkt steht das ganzheitliche Lernen, das heißt, dass die Kinder mit all ihren Sinnen lernen. Die Vorgaben der Jugendministerkonferenz für die Bundesländer verlangen im Bereich der Mathematik, dass „der natürliche Entdeckungsdrang der Kinder dazu genutzt werden soll, den entwicklungsgemäßen Umgang mit Zahlen, Mengen und geometrischen Formen, mathematische Vorläuferkenntnisse und -fähigkeiten zu erwerben.“[3]

Da in Deutschland nach Art. 30 GG das Bildungswesen in der Zuständigkeit der Länder liegt, sind bis 2006 sechzehn verschiedene Rahmenpläne entstanden. Diese haben unterschiedliche Schwerpunkte und unterscheiden sich zum Teil stark voneinander. Dies zeigen schon die unterschiedlichen Titel wie zum Beispiel „Bildungsprogramm“, „Orien-tierungsplan“, „Grundsätze“ oder „Bildungsempfehlungen“. Auch speziell im Bereich Mathematik gibt es Unterschiede. Einige Rahmenpläne haben einen eigenen Mathematikteil, andere haben, wie auf der Jugendministerkonferenz, die Mathematik mit den Naturwissenschaften und der (Informations-)Technik zusammengefasst.



Mathematische Grunderfahrungen im Berliner Bildungsprogramm

Auch im Berliner Bildungsprogramm ist der Bereich der Mathematik enthalten. Hier wird beschrieben, wie bedeutsam das mathematische Lernen ist. Auf die Zahlen, das Messen, das Vergleichen, die Zeit und die Geometrie wird direkt eingegangen. In allen  Bildungsbereichen steht das Kind im Mittelpunkt, was durch die drei Unterkapitel „Das Kind in seiner Welt“, „Das Kind in der Kindergemeinschaft“ und „Weltgeschehen erleben, Welt erkunden“, die es für jeden Bildungsbereich gibt, deutlich wird. Ebenso wird betont, dass keine geschlechtsspezifischen Unterschiede gemacht werden sollen, um die Chancengerechtigkeit zu wahren. Wichtig ist laut diesen Vorgaben auch, dass sich Erzieherinnen/Erzieher, die eine Abneigung gegenüber der Mathematik haben, dennoch damit beschäftigen.

Im Berliner Bildungsprogramm werden für die Umsetzung der einzelnen Bildungsbereiche zu den jeweiligen drei Unterkapiteln Analysefragen gestellt; zum Beispiel wird in Bezug auf die mathematischen Grunderfahrungen im Unterkapitel „Das Kind in seiner Welt“ gefragt: „Zeigt das Kind Interesse an seinem Alter, an Zahlen, Telefonnummern oder ähnlichen Symbolen?“ Weitere Informationen und Anregungen für die Umsetzung erhalten die Erzieherinnen/Erzieher in dem Abschnitt „Bildungsaufgaben für die Erzieherinnen und Erzieher“, den es zu jedem Unterkapitel gibt. Hier werden zu den Unterpunkten Alltagssituationen, Spielangebote, Projektthemen und Raumgestaltung Beispiele und Vorschläge genannt, wie zum Beispiel „Kalender für wichtige Ereignisse (Geburtstag, Feste, Reise …)“.

Die Ziele werden in die vier Kompetenzen „Ich-Kompetenz“, „Soziale Kompetenz“, „Sachkompetenzen“ und „Lernmethodische Kompetenzen“ unterteilt, welche auch wieder in den drei Unterkapiteln zu finden sind. Die Ziele orientieren sich an dem zu erwartenden Ergebnis, wie zum Beispiel „Sein Alter kennen“ oder „Seine Hausnummer, seine Telefonnummer kennen“.

Darüber hinaus gibt es noch weitere Projekte und Methoden, von welchen ich einige im folgenden Abschnitt vorstellen werde.



Mögliche Projekte und Methoden zur Vermittlung von mathematischen Grunderfahrungen


In der letzten Zeit sind viele Projekte entstanden, um Kinder in die Welt der Zahlen einzuführen. Im Folgenden werde ich einige kurz vorstellen.

Komm mit ins Zahlenland

Bei diesem Konzept bauen die Kinder mit der Erzieherin ein gemeinsames Zahlenland auf. Das Zahlenland besteht aus mehreren Zahlenstädten. In jeder Stadt wohnt eine Zahlenfigur. Sie hat ein Gesicht, um die Zahlen lebendig zu gestalten. Die Zahlenfigur hat ein Zahlenhaus, einen Zahlengarten und einen Zahlenturm. Das Zahlenhaus hat eine der Bewohnerzahl entsprechende Anzahl von Fenstern. Der Zahlengarten ist geometrisch geformt und hat genau die Anzahl an Ecken, die zum Bewohner passen, ebenso hat der Turm so viele Etagen. Außerdem gibt es den Zahlenweg. Dieser wird aus Zahlenkarten von Null bis Zehn gebildet und führt in die Zahlenstadt, um die es geht. Die Zahlen werden durch Lieder, Geschichten und Spiele näher gebracht. Auch die Zahlenfee und der Zahlenkobold spielen mit: Der Zahlenkobold bringt die Gärten durcheinander und verschiebt den Zahlenweg. Die Kinder sollen dann versuchen, alles wieder rückgängig zu machen. Wenn die Kinder Hilfe brauchen, können sie die Zahlenfee rufen, die sie unterstützt.

Das kleine Zahlenbuch

Bei dem „Kleinen Zahlenbuch“ handelt es sich um eine Spielesammlung. Diese Spielesammlung enthält das kleine Zahlenbuch, acht Spielpläne, blaue und rote Plättchen, eine Spielfigur und einen Würfel. Die Kinder können eigenständig oder auch mit Erwachsenen die mathematischen Spiele spielen. Diese Spielesammlung ist Bestandteil des Frühförderprogramms „mathe 2000“. „mathe 2000“ gibt es schon seit über 20 Jahren. Es wurde an der TU Dortmund entwickelt und hat zum Ziel, „ein schlüssiges Konzept für das Lernen von Mathematik von der Kindertageseinrichtung bis zum Abitur aus einem Guss zu entwickeln“[4].

Mathematik erfinden mit gleichem Material in großer Anzahl

Die Kinder erhalten eine große Menge von einem Material. Zum Beispiel 1-Cent-Stücke. Die Kinder bekommen keine Vorgaben und können alleine oder gemeinsam Ideen entwickeln. Die Erzieherin muss mit den Kindern im Gespräch bleiben, um über die entstandenen Erfindungen zu sprechen.

Montessori-Material

Es gibt verschiedene Montessori-Materialien, die in drei Kategorien unterteilt werden. Sinnesmaterial, Sprachmaterial und mathematisches Material. Das mathematische Material eignet sich auch für die Verwendung im Kindergarten. Zu den mathematischen Materialien gehören unter anderem Numerische Stangen, Sandpapierziffern, goldenes Perlenmaterial, geometrische Körper, Spindelkasten und vieles mehr.

Die Ideen von Fröbel spielen in unseren Kindergärten leider keine große Rolle mehr. Außerhalb Deutschlands beeinflusst er immer noch die vorschulische Bildung. Piaget hingegen spielt trotz der früheren Fehlinterpretationen bis heute eine nicht zu unterschätzende Rolle in der vorschulischen Bildung.

Obwohl das Berliner Bildungsprogramm den Erziehern gute praxisorientierte Beispiele für den alltäglichen Umgang mit der Mathematik bietet, werden keine theoretischen Grundlagen zur mathematischen Grunderfahrung, wie sie zum Beispiel Piaget aufgestellt hat, erwähnt. Auf diese mathematische Grunderfahrung werde ich im Folgenden eingehen.



Was ist Mathematik?


Für Mathematik gibt es keine allgemein gültige Definition. Eine Definition, die vor rund zweieinhalbtausend Jahren aktuell hätte sein können, lautet: „Mathematik ist die Wissenschaft von den Zahlen“.[5] Heute umfasst die Mathematik mehr Bereiche als nur das Rechnen mit Zahlen.

„Mathematik ist die Wissenschaft von den Mustern“[6] (Keith Devlin S. 5). Mit dieser Definition geben sich einige der zeitgenössischen Mathematiker zufrieden, denn Muster spielen in vielen Bereichen der Mathematik eine Rolle, zum Beispiel als abstrakte Zahlenmuster, Formenmuster, Verhaltensmuster, Bewegungsmuster und so weiter.

Jedoch können die meisten mit dieser Definition nicht viel anfangen. In dem Buch „Zahlen, Spiralen und magische Quadrate“ wird die Mathematik besonders verständlich für Kinder dargelegt. [7] Die wichtigsten Aussagen lauten:



1. „Mathematik ist eine Sprache.“ Diese Mathematik-Sprache beinhaltet Wörter wie Quadrat, Primzahl, Oktaeder usw., welche mit der Absicht eingeführt wurden, die mathematische Arbeit und Vorgehensweise zu beschreiben. Für denjenigen, der die Sprache der Mathematik nicht beherrscht, ist sie unverständlich, wie es auch für „natürliche“ Sprachen gilt, aber man kann sie erlernen. Mathematik ist die einzige Sprache, die auf der ganzen Welt gesprochen und verstanden wird, da sie zu einem großen Teil aus Symbolen besteht, die immer und überall gleich sind.

2. Mathematik ist Fantasie, Raten und verrückte Ideen. Mathematik wird nicht nur erforscht, um anderen nützlich zu sein, sondern weil die Erforscher hier ihre Fantasie spielen lassen können und neue Gedankengänge und Begriffe erfinden können, etwa die Integralrechnung; diese Konstruktion ist mit nichts zu vergleichen, das real existiert, aber trotzdem hat sie ihren Nutzen.

3. „Mathematik ist ein Werkzeug“, welches unter anderem Forschern hilft, die Natur zu untersuchen, z. B. das Universum.

4. „Mathematik ist ein Hilfsmittel“, da sie von jeglicher Technik genutzt wird. Meteorologen berechnen beispielsweise, wie sich das Wetter in den nächsten Tagen voraussichtlich entwickeln wird.

5. „Mathematik ist überall!“ Man findet sie in Gebäuden, in Pflanzen und Tieren, in der Kunst – einfach überall, wo wir hinschauen, gibt es Mathematik.



Was sind mathematische Grunderfahrungen?


Die mathematischen Grunderfahrungen lassen sich in folgende drei Bereiche aufteilen: pränumerische, numerische und geometrische Erfahrungen. Auf diese Unterteilung möchte ich in diesem Abschnitt weiter eingehen.

Pränumerische Erfahrungen


Bei den pränumerischen Erfahrungen handelt es sich um den Teil der Mathematik, in welchem die Zahlen noch keine Rolle spielen. Dazu gehören das Vergleichen, die Klassifikation, Serition, die Zuordnung und die Invarianz.

Beim Vergleichen müssen die Kinder an zwei Objekten unterschiedliche oder identische Merkmale erkennen. Dies können Kinder, sobald sie in der Lage sind, Merkmale isoliert zu betrachten.

Bei der Klassifikation spielt das Vergleichen ebenso eine Rolle. Es werden mehrere Objekte nach Verschiedenheit oder Gleichheit geordnet und so in  Klassen eingeteilt. Die Kinder wenden das Klassifizieren beim Spielen an, indem sie Spielsachen nach Farben, Formen oder ihrer Verwendung ordnen. Zu Beginn sortiert das Kind nach zwei Kategorien, so zum Beispiel alle Kuscheltiere hier und dort keine. Später können sie nach einer Eigenschaft sortieren, also etwa alle Teddybären hierhin, alle anderen dorthin. Danach wird nach mehreren Eigenschaften sortiert: Teddys, Hasen, Hunde. Zum Schluss stellen die Kinder fest, dass die Kuscheltiere nach mehreren Kategorien sortiert werden können: Teddys, die brummen, weiße Hasen, gefleckte Hunde usw.

Die nächste Form des Ordnens ist die Seriation. Hierbei werden die Gegenstände aufsteigend oder absteigend angeordnet. Die Kinder können die Objekte nach Größe und Gewicht anordnen, aber es können auch Farben oder Töne von hell nach dunkel oder von tief nach hoch sortiert werden. Eine wichtige Voraussetzung, um eine Reihe bilden zu können, ist die räumliche Orientierung. Durch die Seriation lernen die Kinder, dass auch Zahlen eine aufsteigende Zahlenreihe bilden. Haben Kinder Schwierigkeiten mit der Seriation , können sie kein echtes Zahlenverständnis aufbauen.

Mit der Eins-zu-eins-Zuordnung machen die Kinder schon früh Erfahrungen, zum Beispiel beim Zuordnen der Strümpfe zu den Füßen. Später wird die Eins-zu-eins-Zuordnung auch bei Zahlen und Mengen angewandt. Mengen können mit der Eins-zu-eins-Zuordnung nach ihrer Mächtigkeit verglichen werden. Hierbei werden die Objekte von zwei Mengen einander paarweise zugeordnet. Wenn kein Objekt von einer der Mengen übrig bleibt, sind die Mengen gleich mächtig. Bleibt etwas übrig, ist die entsprechende Menge größer als die andere. Hierbei darf jedes Element nur einmal gezählt werden. Damit einem Kind diese Eins-zu-eins-Zuordnung gelingt, muss es Strategien entwickeln, um Fehler wie etwa das Auslassen oder doppelte Zählen von Elementen zu vermeiden. Die Kinder legen sich also die Elemente in eine Reihe oder nehmen die Finger zu Hilfe.

Die Invarianz bedeutet, dass die Größe einer Menge auch dann gleich bleibt, wenn die Anordnung der Menge verändert wird – unabhängig davon, ob es eine strukturelle Änderung ist, bei der man die Anordnung der Objekte verändert, oder ob die Objekte gegen kleinere Objekte ausgetauscht werden, was eine qualitative Änderung wäre.

Piaget[8] hat zum Erlernen der Unveränderlichkeit von Mengen (Invarianz) ein Drei-Stufen-Modell erstellt:

Auf der ersten Stufe hat das Kind nicht die Fähigkeit, eine Eins-zu-eins-Zuordnung herzustellen (4–5 Jahre).

Eine Eins-zu-eins-Zuordnung ist auf der zweiten Stufe eingeschränkt möglich, jedoch überwiegt bei den Kindern der visuelle Eindruck. Daher handelt es sich hierbei um eine Übergangsphase, und die Kinder haben das Invarianzprinzip noch nicht verinnerlicht.

Auf der letzten Stufe (6–7Jahre) verstehen die Kinder das Prinzip der Zahlinvarianz und begreifen, dass eine Menge nach Umordnung gleich bleibt.

Die pränumerischen Erfahrungen legen einen wichtigen Grundstein für das spätere mathematische Verständnis. Alle hier genannten Punkte mit Ausnahme der Invarianz können schon früh in den Kindergartenalltag eingebracht werden. Parallel zu den pränumerischen Erfahrungen beginnen die Kinder, Erfahrungen im numerischen Bereich zu sammeln.



Numerische Erfahrungen


Bei den numerischen Erfahrungen geht es um den Umgang mit Zahlen und das Zählen. Um mit Zahlen umgehen zu können, müssen Kinder die unterschiedlichen Bedeutungen und Verwendungen von Zahlen begreifen. Daher gehe ich im Folgenden auf die Punkte Zahlaspekte, Zählen, Zahlwortfolge und Zahlprinzipien ein.

Zahlaspekte


Zahlen sind nicht einfach nur Zahlen, mit denen wir rechnen können. Sie drücken auch unterschiedliche Aspekte und Bedeutungen aus.[9]

Der Kardinalaspekt steht für die Mächtigkeit einer Menge, das heißt die Zahl gibt an, wie viele Elemente enthalten sind (z. B. 5 Autos).

Der Ordinalaspekt gibt die Stelle in einer Reihe an, das heißt die Zahl lässt drauf schließen, an welcher Position sich das Element befindet. (z. B. das 5. Auto ist rot).

Beim Codierungsaspekt stehen die Zahlen für „Namen“. Hierzu gehören zum Beispiel Telefonnummern, Hausnummern und Trikotnummern (z. B. die 13 auf dem Trikot von Ballack).

Der Maßzahlaspekt steht für eine Größe, das heißt die Zahl gibt ein Verhältnis zu einer bestimmten Einheit (Länge, Gewicht) an (z. B. das Auto wiegt 5 g).

Der Operatoraspekt steht für die Häufigkeit, das heißt die Zahl gibt einen Faktor an (z. B. das Auto kann 5-mal aufgezogen werden).

Der Rechenzahlaspekt steht für das Rechnen, das heißt zwei Zahlen mit gleicher oder unterschiedlicher Mächtigkeit können zum Rechnen verwendet werden (z. B. 5 + 4 = 9).

Der relationale Zahlaspekt zeigt an, welche Beziehungen zwischen Zahlen auftreten können (die 6 liegt zwischen 3 und 9, oder 5 kommt vor 8).

Beim narrativen oder kulturellen Zahlaspekt steht die Zahl für ein Symbol oder wird in Märchen verwendet (z. B. die Unglückszahl 13 oder „Der Wolf und die sieben jungen Geißlein“).

Beim geometrischen Zahlaspekt stehen die Zahlen für geometrische Gegebenheiten, das heißt die Zahlen geben geometrischen Formen Ausdruck (z. B. Viereck, Fünfeck).

Hinzu kommen noch das Abzählen und das Auszählen. Beim Abzählen werden alle Elemente einer Menge gezählt und somit die Größe der Menge durch eine Zahl bestimmt. Beim Auszählen wird eine Zahl vorgegeben, welche aus einer Menge entnommen wird.

Zählen


Das Zählen lernen beginnt mit dem Spracherwerb. Die Kinder beginnen, Zahlwörter nachzusprechen, und sie merken sich das eine oder andere Zahlwort. Die Kinder lernen Zahlen in ihrer Umgebung kennen, wie das eigene Alter oder Hausnummern. Zu Beginn geben die Kinder die Zahlen beim Zählen noch in einer falschen Reihenfolge wieder. Dies wird asynchrones Zählen genannt. Die Kinder haben noch keinen Bezug zu den einzelnen Zahlen und deren Stellenwert. Sie zählen alle Zahlen auf, die sie sich gemerkt haben.

Wenn die Kinder einen Bezug zu den einzelnen Zahlwörtern aufgebaut, deren Bedeutung erkannt haben und sie sinnvoll einsetzen können, spricht man vom synchronen Zählen.

Dies verlangt das Zusammenspiel verschiedener Sinne und eine hohe kognitive Leistung der Kinder. Wenn die Kinder mit dem Zählen beginnen, ist es für sie wichtig, dass sie die Gegenstände beim Zählen berühren. Mit der Zeit reicht es den Kindern, nur auf die Objekte zu zeigen, da sie sich die Objekte jetzt vorstellen können. Dies wird auch noch in der Schule beim resultativen Zählen genutzt, indem die Kinder zum Zählen ihre Finger benutzen.

Es ist sehr schwer zu unterscheiden, ob ein Kind schon das resultative Zählen beherrscht oder noch beim synchronen Zählen ist. Ein Beispiel hierzu: Lässt man ein Kind für jedes Familienmitglied (z. B. 5 Personen) einen Apfel holen und kommt das Kind mit der richtigen Anzahl zurück. Wenn das Kind nur mit dem synchronen Zählen vertraut ist, wird es wie folgt vorgehen: ein Apfel für Mama, ein Apfel für Papa, ein Apfel für Paul, ein Apfel für Paula und ein Apfel für mich. Dies ist das Prinzip der Eins-zu-eins-Zuordnung. Ein Kind, das das resultative Zählen beherrscht, zählt hingegen alle Personen, kommt auf das Ergebnis fünf und geht fünf Äpfel holen. Dies entspricht dem schon genannten Kardinalaspekt.

Zahlwortreihe


Fuson[10] hat zum Erwerb der Zahlwortreihe fünf Entwicklungsschritte aufgestellt. Der erste Entwicklungsschritt ist die Zahlwortreihe als Ganzheit. Die Kinder können die Zahlwortreihe nur als ein Wort aufsagen („einszweidreivierfünf“) und müssen immer vom Anfang bis zum Ende zählen. Der nächste Schritt (unflexible Zahlwortreihe) ist daran zu erkennen, dass die Kinder die Zahlwörter trennen (eins zwei drei vier fünf). Sie müssen immer noch mit eins beginnen, können aber bis zu einer vorgegebenen Zahl zählen. Im dritten Schritt (teilweise flexible Zahlwortreihe) können die Kinder von einer bestimmten Zahl an weiterzählen. Sie kennen den Vorgänger und Nachfolger einer Zahl, und die Zahlwörter werden getrennt wahrgenommen. Die Kinder entwickeln die Fähigkeit, rückwärts zu zählen. Einige Kinder können, bevor sie eingeschult werden, rückwärtszählen oder können von einer beliebigen Zahl an weiterzählen. Beim vierten Entwicklungsschritt (flexible Zahlwortreihe) werden Zahlen zu zählbaren Einheiten. Dies kann zur Addition und Subtraktion benutzt werden. Das Kind kann rechnen, indem es abzählt. Es zählt von einer Zahl um eine bestimmte Anzahl weiter, damit es auf das Ergebnis kommt. Zum Beispiel bei 5 + 4 = 9: fünf è sechs, sieben, acht, neun. In der letzten Entwicklungsstufe (vollständig reversible Zahlwortreihe) können Kinder von einer beliebigen Zahl vorwärts und rückwärts in gleicher Geschwindigkeit zählen. Die Kinder haben die Einsicht, dass Zahlen zerlegt werden können (Teil-Ganzes-Schema) und dass Addition und Subtraktion sich jeweils umkehren.

Zählprinzipien


Es gibt fünf Zählprinzipien, die von Gelmann und Gallistel[11] aufgestellt wurden. Bei den ersten drei Prinzipien handelt es sich darum, wie gezählt wird. Das erste Prinzip entspricht der Eins-zu-eins-Zuordnung, die ich bereits zuvor unter Punkt 2.3.1 näher beschrieben habe.

Das zweite Prinzip ist das Prinzip der stabilen Reihenfolge, bei dem die Zahlwörter in der richtigen Reihenfolge genannt werden müssen, um auf ein korrektes Ergebnis zu kommen. Dies muss auch immer wiederholbar sein.

Das dritte Prinzip ist das Kardinalsprinzip: Die Kinder zählen die Elemente und wissen, dass das letzte Element die Größe der Menge ist. Das heißt die Kinder können, wenn sie dieses Prinzip beherrschen, die Frage beantworten: „Wie viele sind das?“ Voraussetzung hierfür ist, dass die Kinder mit den ersten beiden Prinzipien sicher umgehen können.

Bei den letzten zwei Prinzipien handelt es sich um die Voraussetzung, die ersten drei Prinzipien anwenden zu können. Das vierte Prinzip ist das Abstraktionsprinzip, für das die Kinder erst einmal verstehen müssen, dass ein Zahlwort kein bestimmtes Objekt beschreibt, sondern für eine Menge von Gegenständen steht.

Das fünfte Prinzip ist das Prinzip der Irrelevanz der Reihenfolge. Beim Zählen spielt es keine Rolle, in welcher Reihenfolge gezählt wird. Das Kind muss verstehen, dass sich das Ergebnis nicht ändert, wenn zum Beispiel einmal das blaue Auto und einmal das rote Auto die 5 ist.

Diese Prinzipien werden von den Kindern im Laufe der Zeit verinnerlicht. Noch bevor die Kinder sprachliche Fertigkeiten besitzen, können sie die Eins-zu-eins-Zuordnung und die stabile Reihenfolge gelernt haben. Im Alter von 5 Jahren sollten die fünf Zählprinzipien beherrscht werden.

Mengenvorstellung

In der Säuglingsforschung hat man herausgefunden, dass Säuglinge kleinere Mengen (bis zu drei) unterscheiden können; somit ist diese Fähigkeit wahrscheinlich angeboren.

Ein wichtiger Bestandteil der Mengenvorstellung ist das Simultanerfassen von Gegenständen. Das Simultanerfassen ist die Fähigkeit, eine kleine Menge zu erkennen, ohne sie abzuzählen. Erwachsene können bis zu sechs Gegenstände erfassen.

Durch den Spracherwerb entdecken Kinder einen neuen Weg, um sich Mengen zu erschließen, zum Beispiel durch Wörter wie „wenig“, „viel“, „mehr“, „voll“ etc., und sie lernen das Zählen.

Nach Resnick können Kinder im Alter von 3 bis 4 Jahren zwei Mengen im direkten Vergleich mehr oder weniger bestimmen. Die Kinder beginnen, die Abfolge der Zahlennamen mit den Mengen zu verbinden, und können sagen, welche Zahl mehr angibt. Im Alter von 4 bis 5 Jahren verstehen die Kinder, dass man eine Menge zerlegen und wieder zusammenfügen kann.

Der zweite wichtige Grundstein, der im Kindergarten gelegt wird, sind die numerischen Erfahrungen. Da die Zählprinzipien vor der Einschulung beherrscht werden sollten, ist dies ein wichtiger Teil der mathematischen Arbeit im Kindergarten.

Als letzten, jedoch nicht weniger wichtigen Teil, stelle ich nun noch die geometrischen Erfahrungen dar.

Geometrische Erfahrungen


Die geometrischen Erfahrungen können in drei Bereiche unterteilt werden: das Sehen und Vorstellen, Raumerfahrungen und -orientierung sowie Flächen und Körper.

Geometrische Grunderfahrungen machen Kinder schon im ersten Lebensjahr. Sie beginnen, durch Sehen und Fühlen ihre nähere Umgebung wahrzunehmen. Sie machen Erfahrungen im Raum erst dadurch, dass sie sich um sich selbst drehen, dann durch Sitzen und Krabbeln und später durchs Laufen.

Die Kinder lernen die Lagebeziehungen von ihrem eigenem Körper aus („oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „links“, „rechts“). Die meisten Kinder kommen vor Schulbeginn mit den Begriffen „oben“, „unten“, „neben“, „vor“ und „hinter“ gut zurecht. Schwierigkeiten haben Kinder mit „rechts“ und „links“ (dies ergab eine Vorkenntniserhebung[12] bei Schulanfängern).

Ebenso gehört zu den geometrischen Grunderfahrungen das Erfassen von räumlichen Beziehungen. Hierfür muss das Kind in der Lage sein, sich in die räumliche Situation hineinzuversetzen, damit es ein Objekt aus einem anderen Blickwinkel erkennen kann.

Wenn man an Geometrie denkt, fallen einem als erstes die geometrischen Formen ein, wie Viereck, Kreis und Dreieck. Diese Formen und Figuren können Kleinkinder schon unterscheiden, obwohl sie die Begriffe noch nicht kennen. In einer Untersuchung von Clements (2004) konnten vierjährige Kinder bereits Kreise und Quadrate erkennen. Bei verschiedenen Rechtecken und Dreiecken hatten diese Kinder Schwierigkeiten. Für Kinder ist nur ein gleichschenkliges Dreieck ein Dreieck. Bei Körpern haben die Kinder mehr Schwierigkeiten, eine Beziehung herzustellen. Es gelingt den Kindern bei Zylindern, Kugeln und Quadern, eine Beziehung zur Umwelt herzustellen.

Auch geometrische Erfahrungen werden im Kindergarten gesammelt, da hier die Kinder einen Großteil des Tages verbringen. In dieser Zeit lernen sie, sich in der Umwelt zu orientieren.



Die Funktionsräume bieten den Kindern viele Möglichkeiten, mathematische Erfahrungen zu sammeln. Zum einen gibt es eine große Anzahl an Puzzles. Beim Puzzeln wird die räumliche Wahrnehmung gefördert. Zum anderen gibt es auch mehrere Zahlenspiele (zwei davon als Puzzle, die anderen als Zuordnung von Ziffer zur Menge). Weitere mathematische Alltagserfahrungen machen die Kinder beim Tischdecken. Jeden Tag sind drei oder vier Kinder dafür zuständig. Sie müssen darauf achten, dass jedes Kind einen Teller, Becher und Besteck hat. Dadurch werden die Kinder sicherer in der Eins-zu-eins-Zuordnung. Auch auf den Ausflügen machten die Kinder entsprechende Erfahrungen: „Mit welchem Bus oder welcher Bahn fahren wir?“ oder „Um welche Uhrzeit müssen wir da sein?“ Ein wichtiges Thema in der Gruppe ist, dass die Kinder wissen sollen, in welcher Straße sie wohnen und welche Hausnummer sie haben, damit ihnen geholfen werden kann, sollte ein Kind auf einem Ausflug die Gruppe verlieren. Die Kinder machten zudem mathematische Erfahrungen im Garten – ob beim Fußballspielen durch das Zählen der Tore oder im Herbst beim Kastaniensammeln.



Um mir ein Bild von den Mengenvorstellungen der Kinder zu machen, teste ich, ob die Kinder schon Gegenstände simultan erfassen können. Hierfür nutze ich Plastikkreise und lege fünf Kreise aus. Ich frage die Kinder einzeln, wie viele Kreise es sind. Ich beobachte, ob die Kinder zählen oder ob sie mir gleich die Menge nennen können. Wenn sie zählen, die Menge also nicht simultan erfassen, sammle ich die Kreise danach wieder ein. Dann lege ich neue Kreise aus. Diesmal gibt es einen weniger, und ich frage wieder nach der Anzahl. Wenn mir ein Kind spontan die Anzahl der Kreise nennt, gehe ich davon aus, dass das Kind diesmal die Kreise simultan erfasst. Dies überprüfe ich, indem ich die Kreise entferne und dieselbe Anzahl von Kreisen in einer anderen Anordnung wieder auslege.

Um festzustellen, ob die Kinder Mengen unterscheiden können, lasse ich sie beispielsweise zwei mit Wasser gefüllte Becher und Kastanienhaufen unterscheiden. Alle Kinder können angeben, in welchem der  zwei Bechern  sich mehr Wasser befindet.



In meinem nächsten Artikel werde ich Euch zu diesem Thema ein bereits durchgeführtes Zahlenprojekt vorstellen!







[1] Vgl. Heinz Aiso, Grüßling (Hg.): Mathematiklernen vom Kindergarten bis zum Studium. Münster: Waxmann Verlag, 2009; S. 18ff.
[2] Die Pisa-Studie ist ein internationaler Vergleich, der alle 3 Jahre durchgeführt wird. Hierbei werden 15-jährige Jugendliche auf ihre Kenntnisse in den Bereichen Lesekompetenz, mathematische Kompetenz und naturwissenschaftliche Grundbildung überprüft.
[3] http://www.kmk.org/fileadmin/pdf/PresseUndAktuelles/2004/Gemeinsamer_Rahmen_Kindertageseinrich
_BSJMK_KMK.pdf; S.4 (Stand: 06.02.2011).
[4] Pauen Sabina, Herber Viktoria (Hg.): Vom Kleinsein zum Einstein. Berlin, Düsseldorf: Cornelsen Verlag Scriptor, 2003; S. 54.
[5] Devlin Keith: Muster der Mathematik: Ordnungsgesetze des Geistes und der Natur. 2., Heidelberg, Berlin: Spektrum Akademischer Verlag, 2002; S. 2.
[6] Devlin Keith 2002; S. 5.
[7] Vgl. Dahl Kristin/Nordqvist Sven: Zahlen, Spiralen und magische Quadrate. Hamburg: Verlag Friedrich Oetinger, 1996; S. 7ff.
[8] Vgl. Piaget Jean, Szeminska Alina: Die Entwicklung des Zahlenbegriffs beim Kinde. 3., Stuttgart: Ernst Klett Verlag, 1972; S. 42ff.
[9] Vgl. Feuerlein Renate, Andrea Przybilla: Zahlenspaß für Kleine, Mathematische Fähigkeiten im Vorschulalter fördern. Freiburg: Verlag Herder, 2008.
[10] Vgl. Gasteiger Hedwig: Elementare mathematische Bildung im Alltag der Kindertagesstätte. Münster: Waxmann Verlag, 2010; S. 41ff.
[11] Vgl. Gasteiger Hedwig: 2010; S. 37f.
[12] Vgl. Gasteiger Hedwig: 2010; S. 60.




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