Der Zahlenstrahl begegnet uns üblicherweise zum ersten Mal während unserer Grundschulzeit. Doch nicht nur in der Grundschule hilft er uns dabei Zahlen visuell darzustellen und ihre Beziehungen zueinander zu verdeutlichen. Auch für ältere Schülerinnen und Schüler sowie Erwachsene kann der Zahlenstrahl als nützliches Werkzeug dienen.
Der klassische Zahlenstrahl
Was ist ein Zahlenstrahl?
Der Zahlenstrahl besteht aus einer geraden Linie. Am linken Ende der Linie steht die Null. Nach rechts hin läuft der Zahlenstrahl theoretisch bis ins Unendliche. Wir betrachten dabei in der Regel nur einen Ausschnitt. Zum Beispiel den Ausschnitt von 0 bis 100. Ein kleiner Pfeil am rechten Ende des Strahls signalisiert, dass der Strahl eigentlich noch weiter geht.
Was ist eine Zahlengerade?
Im Gegensatz zum Zahlenstrahl, der einen klaren Anfang bei der Zahl Null hat, hat die Zahlengerade weder Anfang noch Ende. Auf der Zahlengeraden sind die gesamten Zahlen von negativ Unendlich bis positiv Unendlich angeordnet. Die Null befindet sich in der Mitte der Geraden. Sie teilt die Gerade exakt in zwei Hälften. Die negativen Zahlen stehen auf der linken Seite, während die positiven Zahlen auf der rechten Seite stehen.
Was sind die Vorteile an der Arbeit mit dem Zahlenstrahl?
Insgesamt ist der Zahlenstrahl ein vielseitiges Werkzeug, das den Lernprozess unterstützt und das mathematische Verständnis vertieft.
Durch die Anordnung der Zahlen auf dem Zahlenstrahl und auf der Zahlengerade können die Schülerinnen und Schüler leicht erkennen, welche Zahl größer oder kleiner ist als eine andere.
Der Zahlenstrahl eignet sich besonders gut, um Addition und Subtraktion zu veranschaulichen. Wenn der Schüler zum Beispiel die Aufgabe 3 + 5 lösen möchte, kann er einfach bei der 3 starten und fünf Schritte nach rechts gehen, um bei der Lösung 8 anzukommen. Ebenso kann er diesen Ansatz bei der Subtraktion von Zahlen verwenden: Wenn er 7 – 4 berechnen möchte, startet er bei der 7 und geht vier Schritte nach links, um bei der Lösung 3 anzukommen.
Auch die Malreihen lassen sich am Zahlenstrahl leicht nachvollziehen. Möchte der Schüler beispielsweise die 4er-Reihe üben, so springt er am Zahlenstrahl immer vier Schritte nach rechts.
Darüber hinaus können die Schülerinnen und Schüler mit Hilfe des Strahls Dezimalzahlen verstehen lernen. Die Nachkommastellen werden hierbei durch weitere Unterteilungen auf dem Zahlenstrahl angezeigt.
Wie zeichne ich einen Zahlenstrahl?
Zum Zeichnen eines Zahlenstrahls benötigst du ein Blatt Papier (gerne kariert) oder ein kariertes Schulheft, einen Bleistift und ein Lineal.
- Zeichne eine gerade Linie auf das Papier. Diese Linie wird der Hauptstrich des Zahlenstrahls sein.
- Markiere den Nullpunkt am linken Ende deiner Linie.
- Überlege dir, welchen Zahlenbereich dein Strahl abdecken soll. Zum Beispiel die Zahlen von 0 bis 100.
- Überlege dir, ob du jede Zahl einzeln darstellen möchtest oder ob es eine gute Form der Bündelung gibt. Bei den Zahlen von 0 bis 100 könntest du zum Beispiel eine Einteilung in Zehner-Schritten vornehmen.
- Aus diesen Überlegungen ergibt sich die Anzahl der benötigten Abschnitte. Möchtest du zum Beispiel auf einem Strahl mit den Zahlen von 0 bis 100 eine Einteilung in Zehner-Schritten vornehmen, so benötigst du hierfür zehn Abschnitte. Möchtest du hingegen eine Einteilung in Fünfer-Schritten vornehmen, so benötigst du 20 Abschnitte.
- Teile deine Linie in die Abschnitte auf. Wichtig ist, dass die Länge aller Abschnitte gleich groß ist!
- Beschrifte die Abschnitte mit den entsprechenden Zahlen. Beginne mit der kleinsten Zahl links und arbeite dich nach rechts vor.
- Füge bei Bedarf zusätzliche Markierungen hinzu, um Zwischenwerte darzustellen. Bei einer Einteilung in Zehner-Schritten könnten Zwischenmarkierungen die Stellen der Einer anzeigen.
- Vergiss nicht, den Zahlenstrahl mit einem Pfeil am rechten Ende zu versehen, um anzuzeigen, dass er unendlich weitergeht.
Wie zeichne ich eine Zahlengerade?
Das Vorgehen bei einer Zahlengerade ist sehr ähnlich:
- Zeichne eine gerade Linie auf das Papier. Diese Linie wird der Hauptstrich deiner Zahlengerade sein.
- Markiere den Nullpunkt in der Mitte deiner Linie.
- Überlege dir, welchen Zahlenbereich deine Gerade abdecken soll. Zum Beispiel die Zahlen von -10 bis +10.
- Überlege dir, ob du jede Zahl einzeln darstellen möchtest oder ob es eine gute Form der Bündelung gibt. Bei den Zahlen von -10 bis +10 könntest du zum Beispiel eine Einteilung in Zweier-Schritten vornehmen.
- Aus diesen Überlegungen ergibt sich die Anzahl der benötigten Abschnitte. Möchtest du zum Beispiel auf einer Geraden mit den Zahlen von -10 bis +10 eine Einteilung in Zweier-Schritten vornehmen, so benötigst du hierfür zehn Abschnitte. Möchtest du hingegen eine Einteilung in Einer-Schritten vornehmen, so benötigst du 20 Abschnitte.
- Teile deine Linie in die Abschnitte auf. Wichtig ist, dass die Länge aller Abschnitte gleich groß ist!
- Beschrifte die Abschnitte mit den entsprechenden Zahlen. Beginne bei der Null und arbeite dich nach rechts vor um die positiven Zahlen einzutragen. Beginne erneut bei der Null und arbeite dich nach links vor um die negativen Zahlen einzutragen.
- Füge bei Bedarf zusätzliche Markierungen hinzu, um Zwischenwerte darzustellen. Bei einer Einteilung in Zweier-Schritten wäre eine Zwischenmarkierung sinnvoll.
- Vergiss nicht, die Zahlengerade mit Pfeilen an beiden Enden zu versehen, um anzuzeigen, dass sie in beide Richtungen unendlich weitergeht.
Vorlage zum Ausdrucken
Wenn du den Zahlenstrahl nicht selber zeichnen möchtest, kannst du ihn dir hier herunterladen und anschließend drucken. Schneide alle Teile aus und klebe sie an der grau markierten Klebefläche zusammen.
Dein Zahlenstrahl soll einen anderen Ausschnitt als die Zahlen von 0 bis 100 zeigen? Kein Problem. Schau dir gerne mein Material bei Eduki an:
- Zahlenstrahl von 0 bis 1 (Dezimalzahlen)
- Zahlenstrahl von 0 bis 10 und von 0 bis 20
- Zahlenstrahl von 0 bis 100
- Zahlenstrahl von 0 bis 1.000
- Zahlenstrahl von 0 bis 10.000
- Zahlenstrahl von 0 bis 100.000
- Zahlenstrahl von 0 bis 1.000.000
- Zahlengerade von -100 bis +100 (negative Zahlen)
Natürlich gibt es auch passende Arbeitsblätter dazu:
- Brüche am Zahlenstrahl
- Arbeitsblätter zum Zahlenstrahl von 0 bis 1 (Dezimalzahlen)
- Arbeitsblätter zum Zahlenstrahl von 0 bis 20
- Arbeitsblätter zum Zahlenstrahl von 0 bis 100
- Arbeitsblätter zum Zahlenstrahl von 0 bis 1.000
- Arbeitsblätter zum Zahlenstrahl von 0 bis 10.000
- Arbeitsblätter zum Zahlenstrahl von 0 bis 100.000
- Arbeitsblätter zum Zahlenstrahl von 0 bis 1.000.000
Der vertikale Zahlenstrahl als Alternative zum klassischen Zahlenstrahl
Warum stehen die größeren Zahlen auf dem Zahlenstrahl eigentlich rechts und die kleineren Zahlen links? Ich vermute, dass es mit unserer Leserichtung zusammenhängt. Wir lesen von links nach rechts. Diese Leserichtung findet sich auch bei Fortschrittsanzeigen, Zeitleisten und vielem mehr wieder. Möglicherweise hat es aber auch ganz andere Gründe, weshalb die Zahlen am Zahlenstrahl von links nach rechts angeordnet sind. Falls du die Antwort auf diese Frage kennst, schreib sie mir doch gerne in die Kommentare!
Würden wir also intuitiv die größeren Zahlen weiter rechts anordnen? Oder wäre es nicht viel intuitiver sie oben anzuordnen, während die kleineren Zahlen weiter unten stehen? Mit dieser Fragestellung befasst sich der äußerst interessante Artikel „Größer gleich höher“ auf Spektrum.de. Hier heißt es, dass eine vertikale Anordnung [den Schülerinnen und Schülern] deutlich mehr Orientierung liefern könne, wie Experimente gezeigt hätten.
Für mich klingt das absolut einleuchtend! Deshalb habe ich mich entschlossen neben dem klassischen Zahlenstrahl auch einen vertikalen Zahlenstrahl anzubieten. (Wie du weißt, bin ich stets offen für neue Lernmethoden und hilfreiches, anschauliches Lernmaterial. So habe ich dir beispielsweise neben der klassischen Hundertertafel eine alternative Hundertertafel an die Hand gegeben, die möglicherweise für den einen oder anderen Lernenden logischer ist.)
Vorlage zum Ausdrucken
Den vertikalen Zahlenstrahl mit den Zahlen bis 100 kannst du dir hier einfach herunterladen und ausdrucken. Schneide alle Teile aus und klebe sie an der grau markierten Klebefläche zusammen.
Falls du einen anderen Ausschnitt als die Zahlen von 0 bis 100 benötigst, schau dir gerne mein Material bei Eduki an:
- vertikaler Zahlenstrahl von 0 bis 10 und von 0 bis 20
- vertikaler Zahlenstrahl von 0 bis 100
- vertikaler Zahlenstrahl von 0 bis 1.000
- vertikale Zahlengerade von -100 bis +100 (negative Zahlen)
Wo findet man den vertikalen Zahlenstrahl im Alltag?
Schau dir mal ein Koordinatensystem an. Hier findest du den horizontalen und den vertikalen Zahlenstrahl gemeinsam in einem Bild. Daneben gibt es aber auch Anwendungen, in denen der vertikale Zahlenstrahl allein vorkommt. So zum Beispiel in Säulendiagrammen.
Den Schülerinnen und Schülern ist der vertikale Strahl wahrscheinlich eher aus ihrem Kinderzimmer bekannt: In Form einer Messlatte.
Wo findet man die vertikale Zahlengerade im Alltag?
Erinnerst du dich an meinen Blogartikel „Die negativen Zahlen erfahren – Mit dem Fahrstuhl„? In diesem Blogartikel beschreibe ich, wie du deinem Kind ganz spielerisch die negativen Zahlen beibringen kannst, indem ihr gemeinsam Fahrstuhl fahrt. Auch hier sind die Zahlen vertikal statt horizontal wiederzufinden. Die höheren Stockwerke liegen weiter oben, genauso wie die größeren Zahlen auf der vertikalen Zahlengerade weiter oben liegen. Bildlich ist dies auch an den Knöpfen im Fahrstuhl wiederzufinden.
Und auch auf dem Thermometer liegen die höheren Zahlen oben, während die niedrigeren Zahlen unten zu sehen sind. Wenn du mehr über die Einführung der negativen Zahlen mit Hilfe des Thermometers erfahren möchtest, lies gerne meinen Blogartikel „Negative Zahlen – Eine Einführung„.
In beiden Fällen ist die vertikale Zahlengerade die ideale Ergänzung zur praktischen Erfahrung mit dem Aufzug bzw. dem Thermometer!
Eine Spielidee für zu Hause
Das Beste am Zahlenstrahl ist, dass man Zahlen anschaulich miteinander vergleichen kann. Man sieht direkt welche Zahl größer ist und welche kleiner ist.
Mit dieser Grundidee im Hinterkopf habe ich mir ein kleines Spiel für meine Tochter ausgedacht. Ich sagte: „Ich habe mir eine Zahl ausgedacht. Kannst du sie erraten?“ Meine Tochter riet eine beliebige Zahl. Ich sagte: „Oh, meine Zahl ist größer!“ Wir markierten gemeinsam am Zahlenstrahl die von ihr geratene Zahl. Hierzu nahmen wir eine Büroklammer. Es ist aber auch ein Pfeil aus Pappe oder eine andere Art der Markierung möglich. Nun riet meine Tochter eine wesentlich größere Zahl. Ich sagte: „Meine Zahl ist kleiner!“ Wir markierten ihre Zahl mit einer zweiten Büroklammer. Dadurch wurde der Zahlenbereich klar abgesteckt, in dem sich meine Zahl befinden musste. Bei jedem weiteren Rateversuch bewegten wir eine Büroklammer. So wurde der Zahlenbereich immer kleiner, bis meine Tochter die gesuchte Zahl schließlich erraten hatte. Im Anschluss tauschten wir die Rollen.
Vielleicht hast du nun Lust bekommen unser Spiel nachzumachen? In jedem Fall wünsche ich dir viel Spaß und gute Lernerfolge bei der Arbeit mit dem Zahlenstrahl! Berichte mir gerne in den Kommentaren von deinen Erfahrungen!