Die Fähigkeit, mathematische Modelle zu erstellen und auf Realsituationen anzuwenden, spielt eine zentrale Rolle im modernen anwendungsorientierten Mathematikunterrichtes. Gerade bei der Förderung dieser Kompetenzen bietet der Computer als Werkzeug im Mathematikunterricht neue Möglichkeiten und Methoden bereit, die es oft erst ermöglichen, mathematische Inhalte zu modellieren und dadurch den Schüler zur Anwendung von Mathematik zu befähigen. In der Arbeit wird aufgezeigt, wie mit Hilfe des Arbeitsmittels Computer die altbewährten Ziele des Mathematikunterrichtes ergänzt und unterstützt werden können und in welcher Weise neue Informations- und Kommunikationstechnologien das Lernen verändern kann.
Im ersten Teil werden verschiedene Fragestellungen zum Thema Computereinsatz im Unterricht diskutiert: Warum überhaupt den Computer im Unterricht einsetzen? Welche Chancen und Möglichkeiten bietet er? Welche Probleme und Gefahren können auftreten? Was bedeutet dies für den Unterricht?
Anschließend werden unterschiedliche Programme und Programmtypen und ihre Fähigkeit, den Modellierungsprozess zu unterstützen besprochen.
Anhand von zwei Beispielen werden danach konkrete Modellierungen für den Unterrichteinsatz vorgestellt. Dabei werden drei Werkzeuge verwendet: Fathom, Excel und Dynasys.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Der Computer im Mathematikunterricht
- Ausgangslage
- Zum Nutzen mathematischer Modelle
- Schwierigkeiten
- Konsequenzen
- Der Computer im Modellkreislauf
- Einsatzarten des Computers
- Geeignete Modellarten
- Dynamische Modellierung und Simulation
- Chancen und Möglichkeiten durch Computereinsatz
- Probleme und Gefahren des Computereinsatzes
- Konsequenzen für den Unterricht
- Modellbildungssoftware
- Grafische Modellierungssoftware
- Tabellenkalkulation
- Computeralgebrasysteme (CAS)
- Dynamische Geometrie Software (DGS)
- Programmiersprachen
- Sonstige Software
- Beispiele
- Räuber-Beute Modell
- Das Modell in Dynasys
- Das Modell in Excel
- Auf Entdeckungsreise mit Kepler
- Räuber-Beute Modell
- Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit beleuchtet den Einsatz des Computers im Mathematikunterricht als Werkzeug zur Modellierung. Sie befasst sich mit den Chancen und Herausforderungen, die der Computer für die Lehre und das Lernen in diesem Kontext bietet. Dabei werden verschiedene Programme und Programmtypen vorgestellt, die den Modellierungsprozess unterstützen.
- Die Bedeutung mathematischer Modellierung für den Mathematikunterricht
- Die Schwierigkeiten, die Schüler beim Mathematisieren haben
- Die Einsatzmöglichkeiten des Computers im Modellierungsprozess
- Die verschiedenen Arten von Modellierungssoftware und ihre Einsatzgebiete
- Die Vorteile und Nachteile des Computereinsatzes im Mathematikunterricht
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung gibt einen Überblick über die Relevanz des Computereinsatzes im Mathematikunterricht und die Herausforderungen, die mit dem Einsatz von digitalen Werkzeugen verbunden sind. Das Kapitel 2 beschäftigt sich mit den Einsatzmöglichkeiten des Computers im Modellierungsprozess und stellt verschiedene Arten von Software vor, die die Modellierung unterstützen. Das Kapitel 3 präsentiert konkrete Beispiele für die Modellierung mit verschiedenen Softwaretools.
Schlüsselwörter
Mathematikunterricht, Modellierung, Computer, Software, Programmtypen, Modellierungsprozess, Chancen und Herausforderungen, Mathematisierung, Problemlösen.
Häufig gestellte Fragen zum Computer im Mathematikunterricht
Welchen Nutzen bietet der Computer für mathematische Modelle?
Der Computer ermöglicht es, komplexe Realsituationen zu simulieren, Daten schnell zu verarbeiten und Visualisierungen zu erstellen, die das Verständnis für abstrakte Konzepte fördern.
Was ist grafische Modellierungssoftware?
Programme wie Dynasys erlauben es, Zusammenhänge (z.B. Räuber-Beute-Modelle) visuell darzustellen und dynamische Veränderungen über die Zeit hinweg zu simulieren.
Warum ist Excel im Mathematikunterricht sinnvoll?
Tabellenkalkulationen wie Excel sind ideal für iterative Berechnungen, statistische Auswertungen und die Erstellung von Diagrammen, was den Modellierungsprozess unterstützt.
Welche Probleme können beim Computereinsatz auftreten?
Es besteht die Gefahr des "Black-Box-Effekts", bei dem Schüler Ergebnisse erhalten, ohne den mathematischen Hintergrund zu verstehen, sowie technische Ablenkung vom eigentlichen Lernziel.
Was bedeutet "Dynamische Geometrie Software" (DGS)?
DGS ermöglicht das Konstruieren geometrischer Objekte, die bewegt werden können, wobei ihre mathematischen Eigenschaften erhalten bleiben, was exploratives Lernen fördert.
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- Christian Urff (Author), 2003, Der Computer als Werkzeug zur Modellbildung im Mathematikunterricht, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/29787
