Computerprogramme für den Mathematikunterricht
Es gibt eine vielzahl von Programmen die im Mathematikunterricht Verwendung finden. Grundsätzlich kann zwischen drei Programmgruppen unterschieden werden.
- Lernsoftware
- Werkzeugprogramme
- Programmiersprachen
Das Markt für Lernsoftware ist fast nicht mehr zu überschauen. Die meisten Schulbuchverlage bringen im Moment zu den Schulbücher abgestimmte Lernsoftware heraus. Außerdem gibt es eine große Entwicklergemeinde, die Lernsoftware kostenpflichtig oder als freeware entwickelt. Ein Großteil dieser Software richtet sich in erster Linie an den Bereich der Nachhilfe. Für den Einsatz in der Schule ist nur ein kleiner Teil dieser Programme wirklich geeigent.
Zu den Werkzeugprogrammen gehören bekannte Programmgruppen wie Dynamische Geometrie Software und auch Computer Algebra Systeme. Unter Werkzeugprogramme werden alle Programme zusammengefast, die bei der Erarbeitung von mathematischen Inhalten helfen. Wenn man diese Definition ganz weit fassen möchte, kann auch der Taschenrechner als Werkzeug verstanden werden. Im Folgenden sollen einige dieser Programme hier kurz vorgestellt werden. Diese Vorstellung kann nicht vollständig alle Programme erfassen. Sollte jemand ein gutes Programm kennen, was in dieser Liste aufgenommen werden sollte, wäre ich für einen Hinweis dankbar.
Es gibt vielfälltige Programmiersprachen, die auch in der Schule Verwendung finden. Meistens werden sie allerdings in Informatikkursen behandelt.
Dynamische Geometrie Software (DGS)
Andreas Koepsell und ich haben ein Buch über dynamische Geometrie und das Programm DynaGeo herausgebracht (Aulis Verlag). Es basiert auf jahrelanger Unterrichtserfahrung mit diesem Programm.
Dynamische Geometrie ist verpflichtender Unterrichtsstoff in Niedersachsen für alle Schulformen. Eine Beschäftigung mit diesem Thema ist dringend notwendig. Das Buch bietet einen umfassenden Überblick und eine Fülle sinnvoller Aufgabenvorschläge.
Dem Buch ist eine CD beigefügt mit vielen Arbeitsblättern im Wordformat und Beispiel-Dateien für DynaGeo.
Euklid DynaGeo ist das optimale Programm, um dynamische Geometrie in der Sekundarstufe I zu betreiben. Das Programm ist als Schullizenz günstig und gehört auf jeden Schulrechner. Die Kerncurricula schreiben die Behandlung der dynamischen Geometrie in der Klassenstufe 7 und 8 zwingend vor.
Geogebra kommt aus Österreich und ist auch kostenlos. Das Programm verbindet die DGS mit den Computer Algebra Systemen.
Eine Anleitung für Schülerinnen und Schüler zur Nutzung kann hier runtergeladen werden.
Hier 3 Aufgaben zum Einstieg der Schüler in die Geogebra beim Thema Lineare Funktionen. Zum Einsatz im Unterricht hat es sich bewährt erst Experten in einer Extrastunde auszubilden und anschließend die gleichen oder ähnliche Aufgaben mit der Klasse durchzuführen. Die Experten können übergreift im ganzen Jahrgang ausgebildet werden und beim Einstieg in das Programm die Lehrkraft unterstützen.
Alternativ zu DynaGeo Eukild wird häufig GeoNext von der Uni Bayreuth in Schulen verwendet. Das Programm ist komplett kostenlos. Auf der Homepage findet man auch viele Materialien zum Einsatz, die sich natürlich auch leicht auf andere Programme dieser Gruppe übertragen lassen.
Computer Algebra Systeme (CAS)
Computer Algebra Systeme führen alle Arten von Berechnungen durch. Leistungsstarke Programme wie z.B. Maple werden in der Wirtschaft und der Universitäten eingesetzt. Für die Schule kommen diese Programme aus kostengründen meistens nicht in Frage.
wxMaxima ist ein Computer Algebra System, das kostenlos bezogen und benutzt werden kann. Damit sind nun alle Schulen in der Lage, ab der 10. Klassenstufe im PC Raum mit einem CAS System zu arbeiten. Das Programm ist leistungsfähig und ähnelt in der Bedienung den teuren käuflichen Systemen sehr.
Man kann auch schon recht gute Anleitungen für dieses Programm in deutscher Sprache beziehen.
wxMaxima
wxMaxima Online Kurs
Ein gut strukturierter online Kurs für wxMaxima wird hier in deutscher Sprache angeboten. Dies ist für die eigenständige Schülerarbeit äußerst hilfreich.
Funktionsplotter
Funktionsplotter können im Vergleich zu den anderen beiden Programmgruppen nur sehr wenig. Fast jedes DGS und jedes CAS können Funktionen plotten. Die meisten CAS haben sogar einen 3D-Plott. Reine Funktionsplotter sind allerdings doch für Schulen interessant. Sie ist für Schüler meistens einfach zu erlernen und erfordern nicht das beherrschen einer komplexen Syntax.
Hier sollen nur einige Funktionsplotter kurz verlinkt werden. Welcher Plotter in der Schule Verwendung finden soll hängt von den Zielen ab. In einer unteren Klassenstufe würde ich lieber mit DynaPlot arbeiten. Die Schülerinnen und Schüler können schnell Funktionen zeichnen. Allerdings hat er nur sehr wenige Funktionen. DynaGeo eigentlich sich auch sehr gut, vor allen Dingen, wenn die Klasse bereits mit dem Programm gearbeitet hat. In höhren Klassen sind Paraplot 2 und Graph auch sehr interessante Programme.
DynaPlot ist ein Funktionsplotter, der als Excel Arbeitsblatt zur Verfügung gestellt wird. Es stehen vier Variablen zur Verfügung, die in die Funktionsgleichung eingebaut werden können. Die Variablen können durch Zahlobjekte verändert werden. Die dynamische Veränderung des Graphen kann betrachtet werden.
DynaPlot Anleitung
Paraplot2 ist ein Funktionsplotter, der insbesondere zur Darstellung von Funktionsscharen geeignet ist. Ein Parameter lässt sich auch als Schieber dynamisch verändern.
Mit Hilfe dieses Programms können Schülerinnen / Schüler den Einfluss von Parametern auf eine Funktionsgleichung untersuchen
FunkFix ist ein Makro für Word. Mit diesem Makro gelingt es, Funktionen mit Word so darzustellen, dass sie auf ein Arbeitsblatt gedruckt werden können und in einer guten Qualität dann auf dem Blatt Papier erscheinen.
Damit können einige Schwächen von Word im Umgang mit Grafiken bei diesem mathematischen Thema ausgeglichen werden.Dieses Programm wird jeden Lehrer / jede Leherin begeistern, der / die schon häufig sich mit anderen Programmen gequält hat.
Bei der Installation des Programms sind einige Besonderheiten zu beachten, die aber in der nachfolgenden Anleitung gut erklärt werden.
Weitere Werkzeugprogramme
Grafstat ist ein Statistik Programm, das in der Sekundarstufe I in hervorragender Weise im Mathematik-Unterricht eingesetzt werden kann. In den unteren Klassenstufen kann das Programm zur Erstellung von Fragebögen genutzt werden. Auch ein Schüler der 5. Klasse kann mit diesem Programm einen sinnvollen Fragebogen erstellen.
Ab Klasse 7 kann das Programm genutzt werden, um online Befragungen durchzuführen und eine statistische Erhebung auszuwerten. Das Programm lässt aus meiner Sicht keine Wünsche offen.
Grafstat kann von Bildungseinrichtungen kostenlos genutzt werden.
Poly ist ein Programm zur Darstellung von platonischen und archimedischen Körpern. Die Körper lassen sich in beliebige Richtungen drehen und auch eine Darstellung als Netz ist möglich.
Das Programm passt gut zum Geometrie Unterricht der 8. Klasse (Mathelive).
Das Programm ist hier als shareware erhältlich. Bitte beachten Sie, dass der Einsatz im Unterricht eine Registrierung verlangt.
Bauwas ist ein Programm zur Darstellung von Körpern, die aus Würfeln zusammen gesetzt werden. Es passt hervorragend zu dem Unterrichtsinhalt Herzberger Quader, der unter der Rubrik "Denken in räumlichen Strukturen" angeboten wird.
Die Bauplantechnik wird in diesem Programm auch umgesetzt. Der Umgang mit dem Programm wird von Schülerinnen und Schülern intuitiv erlernt.
Das Programm liegt hier in einem gepackten Ordner vor. Es sollte vor der Installation entpackt werden. Die rechtlichen Bedingungen für sahreware Programme sind einzuhalten.