CALIMERO

Computer-Algebra im Mathematikunterricht – Entdecken, Rechnen, Organisieren

 

Computer-Algebra-Systeme im Mathematikunterricht des Gymnasium der Schuljahrgänge 7 -12 des Gymnasiums.

Seit dem Schuljahr 2005/2006 bis zum Schuljahresende 2012/13 wurde der niedersächsische Schulversuch CAliMERO erfolgreich an sechs Projektschulen (Johanneum Lüneburg, Johanneum Lingen, Gymnasium Syke, Gymnasium Himmelsthür, Gymnasium Hankensbüttel und Gymnasium Papenburg) und fünf Vergleichsschulen durchgeführt. Das Ziel, die Entwicklung eines vollständigen, an den niedersächsischen Kerncurricula und Bildungsstandards orientierten Konzepts für die Arbeit mit dem CAS-Rechner in den Sekundarbereichen I und II einschließlich der Erstellung der Materialien zum Einsatz von Computer-Algebra-Systemen im Mathematikunterricht, konnte erreicht werden.

Schülerinnen und Schüler lassen sich stärker für das wichtige Kernfach Mathematik interessieren, wenn sie Mathematik als anregendes, nutzbringendes und kreatives Betätigungsfeld erleben. Dabei ist ein sinnvoller Einsatz zeitgemäßer digitaler Mathematikwerkzeuge – die insbesondere auch CAS umfassen – besonders wichtig. Die digitalen Mathematikwerkzeuge können den Aufbau von Kompetenzen unterstützen, indem sie gezieltes Experimentieren und das Entdecken neuer Sachverhalte ermöglichen, zu Fragen anregen und die Selbstständigkeit und die Kreativität fördern.

Dabei ist die sich beim vermehrten Einsatz von Technologie stellende Frage – Was muss auch noch langfristig „hilfsmittelfrei“ gekonnt werden? – besonders wichtig. Auch hierauf hält CAliMERO Antworten bereit. In der gesamten fachlichen Diskussion wird ein sinnstiftender Rechnereinsatz bei gleichzeitiger Betonung der „rechnerfreien Fertigkeiten“ deutlich herausgestellt. Der Schulversuch verbindet die Nutzung des CAS-Rechners mit gleichzeitiger Förderung der Basiskompetenzen durch die Entwicklung und den Einsatz sogenannter Kopfübungen. Gleichzeitig werden rechnerfreie Kompetenzen im Kontrast zu rechnerspezifischen Kompetenzen ausgewiesen.

Die Ergebnisse des Schulversuchs CAliMERO wurden auch bei der Entwicklung der Bildungsstandards für die allgemeine Hochschulreife und bei der Weiterentwicklung von Aufgabenformaten für die Abiturprüfung, die ab dem Jahr 2014 erstmals länderübergreifend mit einem gemeinsamen hilfsmittelfreien Teil stattfinden wird, berücksichtigt.     

CAliMERO hat auch Eingang in die aktuelle Weiterentwicklung der Kerncurricula Mathematik gefunden. Ein sinnstiftender, zeitgemäßer Einsatz digitaler Mathematikwerkzeuge bei gleichzeitiger Betonung der „rechnerfreien Fertigkeiten“ wird dabei deutlich herausgestellt.

Die wissenschaftliche Begleitung wurde durch Frau Prof. Dr. Regina Bruder von der TU Darmstadt wahrgenommen, Herr StD Wilhelm Weiskirch (†) vom Ratsgymnasium Stadthagen und Herr OStR Edmund Kronabel vom Gymnasium Papenburg koordinierten die Durchführung.

Ergebnisse von CAliMERO (Auszug aus dem Vortrag von Frau Prof. Regina Bruder anlässlich der Abschlussveranstaltung CAliMERO am 15.08.2013):
• Der Technologieeinsatz, insbesondere CAS, kann den Schülerinnen und Schülern helfen, Mathematik besser zu verstehen. Dafür ist jedoch ein klares Gesamtkonzept unbedingt nötig.
• CAliMERO liefert ein vollständiges, an den Bildungsstandards und niedersächsischen Kerncurricula orientiertes Gesamtkonzept für die Arbeit mit dem CAS-Rechner in den Sekundarbereichen I und II zum Einsatz von Computer-Algebra-Systemen im Mathematikunterricht. Dieses Gesamtkonzept dient der systematischen Unterstützung der Lehrkräfte.
• Ein konzeptionell gestützter  CAS-Einsatz wie im Projekt CAliMERO trägt zum vertieften Verständnis und zum Entdecken mathematischer Zusammenhänge bei, weil symbolische Rechnungen und exakte Ergebnisse Anlass für Schülerfragen und Lernprozesse sein können und so Lerngelegenheiten für die Erarbeitung, Reflexion, Übung und Wiederholung der aktuellen und länger zurückliegend behandelten Lerninhalte anbieten.
• Der Einsatz von CAS-Rechnern im Mathematikunterricht führt zu einem sicheren Umgang mit Objekten der Algebra und zur Verknüpfung der verschiedenen Darstellungsformen mathematischer Sachverhalte bei den Lernenden. Es zeigen sich deutliche Leistungsentwicklungen bei Aufgaben, die forschendes Umgehen mit Mathematik abprüfen. Die Lernenden entwickeln ein vertieftes Variablenverständnis und bessere Leistungen im Bereich des Kommunizierens und Modellierens. Leistungsschwächere Lernende werden durch einen methodisch und didaktisch entsprechend aufbereiteten Unterricht mit CAS-Rechnern besonders gefördert.
• Es besteht die unbedingte Notwendigkeit regelmäßiger Kopfübungen zum Wachhalten von Grundfertigkeiten ohne Einsatz des CAS. Dabei hat sich CAliMERO insbesondere auch der Frage gestellt: Was muss auch noch langfristig „hilfsmittelfrei“ gekonnt werden? Eine umfassende Materialiensammlung bietet Lehrenden und Lernenden umfangreiche Hilfestellungen.
• Mathematische Grundfähigkeiten werden somit auch im Unterricht mit CAS-Rechnern wach gehalten. Die Einführung eines hilfsmittelfreien Prüfungsteils wird durch die vorliegenden Ergebnisse von CAliMERO besonders gestützt.

Drucken

Sie möchten diesen Inhalt mit anderen teilen?

Niedersachen-Portal
Ich möchte diesen Inhalt über einen Social Network- oder einen Bookmark-Dienst teilen:

* Pflichtfelder

Lehrermaterialien zum Download

Die Lehrermaterialien für die Sek. I sind bei T³ Deutschland (www.t3deutschland.de) erschienen und stehen zum kostenlosen Download auf der TI-Materialdatenbank zur Verfügung. www.ti-unterrichtsmaterialien.net Zudem können die Schüler- und auch die Lehrermaterialien im TI-Unterrichtsmaterialien-Shop in gedruckter Form erworben werden: http://www.ti-activities-shop.net/

Materialien für die gymnasiale Oberstufe

Lehrer und Schülermaterialien für die gymnasiale Oberstufe gibt es beim Schroedel Verlag. Die CAliMERO-Materialen sind im Internet einsehbar und zwar als "e-Books" der Schüler- und Lehrerbände. Im Bereich der Lehrerbände stehen als Download die Zusatzmaterialien (pdf, tns-files) zur Verfügung.

zum Seitenanfang
zur mobilen Ansicht wechseln