Der MatheKonstruktor

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1 Der MatheKonstruktor Version 3.0 Stand: von Rainer Martin Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 1 von 12

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Das Konzept Mathematische Objekte Koordinatensystem Objekte Bedienelemente Hauptfenster Menü Toolbar Objekteigenschaften Bedienknöpfe Objektliste Neues Objekt Zeichenfläche Programmversion und Installation Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 2 von 12

3 1. Einleitung Die Schulen werden in naher Zukunft vermehrt mit elektronischen Tafeln (Whiteboards, interaktiver Beamer usw.) ausgestattet sein. Im Unterricht werden daher verstärkt Computer, Tablets usw. eingesetzt werden. Natürlich gibt es bereits etliche Programme, die für den Mathematik-Unterricht am PC geeignet sind. Oft werden diese jedoch nicht verwendet, weil man sich erst mühsam in die Bedienung eines Programms einarbeiten muss und gewisse Eingaben ggf. umständlich oder nur sehr aufwändig zu machen sind. Möglicherweise bräuchte man mehrere Programme, weil ein Programm nur für bestimmte Zwecke konzipiert ist. Hier kommt das Programm "Der MatheKonstruktor" ins Spiel. Ich habe mir zum Ziel gesetzt, ein Programm zu entwickeln, mit dem sich viele Aspekte des Mathematikunterrichts für alle Jahrgangsstufen abdecken lassen. Gleichzeitig soll das Programm intuitiv, also ohne große Einarbeitungszeit, bedienbar sein. Das Programm soll "live" im Unterricht eingesetzt werden können, um die Mathematik dynamisch zu gestalten. Daneben soll es zum Erstellen von Arbeitsblättern benutzt werden können, wobei der große Vorteil gegenüber ähnlichen Programmen darin liegen soll, dass viele "Kleinigkeiten", wie z. B. das Erstellen eines 90 -Winkelsymbols, automatisch erledigt werden. Die Zeichnungen können gepeichert und damit später weiterberarbeitet werden. Mit einem Knopfdruck kann eine Zeichnung in ein Textverarbeitungsprogramm kopiert werden und muss dort nur noch in der Größe skaliert werden. Ständig entstehen neue Ideen zur Weiterentwicklung des Programms. Ich freue mich, wenn das Programm eifrig benutzt wird und nehme gerne Anregungen, Kritik und Verbesserungsvorschläge entgegen. Zu meiner Person: Ich bin Gymnasiallehrer am Ehrenbürg-Gymnasium Forchheim für die Fächer Mathematik, Physik und Informatik. Viel Erfolg beim Gebrauch des MatheKonstruktors wünscht Rainer Martin Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 3 von 12

4 2. Das Konzept Jahrgangsstufen Das Programm soll für möglichst viele Jahrgangsstufen geeignet sein. Entsprechend groß ist die Vielfalt der Möglichkeiten. So reichen diese vom Anlegen eines Zahlenstrahls (5. / 6. Jahrgangsstufe) bis hin zum Zeichnen von Funktionsgraphen einschließlich Ableitungs- und Integralfunktion (12. Jahrgangsstufe). Einfache Bedienung Das Programm ist einfach bedienbar, weil - die Objekte immer nach dem gleichen Schema erzeugt werden - die Bezeichner automatisch nach der Art des Objekts fortlaufend vergeben werden, z. B. für Punkte A, B, M, S, für Geraden g, h, t, n, - die Attributwerte beim Erzeugen sinnvoll vorgegeben werden - Fehlbedienung durch Überprüfung der Eingaben bzw. Einschränkung auf nur sinnvolle Eingabewerte ausgeschlossen ist - zu gewissen Objekten sinnvolle Zusatzobjekte automatisch erzeugt werden, wie beispielsweise Tangente und Normale zu einem Punkt auf einem Graphen oder einfach ein 90 -Winkelsymbol. Eigenes Dateiformat Eine mit dem MatheKonstruktor erzeugte Zeichnung lässt sich im eigenen Dateiformat (*.mkd) speichern. Exportieren Eine Zeichnung kann mit einem Knopfdruck über die Zwischenablage exportiert und damit in ein Textverarbeitungsprogramm eingefügt werden. Damit lassen sich auf einfachste Art und Weise Arbeitsblätter, Schulaufgaben usw. mit mathematischen Zeichnungen erstellen. Dynamische Mathematik Objekte wie Punkte, Linien usw. lassen sich auf unterschiedlichste Arten bewegen, verändern usw. Die davon abhängigen Objekte passen sich sofort entsprechend an. Damit ist dynamische Mathematik für den "Live"-Einsatz wie im Unterricht möglich. Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 4 von 12

5 3. Mathematische Objekte Der MatheKonstruktor stellt aktuell 87 mathematische Objekte zur Verfügung, mit denen umfangreiche Zeichnungen erstellt werden können und dynamische Mathematik am PC betrieben werden kann. Die Objekte reichen von einem einfachen Objekt, wie einem freien Punkt, bis hin zu komplexen Objekten, die aus einer Vielzahl von Einzelobjekten bestehen. Das Besondere dabei ist, dass zu gewissen Objekten automatisch sinnvolle Zusatzobjekte erzeugt werden. Erstellt man beispielsweise einen Punkt auf einer Kreislinie, so werden zusätzlich der Radius und die Tangente an den Kreis in diesem Punkt erzeugt einschließlich einem 90 -Winkelsymbol zwischen Radius und Tangente. Alle Objekte und Zusatzobjekte können bei Bedarf angezeigt oder versteckt werden. 3.1 Koordinatensystem Jede Zeichnung im MatheKonstruktor benutzt ein Koordinatensystem, dessen Größe und Aussehen für jede Zeichnung individuell angepasst werden kann. Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 5 von 12

6 3.2 Objekte Jedes Objekt besitzt rein mathematische Daten wie Koordinaten eines Punktes, Steigung einer Geraden, Kreisradius u.v.m. Daneben besitzt es Eigenschaften mit denen sich die Form (=Aussehen) des Objekts festlegen lässt. Diese werden bei Auswahl des Objekts in einem besonderen Bereich angezeigt und können dort verändert werden. Gewisse Einstellungen werden über das Form-Dialogfenster vorgenommen. Beispiel: 2 Punkte und das Form-Dialogfenster für Punkte Jedes Objekt erhält außerdem einen Bezeichner, z. B. bei Punkten A, B, C usw., der eingeblendet oder versteckt werden kann. Die Eigenschaften des Textfelds für den Bezeichner können im Textfeld-Dialogfenster angezeigt und dort verändert werden. Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 6 von 12

7 4. Bedienelemente 4.1 Hauptfenster Die Abbildung zeigt das Hauptfenster des Programms. 4.2 Menü Meneinträge zum Speichern, Laden usw. sowie Informationen zum Programm Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 7 von 12

8 4.3 Toolbar Von links nach rechts: Neues Objekt erstellen, Zeichnung exportieren, Geodreieck anzeigen, Koordinatenachsen anzeigen, Gitterlinien anzeigen, Datenfenster anzeigen, Einstellung für Rastergröße, Ansicht vergrößern/verkleinern, Mauskoordinaten 4.4 Objekteigenschaften Bereich, in dem relevante Daten des ausgewählten Objekts angezeigt werden und Werte verändert werden können. 4.5 Bedienknöpfe Icon des Objekts Linksklick: Objekt anzeigen/verstecken; Rechtsklick: Öffnet das Form-Dialogfenster Linksklick: Bezeichner des Objekts anzeigen/verstecken; Rechtsklick: Öffnet das Textfeld- Dialogfenster Daten anzeigen an/aus; Daten der ausgewählten Objekte werden im Datenfenster angezeigt Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 8 von 12

9 Öffnet das Fenster mit Informationen zur Bedienung Löschen des Objekts; Achtung: Objekt wird ohne Nachfrage gelöscht. Hinweis: Einzelne Objekte können erst gelöscht werden, wenn die davon abhängigen Objekte gelöscht wurden. 4.6 Objektliste Liste der vorhandenen Objekte Linksklick: Objekt selektieren; Doppelklick: Objekt anzeigen/verstecken; Rechtsklick: Öffnet das Form-Dialogfenster;: Gelegentlich ist es notwendig, die Reihenfolge der Objekte in der Liste der vorhandenen Objekte zu ändern, damit Objekte in den Vorder- bzw. Hintergrund gebracht werden können. 4.7 Neues Objekt Button zum Erzeugen eines neuen Objekts Zurzeit stehen 87 verschiedene Objekte zur Auswahl, die in Kategorien wie Punkt, Gerade, Kreis usw. eingeteilt sind. Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 9 von 12

10 Viele Objekte benötigen bereits vorhandene Objekte. Diese werden nach Auswahl des zu erzeugenden Objekts in einem Auswahl-Dialogfenster angezeigt. Beispiel: Ein Winkel ASB erwartet 3 Punkte 4.8 Zeichenfläche Die Zeichenfläche stellt den sichtbaren Zeichenbereich dar. Etliche Objekte, insb. zum Beispiel Punkte, können auf der Zeichenfläche mit der Maus verändert werden, z. B. verschoben werden. Die zum Objekt gehörenden Möglichkeiten können im Fenster mit den Informationen zur Bedienung angezeigt werden. Hinweis: Einzelne Objekte können den Zeichenbereich überragen und werden entsprechend "abgeschnitten". Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 10 von 12

11 5. Programmversion und Installation Vollversion Das Programm kann als Vollversion heruntergeladen werden. Damit lassen sich alle Funktionen des Programms ohne Einschränkung nutzen. Das Programm ist grundsätzlich kostenlos. Bei regelmäßiger Nutzung des Programms darf dem Autor gerne eine finanzielle Spende zukommen gelassen werden. Siehe Menüpunkt "Info". Systemvoraussetzung Das Programm ist in Java geschrieben. Auf dem Rechner muss daher das aktuelle JRE von SUN installiert sein. Download JRE Das Programm läuft sicher unter Windows. Als Java-Programm sollte das Programm auch auf anderen Plattformen laufen. Installation Das Programm wird als zip-datei geliefert. Es muss mit einem entsprechenden Programm zuerst entzippt werden und kann dann in jedes beliebige Verzeichnis installiert werden. Damit erfordert die Installation des Programms keine Administratorrechte, so dass das Programm beispielsweise auch auf Rechnern in Schulnetzen oder auf einem USB-Stick installiert werden kann. Programmdateien Das Programm besteht aus folgenden Dateien, die sich im selben Verzeichnis befinden müssen: - MatheKonstruktorx.x.jar (x.x = Versionsnummer) - MatheKonstruktor.exe Hinweis: Das Programm kann sowohl als.jar-datei als auch als.exe-datei ausgeführt werden. - MatheKonstruktor.mki (Enthält Einstellungen) - Ordner img - Ordner lib - Ordner Texturen - Icon.png - Icon.ico (Kann benutzt werden, wenn eine Verknüpfung auf dem Desktop angelegt werden soll) Programmeigenes Dateiformat Das Programm bezutzt zum Speichern der Zeichnung ein programmeigenes Dateiformat mit der Endung "*.mkd". Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 11 von 12

12 Erster Programmstart Beim ersten Start des Programms wird möglicherweise die zuletzt benutzte Datei nicht gefunden, weshalb sich das Dateiauswahlfenster öffnet. Download Das Programm wird unter zum Download angeboten. Schlussbemerkung Bei Fehlern des Programms sowie Schäden, die durch das Programm verursacht werden, besteht weder eine Verpflichtung zur Behebung noch jegliche Haftung. Andererseits ist der Autor an Kommentaren und an jedem fehlerhaften Verhalten des Programms interessiert und bittet um eine Benachrichtigung per an Ende Der MatheKonstruktor Autor: Rainer Martin Seite 12 von 12