Computer im Mathematikunterricht

Transkript

1 Computer im Mathematikunterricht

2 Computer im Mathematikunterricht Weigand, H.-G.; Weth, Th. (2002). Computer im Mathematikunterricht. Neue Wege zu alten Zielen. Berlin: Spektrum Barzel, B.; Hußmann, St.; Leuders, T. (Hrsg.). (2005). Computer, Internet & Co. im Mathematik-Unterricht. Berlin: Cornelsen Fortschritt der Menschheit eng mit der Verwendung von Werkzeugen verbunden Werkzeuge: Grundlage für neue Erkenntnisse, Denk- und Arbeitsweisen Mathematische Werkzeuge Zirkel und Lineal, Geodreieck, Taschenrechner und Computer Algorithmus, mathematischer Satz Didaktik: Welche Bedeutung haben mathematische Werkzeuge für das Lehren und Lernen von Mathematik? These: Computer unterstützen die Entwicklung mathematischer Denk- und Arbeitsweisen, wie strukturiertes, modulares und funktionales Denken 2

3 Rechenmaschinen 1100 v. Chr. Abakus 6. Jahrhundert: dezimalen Stellenwertsystem Rechenalgorithmen für Grundrechenarten Rechenmaschine von Wilhelm Schickard (1623) Additionsmaschine von Blaise Pascal (1641) Rechenmaschine von Gottfried Wilhelm Leibniz (1673) Rechenmaschinenfabrikation ( ?) Walther WSR 160,

4 Rechenschieber 1622 Rechenschieber (William Oughtred) gegen Ende der 1920er Jahre Verwendung in der Schule zusammen mit Logarithmentafeln Kritik gegen den Einsatz des Rechenknechtes Rohrberg: Vergeistigung des Rechenprozesses Überschlag für richtiges Setzen des Kommas Durch Beschlusses der Kultusministerkonferenz durften Rechenschieber ab 1958 bereits vor der Behandlung von Logarithmen verwendet werden. Damit wurde Gerät zur "black box" für die Schüler 4

5 Taschenrechner 1972 kam der erste Taschenrechner auf den Markt TR ab Klasse 9 (alte Bundesländer) Erwartungen größere Bedeutung von experimentellem und entdeckendem Arbeiten breitere numerische Basis für Begriffsbildungen realitätsnähere Anwendungsaufgaben Handrechenfertigkeiten werden an Wert verlieren. Algorithmische Berechnungen werden an Bedeutung gewinnen. Diskussion Wie können die zentralen Lernziele des MU besser erreicht werden? Welche Bedeutung haben die bisher trainierten Fertigkeiten? Was soll mit der eingesparten Zeit geschehen? Wie wirkt sich der TR-Einsatz auf leistungsschwächere Schüler aus? Ähnliche Fragen heute beim Einsatz des Computers im MU 5

6 Taschenrechner Rechenstab und Logarithmentafel, algorithmische Verfahren wie das schriftliche Wurzelziehen und das Multiplizieren mit Hilfe von Logarithmen wurden überflüssig. Veränderungen in der Trigonometrie und beurteilende Statistik Grundschule: Schwerpunkt bei halbschriftlichen Rechenverfahren Hinsichtlich der Ziele, Methoden und der Art der Prüfungsaufgaben hatte der Taschenrechner aber nur einen geringen oder gar keinen Einfluss auf den Unterricht. (Weigand, H.-G.; Weth, Th. (2002). ) Kontroverse Diskussion hinsichtlich des Übens und Automatisierens von Rechenfertigkeiten Funktionale Denken (Eingabe-Ausgabe- Verhalten) im Vordergrund. wie beim Arbeiten mit dem Computer. 6

7 Computer 1960er Jahre: Großrechenanlagen 1968 Boolesche Algebra in Oberstufe Gymnasium SIMULOG (Simulation logischer Schaltungen) Erste Informatik-Arbeitskreise an Schulen Ab 1970er Jahre: Personal Computer Rapide wachsende Verbreitung 1982 Haefner: Die neue Bildungskrise drohende Gefahr: Computer-Analphabetismus 1970er Jahre: Informatikunterricht 1984 BLK: ITG Informations- und kommunikationstechnologischen Grundbildung für alle Schüler 7

8 Informatikunterricht Ziele Modularisieren, Algorithmisieren, Beziehung Syntax uns Semantik, Programmieren Sekundarstufe II: Pascal Sekundarstufe I: z.b. Logo 1990er Jahre Ständiger Rückgang der Schülerzahlen in den Informatikkursen 8

9 ITG ITG Informations- und kommunikationstechnologischen Grundbildung Einbettung in das Lernangebot vorhandener Fächer Anwendungsbereich Technischer Bereich Algorithmischer Bereich Gesellschaftlicher Bereich Anwendungsbereich: Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, Datenbanken Algorithmischer Bereich: Analyse und Beschreibung von Problemlösungen und Realisierung in einfachen Programmteilen Technischer Bereich: Aufbau- und Funktionsprinzipien von Computern Gesellschaftlicher Bereich: gesellschaftl. Auswirkungen der neuen Technologien Spätere Schwerpunkte: Internet und Präsentation 9

10 ITG Konzept der ITG in der Unterrichtswirklichkeit gescheitert Gründe 1. Mangelnde Erfahrung der Lehrer im Umgang mit dem Computer 2. Tempo der technischen Entwicklung 3. Eigener Stundenblock für die ITG vorzusehen wenig Einbindung in normalen Unterricht 10

11 Computer im Mathematikunterricht 1988 CABRI-Géomètre Computeralgebrasystem DERIVE 1990er Jahre Didaktische Diskussion Mathematikunterricht im Umbruch Wie viel Termumformung braucht der Mensch? Mathematikunterricht und Computer - neue Ziele oder neue Wege zu alten Zielen? Regeometrisierung der Schulgeometrie durch Computer Veränderungen bei Standardthemen im Mathematikunterricht Zahlreiche Mathematiklernprogramme Didaktisch oft bescheiden Kaum tutorielle Komponenten 1996 graphische Taschenrechner in Sachsen ab Klasse 8 verpflichtend 1999 Zentralabitur mit graphischen Taschenrechnern 11

12 Zukunft Handhabung der Computer immer einfacher Abnahme der Bedeutung von handwerklichen mathematischen Rechenfertigkeiten zunehmend wichtiger Mathematisieren Entwickeln von Algorithmen Interpretieren von Lösungen numerisches Experimentieren Arbeiten mit graphischen Darstellungen Technik CAS, DGS, TKP in einem System über Internet verfügbar Kleine, handliche Notebooks mit Internet per Funk für den Unterricht DGS für Raumgeometrie Lernprogramme mit tutorieller Komponente 12

13 Arbeitsauftrag Welche Bedeutung haben für Sie Computer im Mathematikunterricht? Schätzen Sie für ihren späteren Unterricht als Lehrerin/Lehrer ein, wie Sie den Computer im Unterricht einsetzen werden: Wie oft? Bei welchen Themen? Welche Programme? Word-Datei 13