Seit dem Schuljahr 2006/2007 nahm das Goethe-Gymnasium am Modellversuch „Medienintegration im Mathematikunterricht“ (M3) teil, der zum Ziel hatte, die Einführung von Computeralgebrasystemen im Mathematikunterricht vorzubereiten und zu erproben, wissenschaftlich begleitet durch den Lehrstuhl für Didaktik der Mathematik an der Universität Würzburg.
Gerade in der Anfangsphase erhielten wir wertvolle Unterstützung durch den Verein der Freunde des Goethe-Gymnasiums und den Lions Club Regensburg.
Der Modellversuch verlief erfolgreich, seit dem Schuljahr 2011/12 ist der Einsatz von Computeralgebrasystemen für alle bayerischen Gymnasien ab der Jahrgangsstufe 10 freigegeben.
Computeralgebrasysteme sind gewissermaßen die logische Fortsetzung des Taschenrechners. Diese Programme können nicht nur mit Zahlen, sondern ebenso mit Variablen rechnen und dabei viele Standardprozeduren wie beispielsweise das Umformen von Termen, das Lösen von Gleichungen und das Berechnen von Ableitungen übernehmen. Darüber hinaus bieten Sie vielfältige graphische Darstellungsmöglichkeiten.
Nachdem in den ersten Jahren des Projekts jeweils einzelne Klassen mit CAS zum Abitur geführt wurden und dabei die positiven Erwartungen an den CAS-Unterricht bestätigt werden konnten, wird seit dem Schuljahr 2009/10 im Unterricht aller zehnten Klassen die Arbeit mit einem CAS eingeführt. Beim Übergang in die 11. Jahrgangsstufe entscheiden sich die Schülerinnen und Schüler dann, ob sie in der Q11/12 einen Mathematikkurs mit oder ohne CAS-Einsatz besuchen wollen.
Was bringt der CAS-Einsatz?
- Der Einsatz von Computeralgebra bereichert den Mathematikunterricht und unterstützt die Schülerinnen und Schüler beim Lernen von Mathematik in vielfältiger Weise.
- Dabei geht es nicht darum, die „handwerklichen“ Rechenfähigkeiten zu ersetzen, sondern das Repertoire an mathematischen Werkzeugen zu ergänzen und zu bereichern.
- Wesentlich zu mehr Selbstsicherheit trägt es bei, bei der Bearbeitung von Aufgaben jederzeit schnell die Möglichkeit zur Selbstkontrolle zu haben. Die Erfahrung zeigt, dass nicht nur leistungsstarke, sondern insbesondere auch leistungschwächere Schüler vom CAS-Einsatz im Unterricht profitieren.
- Das Lernen durch Experimentieren und das Lernen an Beispielen kann einen viel größeren Raum einnehmen, weil in kurzer Zeit viele Beispiele untersucht werden können.
- Durch das breitere Spektrum an Handlungsmöglichkeiten nimmt die Schüleraktivität im CAS-unterstützten Unterricht noch weiter zu.
- Die Attraktivität der Themen im Unterricht erhöht sich deutlich, weil mit dem mächtigen Rechenwerkzeug CAS Alltagsanwendungen, deren Bearbeitung zwar prinzipiell möglich, aufgrund der Komplexität der auftretenden Terme rechnerisch aber nicht mehr machbar ist, nun im Unterricht untersucht werden können.
- Auch im Unterricht anderer naturwissenschaftlicher Fächer kann der verwendete Rechner sinnvoll genutzt werden - zur Aufzeichnung von Messwerten und zur Programmierung von Simulationen in Physik, Biologie und Chemie. Hier bieten sich vielfältige Möglichkeiten zu selbsttätiger Arbeit der Schüler. In die Ausstattung mit Messinstrumenten, die mit den CAS-Rechnern zusammenarbeiten, wurde in den letzten Jahren viel investiert.
Das eingesetzte Gerät:
Texas Instruments nspire CX CAS
Beispiele für Fähigkeiten des Geräts:
Dynamische Geometrie
Rechnen mit Variablen
Darstellung von Funktionsgraphen
Tabellenkalkulation
Programmierung
Messwerterfassung
Organisatorische Umsetzung am Goethe-Gymnasium:
CAS-Einsatz und Wahlmöglichkeiten
Versorgung der Schüler mit den CAS-Rechnern
Die Schule führt jeden Sommer vor Beginn des neuen Schuljahres eine Sammelbestellung der Geräte durch. Es besteht auch die Möglichkeit, gegen eine Gebühr von 20 Euro pro Schuljahr ein Gerät von der Schule zu leihen. Zudem bietet der Hersteller Texas Instruments für Familien in finanziell schwierigen Situationen das Förderprogramm Matheklasse! an.
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