Computeralgebra in Baden-Württemberg

Erfahrungsbericht Computeralgebra des Hilda-Gymnasiums Pforzheim

von StD Reiner Raupp

Schulversuch mit dem TI-92 am Hilda-Gymnasium in Pforzheim

Am Hilda-Gymnasium wird seit drei Jahren in allen Mathematikleistungskursen der TI-92 eingesetzt, d. h. allen Schülerinn en und Schülern dieser Kurse wurde ein Gerät als Leihgerät zur Verfügung gestellt, das sowohl im Unterricht als auch zu Hause eingesetzt wird. Der TI-92 ist der erste Kleinrechner, bei dem unter anderem die beiden Mathematikprogramme Derive und Cabri enthalten sind. Er kann von den Schülerinnen und Schülern in jeder Mathematikstunde verwendet und auch bequem nach Hause mitgenommen werden. Vor dem Einsatz des TI-92 wurden am Hilda-Gymnasium im Rahmen von CAS-Grundkursen Erfahr ungen bzgl. des Einsatzes des Computer-Algebra-Systems Derive gesammelt. Dabei konnte nur im Computerraum unterrichtet w erden, was für den Mathematikunterricht nicht unbedingt geeignet ist. Bei zusammen drei Leistungskursen in 12 und 13 mit insgesamt 15 Stunden wäre dies auch gar nicht mehr möglich.

In Klasse 12 erhielten um die Zeit der Herbstferien alle Schülerinnen und Schüler der Mathematikleistungskurse einen TI- 92 zur Verfügung gestellt. Nach einer kurzen Einführung in die Bedienung des Gerätes wurde es immer stärker im Unterrich t, bei den Hausaufgaben und Klausuren eingesetzt.
In der Analysis ist ein breites Einsatzgebiet vorhanden. Der Unterricht wird von rein mechanischem Rechnen und Zeichnen entlastet und so bleibt mehr Raum für grundsätzliche Fragestellungen und Untersuchungen. Der TI-92 ist auch ein ideales Werkzeug für das experimentelle Vorgehen im Mathematikunterricht.
In der Linearen Algebra kann der Rechner hauptsächlich beim Lösen linearer Gleichungssysteme mit konstanten Koeffiziente n eingesetzt werden. Es läßt sich dadurch auch eine größere Anzahl an Aufgaben bearbeiten. Bei der Matrizenrechnung hat der TI-92 entscheidende Vorteile, da z. B. damit bei "mehrstufigen Prozessen" mit minimalem Zeitaufwand ein solcher Proz ess über mehrere Jahre simuliert werden kann. Grenzen sind dem TI-92 bei der Untersuchung der Lösbarkeit eines linearen Gleichungssystems in Abhängigkeit von einem Parameter gesetzt, da es passieren kann, dass bestimmte Lösungen "verloren" gehen. Hier bietet sich jedoch eine hervorragende Gelegenheit, die Grenzen des Systems zu erkennen bzw. zu diskutieren. Die Schülerinnen und Schüler sind so auch gezwungen, das System kritisch zu nutzen, die Lösungen selbst noch zu überprüf en und zu hinterfragen.

Insgesamt sind die bisherigen Erfahrungen sowohl von Schüler- als auch Lehrerseite als sehr positiv zu bewerten. Die Sch ülerinnen und Schüler sind hoch motiviert und sehen den TI-92 als ausgezeichnete Unterstützung an, denn Ergebnisse lasse n sich schnell kontrollieren, Rechenfehler werden vermieden und es können mehr Aufgaben als bisher bearbeitet werden. Da Lösungen selbst überprüft werden können, werden die Schülerinnen und Schüler selbstbewußter. Es entwickelt sich ein anr egender Unterricht, da man, von Routinerechnungen entlastet, sich mehr Gedanken über die Inhalte und Grundideen der Math ematik machen kann.
Der TI-92 ist leicht, klein, handlich und vom Stromnetz unabhängig, d. h. ein Schüler kann den TI-92 mit ins Freibad neh men, um dort Hausaufgaben zu machen. Er kann durch seine kleinen Abmessungen und das geringe Gewicht in jeder Schultasch e transportiert werden. Bei Bedarf wird der Rechner aus der Tasche geholt, eingeschaltet und es kann wie beim Taschenrec hner sofort gearbeitet werden, da kein langwieriges Booten notwendig ist - einfach einschalten und loslegen. Er hat sich auch als sehr robust im täglichen Einsatz erwiesen, denn die Schülerinnen und Schüler bringen ihn in der Regel täglich von zu Hause in ihrer Schultasche mit zum Unterricht, ohne dass es bisher Ausfälle gegeben hätte. Die zuerst angeschafft en Rechner sind inzwischen schon das dritte Jahr im Einsatz.
Da beim Ausschalten der Speicher des Rechners nicht gelöscht wird, können Hausaufgaben mit ihm gelöst und in der Schule vorgeführt werden. Dies beschränkt sich nicht auf einzelne Aufgaben, sondern es kann eine Vielzahl bearbeiteter Aufgaben in verschiedenen Ordnern abgespeichert werden. Selbstverständlich können auch Erläuterungen in Textform bei den Lösunge n einfügt werden. Mit Hilfe zuvor erstellter und gespeicherter Skripte lassen sich Aufgaben im Einzelschrittmodus abarbe iten.
Sollte einem Anwender der sehr umfangreiche Befehlssatz jedoch einmal nicht ausreichen, so können auf dem TI-92 auch eig ene Programme und Funktionen entwickelt und bearbeitet werden.
Ein zusätzlich lieferbares Kabel ermöglicht eine Verbindung mit einem PC. Es können damit Programme vom TI-92 zum PC und umgekehrt übertragen werden. Auch Bildschirmausdrucke lassen sich damit erstellen und mit Hilfe eines Textverarbeitungs programmes in eigene Texte einbinden. Zur Erstellung von Materialien kann ein Zeichensatz mit den Tastatursymbolen aus d em Internet heruntergeladen werden.
Ganz besonders vorteilhaft für den Unterricht ist das Overhead-Display für den TI-92, das eine Projektion der Ergebnisse ermöglicht. Das Kabel muß nur am entsprechenden Schülerrechner eingesteckt werden, schon ist die Anzeige für alle sicht bar und die Schülerin oder der Schüler kann die Ergebnisse präsentieren. Außerdem bringen die vielfältigen Darstellungsm öglichkeiten des TI-92 einen zusätzlichen Gewinn für den Unterricht. 


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Letzte Aktualisierung dieser Seite: 05.01.2005