Computereinsatz im Mathematikunterricht

Zu den Standardfunktionen eines CAS-Rechners gehören neben den Funktionen eines herkömmlichen Taschenrechners z. B. das Differenzieren und Integrieren von Funktionen, das Zeichnen von Funktionsgraphen, Dynamische Geometrie oder Tabellenkalkulation. CAS-Rechner eröffnen damit im Vergleich zu herkömmlichen Taschenrechnern wesentlich größere didaktische Möglichkeiten. Sie unterstützen Schülerinnen und Schüler bei einem selbsttätigen, dynamischen und anschaulichen Zugang zu mathematischen Inhalten. Auch ist es beispielsweise möglich, realitätsnahe Fragestellungen im Unterricht zu behandeln, die häufig mit einem hohen rechnerischen Aufwand verbunden und damit mit herkömmlichen Methoden in der Bearbeitung zu zeitaufwändig sind.

Beginnend mit der Abiturprüfung 2014 wird den Schülerinnen und Schülern aller bayerischen Gymnasien die Möglichkeit eingeräumt, im Fach Mathematik an einer CAS-Abiturprüfung teilzunehmen, bei der ein CAS-Rechner als Hilfsmittel zugelassen ist. Damit die Schülerinnen und Schüler bereits in der Jahrgangsstufe 10 in das Arbeiten mit CAS eingeführt werden können, haben alle Gymnasien die Möglichkeit, ab der Jahrgangsstufe 10 CAS-Klassen einzurichten, in denen CAS-Rechner im Fach Mathematik – sowie in den Fächern Physik und Informatik – auch bei Leistungsnachweisen verwendet werden dürfen; im Schuljahr 2011/2012 war dies erstmals in der Jahrgangsstufe 10 möglich. Einzelheiten dazu sind den einschlägigen KMBek und KMS zu entnehmen.

Die am Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung erarbeiteten beiden Handreichungen „Computeralgebrasysteme (CAS) im Mathematikunterricht des Gymnasiums“ für die Jahrgangsstufe 10 bzw. für die Jahrgangsstufen 11 und 12 sollen Lehrkräfte beim gewinnbringenden Einsatz von CAS im Mathematikunterricht ab der Jahrgangsstufe 10 unterstützen.

Die Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung (ALP) in Dillingen bietet Fortbildungsveranstaltungen zum Einsatz von CAS im Mathematikunterricht an.

Gegenstand des Schulversuchs „CAS in Prüfungen“ ist die Erprobung der kostenlosen dynamischen Mathematiksoftware GeoGebra (auf PCs, Note- und Netbooks, Tablets und Smartphones) als Hilfsmittel bei Leistungsnachweisen im Fach Mathematik in der Mittel- und Oberstufe des Gymnasiums. Dabei wird sowohl eine USB-Prüfungsumgebung als auch eine browsergestützte bzw. in die App integrierte Prüfungsumgebung (Prüfungsmodus) getestet, die die USB-Prüfungsumgebung in der Zukunft ablösen wird. Der Schulversuch, an dem derzeit zehn Gymnasien teilnehmen, läuft bis zum 31. Juli 2022. Nähere Informationen sind der KMBek Nr. V.7-BS5400.13-6b.88 960 vom 5. August 2019 zu entnehmen.

GeoGebra ist für Schülerinnen und Schüler aller Jahrgangsstufen geeignet und läuft auf allen gängigen Betriebssystemen und Endgeräten, der Einsatz der Software/App ist generell besonders empfehlenswert.
GeoGebra verbindet Geometrie, Algebra, Tabellen, Zeichnungen, Statistik und Analysis in einem einfach zu bedienenden Softwarepaket, das bereits mehrere Bildungssoftware-Preise in Europa und den USA gewonnen hat.

GeoGebra auf einen Blick:

• Grafiken, Algebra und Tabellenkalkulation sind dynamisch miteinander verbunden
• einfach zu bedienende Benutzeroberfläche mit vielen leistungsstarken Funktionen
• Werkzeug zum Erstellen von interaktiven Unterrichtsmaterialien in Form von Webseiten
• kostenlose Open-Source-Software

GeoGebra steht unter www.geogebra.org zum Download bereit. Dort finden Sie unter „Hilfe“ Materialien für Einsteiger (u. a. Erklärungen für alle Werkzeuge und Befehle, Tutorials), aber auch für fortgeschrittene Benutzer. Unter „Wiki“ stehen – geordnet nach Altersgruppen und Themenbereichen – vielfältige Unterrichtsmaterialien rund um die dynamische Mathematiksoftware GeoGebra frei verwendbar zur Verfügung.

Im Hauptteil der Handreichung „Computeralgebrasysteme (CAS) im Mathematikunterricht des Gymnasiums - Jahrgangsstufen 11 und 12“ sind zur Veranschaulichung durchgängig Screenshots der GeoGebra-Oberfläche verwendet.