Mittwoch, 18. Mai 2022

Wettbewerb Energie für Bildung: Mathematik als experimentelles Erlebnis

26. Februar 2015 | Kategorie: Landau, Regional, Wissenschaft

Auf dem Foto zu sehen (v.l.n.r.): Prof. Dr. Björn Risch, Angela Grether von der Gasversorgung Süddeutschland, Martin Dexheimer, Prof. Dr. Jürgen Roth und Beigeordneter Rudi Klemm.
Foto: red

Landau. Viele Schüler nehmen Mathematik in der Schule als formales und kalkülorientiertes Fach wahr, das im Alltag nicht vorkommt und im Zeitalter der digitalen Rechner auch kaum noch benötigt wird. Doch Mathematik prägt unser Leben in vielfacher Weise.

Das Mathematik-Labor „Mathe ist mehr“ der Universität Koblenz-Landau (Campus Landau) will dies Jugendlichen vermitteln. Hier werden durch den experimentellen Umgang mit gegenständlichen Modellen und durch systematische
Variation von Computersimulationen Phänomene aus Technik und Alltag unter mathematischer Sicht beleuchtet und dadurch die mathematischen Kompetenzen ausgebaut.

Für die Sekundarstufe II wird derzeit als zielgruppengerechte Lernumgebung die Lernstation „Freizeitpark“ entwickelt. Eine gute Idee, fand die Jury des Wettbewerbs Energie für Bildung, der seit vielen Jahren von der GasVersorgung Süddeutschland (GVS), Stuttgart, ausgelobt wird. Das Mathematik-Labor „Mathe ist mehr“ in Landau ist der erste Preisträger des Jahres 2015.

Wer bei den Jugendlichen nachhaltig ein stärkeres Interesse für Mathematik wecken möchte, muss sich etwas Motivierendes einfallen lassen. Mit seinem Mathematik-Labor „Mathe ist mehr“ geht das Institut für Mathematik der Universität Koblenz-Landau am Campus Landau erfolgreich neue Wege.

„Unser Schülerlabor bietet Schülern der Sekundarstufen die Möglichkeit, mathematischen Fragestellungen selbstständig, problem- und handlungsorientiert nachzugehen“, erläutert Prof. Dr. Jürgen Roth, Geschäftsführender Leiter des Instituts. Die Teilnehmer können sich in Viererteams selbstständig einen Aufgaben-Parcours erarbeiten. An jeder Station gibt es Forscherhefte, welche die  Schüler anleiten und zur Darstellung ihrer Forschungsergebnisse und -prozesse dienen.

„Durch experimentellen Umgang mit gegenständlichen Modellen und durch systematische Variation von Computersimulationen schärfen wir sowohl das Verständnis von Phänomenen aus Technik und Alltag als auch das mathematische Grundlagenwissen“, unterstreicht Prof. Roth. „Dabei geht es nicht um die Phänomene als solche, sondern um deren mathematische Durchdringung. Die Teilnehmer erkennen durch eigenständiges Experimentieren und Modellieren die zugrunde liegenden mathematischen Prinzipien. Sie setzen diese in Beziehung zu ihrem vorhandenen mathematischen Wissen und vernetzen beides durch das Arbeiten mit Simulationen.“

Die neue Station „Freizeitpark“

„Das Mathematik-Labor ist ein sich stetig weiterentwickelnder außerschulischer Lernort, der von uns sukzessive durch neue Stationen erweitert wird “, sagt Martin Dexheimer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut. „Im Rahmen meines Forschungsvorhabens haben wir die Idee der Station „Freizeitpark“ entwickelt, bei der sich  Schüler Grundvorstellungen
zum Änderungsverhalten von Funktionen erarbeiten können.“ Zum Einsatz kommen hier Modelle einer Kugel-Achterbahn und darauf abgestimmte Computersimulationen.

Das ermöglicht den experimentellen Zugang zu zentralen Ideen der Analysis. Dexheimer: „So können sich die Jugendlichen Konzepte der Infinitesimalrechnung erarbeiten, insbesondere Begriffe wie absolute Änderung, Änderungsrate und Differenzenquotient. Erste Ideen wurden bereits erfolgreich implementiert.“

Der Institutsleiter, Prof. Roth, resümiert: „Im Fokus stehen bei uns der Ausbau einer soliden Grundvorstellung analytischer Begriffe und Ideen. Studien zeigen, dass Oberstufenschülerinnen und -schüler deutliche Schwächen bei Grundvorstellungen zur Analysis aufweisen.
Ziel ist es, durch eine ansprechende innovative Lernumgebung solchen Defiziten entgegenzuwirken.“

Interessant auch für die Lehrenden

Das Mathematik-Labor ist nicht nur für die  Schüler ein Gewinn. Auch für Lehramtsstudierende, Referendarinnen/Referendare und Lehrkräfte ist es ein Ort der Begegnung zum fachlich-pädagogischen Austausch im Rahmen des Studiums, des Vorbereitungsdienstes und von Fortbildungen. Man profitiert von den Erkenntnisprozessen während der Entwicklung und Erprobung neuer Stationskonzepte wie auch von den Erfahrungen bei
der Einbindung des forschenden Lernens in den schulischen und unterrichtlichen Kontext.

Würdiger Preisträger

„Beim Wettbewerb Energie für Bildung geht es uns darum, mehr Interesse und vielleicht sogar Begeisterung für die so genannten MINT-Fächer zu schaffen“, kommentiert die Projektleiterin der GVS-Ausschreibung Angela Grether. „Im Bereich Mathematik ist das eine besondere Herausforderung. Insofern würdigen wir den kreativen pädagogischen Ansatz, den das Institut für Mathematik am Campus Landau für sein Mathematik-Labor und speziell die Station
‚Freizeitpark’ umsetzt. Hier wird das Interesse der Jugendlichen an mathematischen Zusammenhängen
gefördert. Sie nehmen Mathematik als nützliches Werkzeug im eigenen Forschungsprozess wahr.“

In den kommenden zwei Jahren sollen etwa 400  Schüler – überwiegend aus Landau und Umgebung – im Mathematik-Labor mit der Station „Freizeitpark“ arbeiten.
Das mit der Auszeichnung der GasVersorgung Süddeutschland verbundene Preisgeld in Höhe von 1.000 Euro wollen die Verantwortlichen zur Beschaffung und Entwicklung von Achterbahn-Modellen verwenden, mit denen zielgerichtet experimentiert werden kann.

Energie für Bildung: Ein Wettbewerb trägt Früchte

Die Initiative Energie für Bildung ist ein wichtiger Teil des gesellschaftlichen Engagements der GVS
und zielt auf die Nachwuchsförderung. Hintergrund sind der zunehmende Fachkräftemangel in naturwissenschaftlichen
und technischen Berufen sowie die sinkenden Studierendenzahlen in diesen
Fächern.

Mit dem Wettbewerb unter der Schirmherrschaft von Andreas Stoch, Minister für Kultus, Jugend und
Sport des Landes Baden-Württemberg, möchte die GVS das Interesse an diesem Themenfeld wecken
und verstärken. Neben der allgemeinen Förderung der MINT-Fächer geht es um die Unterstützung
von Mädchen und Frauen in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik. Die prämierten
Projekte haben damit auch eine Vorbildfunktion. Eine fachkundige Jury kommt jährlich zusammen und
wählt die Preisträger aus.

Energie für Bildung wird in Baden-Württemberg bereits seit 2010 durchgeführt. Mit der Ausschreibung
für 2014 wurden dann erstmals auch Projekte aus vier weiteren Bundesländern zur Teilnahme eingeladen:
Bayern, Hessen, Rheinland-Pfalz und dem Saarland. Teilnehmen können öffentliche und gemeinnützige
Einrichtungen, die innovative pädagogische Kinder- und Jugendprojekte im Bereich Naturwissenschaft
und Technik planen oder durchführen.

Die Bewerbungsunterlagen, alle Informationen zum Wettbewerb und die Preisträger seit 2010 findet man
auf der GVS-Website unter www.gvs-energiefuerbildung.de, auf Facebook unter
www.facebook.com/EnergiefuerBildung sowie auf Twitter unter https://twitter.com/#!/EFB_Initiative

Die GVS auf einen Blick

Die GasVersorgung Süddeutschland (GVS) mit Sitz in Stuttgart gehört zu den großen deutschen Erdgasgesellschaften.
Seit 1961 sind wir Partner von Stadtwerken und Industrieunternehmen im In- und
Ausland. Unser Erdgas-Absatz lag 2014 bei 57,8 Milliarden Kilowattstunden und der Umsatz bei 1,45
Milliarden Euro.
Neben Vertrieb und Handel von Erdgas und Bio-Erdgas bieten wir unseren Marktpartnern vielfältige
energienahe Dienstleistungen. Hierzu gehören ein Portfolio- und Bilanzkreismanagement sowie professionelle
Services in den Bereichen Marketing, PR und Social Media.
Das gesellschaftliche Engagement der GasVersorgung Süddeutschland fördert ganz gezielt den naturwissenschaftlich-
technischen Nachwuchs. Zudem ist die GVS seit 2009 Hauptsponsor des renommierten
Science Center experimenta in Heilbronn und unterstützt die SWR-Kinderhilfsaktion Herzenssache
e. V. (red)

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