In der vorliegenden Arbeit sollen anhand zum Großteil anwendungsorientierter Beispiele die Möglichkeiten des Einsatzes des Tabellenkalkulationsprogramms Microsoft EXCELTM (MS-EXCELTM im weiteren kurz EXCEL genannt) im Mathematikunterricht der Oberstufe einer allgemeinbildenden höheren Schule1 aufgezeigt werden. Dies ist ganz im Sinne einer der didaktischen Grundsätze, die in den Bildungszielen des Mathematikunterrichtes2 erwähnt sind, verstanden: „Mathematiknahe Technologien wie Computeralgebra-Systeme, dynamische Geometriesoftware oder Tabellenkalkulationsprogramme sind im heutigen Mathematikunterricht unverzichtbar. Sachgerechtes und sinnvolles Nutzen der Programme durch geplantes Vorgehen ist sicherzustellen. Die minimale Realisierung besteht im Kennen lernen derartiger Technologien, das über exemplarische Einblicke hinausgeht und zumindest gelegentlich eine wesentliche Rolle beim Erarbeiten und Anwenden von Inhalten spielt. Bei der maximalen Realisierung ist der sinnvolle Einsatz derartiger Technologien ein ständiger und integraler Bestandteil des Unterrichts.“
Die von mir zusammengestellten Aufgaben lassen sich in sechs Themenkreise einteilen:
• graphisches Lösen
• numerisches Lösen von Gleichungen
• numerisches Integrieren
• Datenanpassung
• Differentialgleichungen
• Optimierung
1 Sollte im Folgenden von Schule die Rede sein, dann ist stets eine allgemeinbildende höhere Schule gemeint.
2 Abrufbar z. B. unter: http//:archiv.bmbwk.gv.at/medienpool/11859/lp neu ahs 07.pdf (29.6.2007).
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Computerunterstutzer Mathematikunterricht
¨
- Entwicklung von Rechenhilfen
- Anwendersoftware
- Positive Aspekte des Einsatzes von Computern im Mathematikunterricht
- Potentielle Probleme und Gefahren eines computerunterstutzten Mathe- ¨ matikunterrichts
- EXCEL im Mathematikunterricht
- Was ist EXCEL?
- Was spricht fur den Einsatz von EXCEL? ¨
- Wie kann EXCEL im Mathematikunterricht eingesetzt werden?
- Probleme mit EXCEL
- Allgemeine didaktische Anmerkungen zu den gestellten Aufgaben mit EXCEL
- Aufgaben zum graphischen L¨osen
- Ortsbestimmung
- Wurfweite am schr¨agen Hang
- Lage von Ellipsen
- Hyperbeln beim Doppelspalt
- Fl¨acheninhaltsbestimmung
- Aufgaben zur numerischen Gleichungsl¨osung
- Veranschaulichung des Newtonverfahrens
- ” Die Katze, die sich in den Schwanz beißt“
- Grenzwert des Newtonverfahrens
- Verschiedene L¨osungsmethoden
- Wien’sches Verschiebungsgesetz
- Aufgaben zur numerischen Integration
- Rechtecksummen links und rechts
- Mittelpunkt-, Trapez-, Simpsonregel
- Volumen eines geraden Kreiskegels
- Ein beruhmtes Integral ¨
- Umfang einer Ellipse
- Aufgaben zur Datenanpassung
- Lineare Regression
- Barometrische H¨ohenformel
- Quadratische Regression
- Federpendel
- Digitaler Zoom
- Aufgaben zu Differentialgleichungen
- Kepler’sche Gesetze
- Ballistischer Wurf
- Fadenpendel
- Radionuklidproduktion
- Kettenlinie
- Aufgaben zur Optimierung
- Potentielle Energie
- Großkreis
- Umkreis von Dreieck
- Maximaler Fl¨acheninhalt
- Windschiefe Geraden
- Schlusswort
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit befasst sich mit dem Einsatz des Tabellenkalkulationsprogramms Microsoft EXCELTM (im weiteren kurz EXCEL genannt) im Mathematikunterricht der Oberstufe. Ziel ist es, die M¨oglichkeiten und Grenzen von EXCEL im Mathematikunterricht aufzuzeigen, sowie konkrete Anwendungsbeispiele zu präsentieren.
- Der Einsatz von EXCEL als didaktisches Hilfsmittel im Mathematikunterricht
- Anwendungsorientierte Beispiele aus verschiedenen mathematischen Gebieten
- Numerische Verfahren und Algorithmen in EXCEL
- Graphische Darstellung und Visualisierung mathematischer Sachverhalte
- Datenanalyse und -anpassung mit EXCEL
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Bedeutung von computerunterstutzten ¨ Mathematikunterricht beleuchtet und die Zielsetzung der Arbeit beschreibt.
Das zweite Kapitel beleuchtet die historische Entwicklung von Rechenhilfen und ¨ mathematischen Anwendersoftware. Es werden die Vorteile und Nachteile des Einsatzes von ¨ Computern im Mathematikunterricht diskutiert.
Im dritten Kapitel wird das Programm EXCEL im Detail vorgestellt. Es werden ¨ Argumente fur den Einsatz von EXCEL im Mathematikunterricht dargelegt und auf ¨ potenzielle Probleme bei der Verwendung des Programms hingewiesen.
In den Kapiteln 4 bis 9 werden konkrete Anwendungsbeispiele fur den Einsatz von ¨ EXCEL im Mathematikunterricht der Oberstufe vorgestellt. Die Aufgaben sind in sechs Themenkreise gegliedert:
- Graphisches L¨osen
- Numerisches L¨osen von Gleichungen
- Numerisches Integrieren
- Datenanpassung
- Differentialgleichungen
- Optimierung
Jedes Kapitel enthält mehrere Aufgaben, die jeweils die M¨oglichkeiten und Grenzen von EXCEL in einem bestimmten Themenbereich aufzeigen.
Die Arbeit endet mit einem Schlusswort, das die wichtigsten Erkenntnisse der Arbeit ¨ zusammenfasst und die Bedeutung des Einsatzes von EXCEL im Mathematikunterricht betont.
Schlüsselwörter
Tabellenkalkulationsprogramm, MS-EXCEL, Mathematikunterricht, Oberstufe, Anwendungen, numerische Verfahren, graphische Darstellung, Datenanpassung, Differentialgleichungen, Optimierung.
- Quote paper
- Dipl.-Ing., Mag. Philipp John (Author), 2007, Das Tabellenkalkulationsprogramm MS-EXCEL im Mathematikunterricht der Oberstufe, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/115994
