Visuelle Wahrnehmung: Computergestützte Experimente, mathematische Modelle und Simulationen

Betreuer: Prof. Dr. Sebastian Walcher (Lehrstuhl A für Mathematik)

In der Zielsetzung und Gewichtung des Mathematikunterrichtes hat sich in den letzten Jahren eine deutliche Verschiebung zu Gunsten von Anwendungsbezug und Modellierung ergeben. Damit einher geht die Aufgabenstellung, Lehreinheiten in authentischen und relevanten Themenfeldern zu entwickeln, die auf vorhandenem Schulwissen aufbauen und dieses erweitern und vertiefen können.
Weiterhin ist es im Schulunterricht erwünscht, über Fächergrenzen hinweg zu sehen und sinnvolle Verknüpfungen und Verbindungen zu bilden. Für die Mathematik, die sich ganz wesentlich auf Anwendungen stützt, ist dies ein zentraler Punkt. Zurzeit besteht ein Mangel an Unterrichtsmaterialien, die die Anwendbarkeit der Mathematik in authentischen und relevanten Kontexten für Schülerinnen und Schüler erfassbar und begreifbar machen.

Das vorliegende Projekt behandelt das biologische Thema „Tiefensehen“ unter verschiedenen mathematischen Aspekten und mit unterschiedlichen mathematischen Werkzeugen. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Mathematik-Didaktik. Ihren eigentlichen Sinn erhalten die Unterrichtseinheiten aber durch den konkreten Anwendungsbezug. Die Anwendbarkeit und Nutzbarkeit verschiedener Teilbereiche der Mathematik soll in diesem Kontext erarbeitet werden und in für Schüler unterschiedlicher Jahrgangsstufen zugängliche, interaktive Lehr- und Lerneinheiten umgesetzt werden.

Zum einen soll die Bedeutung der Elementargeometrie in diesem Kontext für Schülerinnen uns Schüler der Sekundarstufe I sowohl anhand von elementargeometrischen Formeln nachvollziehbar sein als auch konstruktiv mit Hilfe des dynamischen Geometrieprogramms Geonext experimentell durchgeführt werden. Zum anderen sollen Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II eigenständig Experimente zum Tiefensehen mit Hilfe des Computereinsatzes durchführen, ihre eigenen, individuellen Daten erheben und anschließend diese mathematisch auswerten und analysieren.