Apr 172017
 

Als Thema in der Oberstufe ist “Simulation komplexer Systeme” im Bildungsplan der Hamburger Schulinformatik verbindlich. Da ich in Studium oder bisherigem Berufsleben keine Berührung mit diesem Thema hatte, arbeite ich mich gerade schrittweise in das Thema ein.

An unserer Schule haben wir eine Lizenz für den Consideo-Modeller, mit dem sich nach Vorgaben auf das Zentralabitur vorbereiten lässt. Leider gibt es scheinbar keine freie und aktuelle Softwarelösung zu den entsprechenden Anforderungen im Zentralabitur. (siehe: http://www.hamburg.de/contentblob/4428498/cdd77f6e20d9397da7c4870273f7920d/data/abitur-a-heft-2017.pdf ab S.108) Etwas ältere Informationen zum Thema sind auch hier zu finden: http://bildungsserver.hamburg.de/simulation/

Dynamische, komplexe Systeme sind nicht ohne weiteres durchschaubar, sondern beinhalten Rückkopplungen und andere logische Verbindungen zwischen Faktoren. Hier kommt vernetzendes mathematisches und logisches Denken ins Spiel, gerade auch bei der Modellierung von Wachstumsformen und Änderungsraten. Reale Anwendungen im Themenbereich der Differenzialgleichungen in der Analysis der Oberstufe sind vielseitig, aber leider wird das Modellierungsvermögen in Schule allgemein zu wenig gefördert, so dass den Schüler_innen mathematische Abschätzungen auch zu einfachen Funktionen und Abhängigkeiten sehr schwer fallen. Dies beobachte ich vor allem im Mathematik-Unterricht, es bestätigt sich aber auch gerade beim Thema systemisches Denken und Simulationen.

Ein einfaches Beispiel für nicht-lineare Zusammenhänge habe ich aus dem Bereich Populationsentwicklungen von Insekten gefunden und auf Consideo übertragen (das liesse sich bestimmt auch gut im Mathematik-Unterricht in der Mittelstufe entsprechend vorentlastet bearbeiten)

 

Das Wirkungsdiagramm zum Modell in Consideo

Eingabe der Konstanten Werte und Gleichungen in der quantitativen Ansicht von Consideo

Simulation: Tabelle und Diagramm zur Nahrungs- und Populationsentwicklung

Interessant an dem Thema Systemdynamik finde ich, dass es eine Vielzahl an Problemen gibt, die mit diesem Instrument eingegrenzt und analysiert werden können, wenn sie nicht deterministisch fehlinterpretiert werden. Problematisch finde ich die häufig vorkommenen Modelle zu Bevölkerungsentwicklung und ähnlicher Systeme, die Stereotype reproduzieren oder (unreflektierte?) Diskriminierungen und Wertungen enthalten, wie “Das Dorf in Afrika” versus “moderner” Gesellschaften oder auch eingeengte und reduzierte Geschlechterrollen (Geburtenraten, Frauen und Mütter usw.).

Kategorisierung und “Berechenbarkeit” von Menschen hat immer etwas Widersprüchliches in sich – besonders wichtig ist hier die Begrenztheit mathematischer und informatischer Modelle hervorzuheben und Modellbildungen sowie zugrundeliegende Annahmen zu relevanten Faktoren und Kategorien nicht als objektiv und determiniert gegeben zu sehen, sondern sie kritisch zu hinterfragen. Hier zeigt sich ein wichtiger Aspekt gesellschaftlicher Einbettung von mathematisch-technischen Modellen in ihren Grenzen und Reduzierungen aber auch ihren Auswirkungen bei Interpretationen und Konsequenzen.

 

Dec 182016
 

In Hamburg findet die gymnasiale Oberstufe in Profilen statt, die profilgebende Fächer und begleitende Fächer hat. Im Medienprofil meiner Schule gibt es einen verbindlichen zweistündigen Kurs Informatik.

Diesen unterrichte ich zur Zeit in S1, also im ersten Semester der Oberstufe und arbeite mit den Schüler_innen am Thema “objektorientierte Softwareentwicklung” (siehe auch den Hamburger Rahmenplan zu Informatik in der Oberstufe).
Leider fehlen vielen Schüler_innen  informatische Grundlagen, so dass ich zunächst mit Informatiksystemen allgemein und dem Thema Datenverarbeitung einstieg. Hierzu wählte ich meine Präsentation, die ich für die Mittelstufe erstellt habe und das Thema “Big-Data”. Auch in Bezug auf den Medienschwerpunkt des Profiles hatte ich vor, etwas stärker in diese Richtung zu arbeiten. Dabei sollten die Schüler_innen an einem Unterrichtstermin auch eine eigene Präsentation mit Prezi zum Thema “Big-Data” erstellen. Continue reading »

Sep 262016
 

Nachdem ich mich etwas eingewöhnt habe und in Routinen hier in Hamburg komme, habe ich mich die letzten Tage gefragt, was ich auf meinem Blog schreiben könnte. Viel neues Material habe ich nicht entwickelt, eher schon Vorhandenes verwendet und angepasst sowie kleine unspektakuläre Dinge im Unterricht genutzt. Die Bücher in Mathematik erleichtern mir das Leben, in Physik und Informatik bringe ich auch einmal Material aus meiner Schrottkiste mit (Kabel, Router, LAN-Kabel usw.) und spreche mit den Schüler/innen über Datenverarbeitung, Elektrizität und Rechenanlagen.

In der Oberstufe arbeite ich im Medienprofil und habe ein kleine Rechercheaufgabe zu “Big-Data” an den Beginn gestellt. Hierzu habe ich einige passende Informationen bei der Bundeszentrale für politische Bildung gefunden. Interessant war, das ich bei der Suche nach weiteren Materialien und Videos meist auf zwei Extreme stieß: Diejenigen, die besonders die Gefahren in den Fokus nehmen und Kontrollaspekte sehr deutlich hervorheben und diejenigen, die alles sehr rosig malen, ihre Produkte vermarkten und versuchen, Nutzer/innen zur Preisgabe von Daten animieren. Ein Thema, das gesellschaftlich sicher noch an Relevanz zunehmen wird.

An meiner Schule wird seit Jahren ein Moodle verwendet, das ich erst einmal einfach übernehme und im ersten Jahr durchspielen werde, um dann zu schauen, ob und wie sich etwas verbessern lässt. Moodle ist traditionell, passt damit aber vielleicht auch nicht ganz schlecht in den Schulalltag, wie er derzeit ist. Schulstunden lassen sich mit Material, Aufgaben und Tests gut vorstrukturieren und verwalten. Vernetztes Lernen wie das Kommentieren und Rezensieren über Blogs oder das offene gemeinsame Entwickeln wie über Etherpads ist nicht vorgesehen. Letzten Endes entscheide aber ich als Lehrer, wie stringent ich die möglichen Kontrollmechanismen anwende und wie eng ich mich an dem System orientiere. Zumindest gibt Moodle einen zügigen Überblick, wer welche Materialien bearbeitet und abgegeben hat, auch wenn es nicht besonders ästhetisch daherkommt und auch etwas klobig. Viele Funktionen werden im Kollegium kaum verwendet und Schüler/innen bewegen sich in einem hierarchischen, festen Rahmen. Wie oben gesagt entspricht das ja auch in etwa dem klassischen Schulsystem. Aber ich schau mir das erst einmal eine Zeit lang an und profitiere von der Vorarbeit des Kollegiums, das zumindest für Informatik viele Materialien bereits vorstrukturiert hat, die ich übernehmen und anpassen kann.

Ich muss mich umgewöhnen, was die Oberstufen-Mathematik in Hamburg betrifft. Die komplexen Taschenrechner, die ich für das IB in Ecuador verwenden musste und konnte (Grafikrechner FX-9860GII) sind hier scheinbar nicht vorgesehen. Ich fand die Aufteilung von Klassenarbeiten und anderen Materialien des IB in eine Hälfte mit und ein Hälfte ohne Rechnerhilfe überzeugend, schließlich rechne ich selbst auch nicht alles per Hand und kann ganz andere Aufgabenformate einsetzen. Ich muss mich noch einmal einarbeiten, was die derzeitigen Abiturregelungen in Hamburg betrifft, schließlich war ich ja drei Jahre außer Landes, vielleicht sind sie auch gar nicht so rechnerfeindlich, wie es scheint.

Ansonsten bin ich zufrieden, habe neue Herausforderungen und unterschiedliche aber sympatische Lerngruppen von 7.Klasse bis Oberstufe und werde wohl auch erstmal den “Schlagersänger” spielen, indem ich nicht so viel Innovatives selbst entwickle, sondern gute Materialien auch von anderen einsetze.

Oct 152015
 

Bewährtes Material lässt sich mit wenig Aufwand immer wieder einsetzen! Das ist doch beruhigend zu wissen für den Lehrer 🙂 Im Laufe der Woche habe ich die Unterlagen, die wir vor Jahren im Schnupperstudium der Informatik an der Uni Hamburg zum Raytracer Pov-Ray entwickelt hatten, in der Oberstufe Mathematik in beiden Parallelklassen zum Thema Vektorrechnung eingesetzt. Continue reading »

Sep 172015
 

Am zweiten Tag der Fortbildung haben wir uns zunächst mit Ableitungen (derivado) von Funktionen beschäftigt und Formen, wie dies einsichtig gelehrt werden kann, ohne formale Definitionen überzustrapazieren. Der Referent zeigte zwei kleine Videos, die sich auf youtube finden lassen, eines eingängig als Song (“I will derive“), das andere eher historisch-problemorientiert. Ein Hinweis einer Kollegin bezog sich auf die online SoftwareSymbolab“, mit der sich (nicht nur)  Ableitungen berechnen lassen. Continue reading »

Sep 152015
 

Heute ist es soweit, ich bin das erste mal auf einer offiziellen Fortbilung des IB (international baccalaureate / bachillerato internacional) im Fach Mathematik für das mittlere Niveau auf Spanisch. Ich und ein weiterer Kollege aus dem Fachbereich Mathematik sind drei Tage in Guayaquil, um mit Kolleg/innen anderer IB-Schulen über Vorgaben und  Bewertungsgrundlagen aber auch didaktische Konzepte und Problemoriertierung zu sprechen. Continue reading »

May 272015
 

Im IB – Kurs  der Oberstufe, den ich erstmalig auf Spanisch unterrichte wird im Abschlussjahr des Diploma-Programmes, also nächstes Jahr in der 12.Klasse eine “exploración” also eine schriftliche Untersuchung zu einem selbstgewählten mathematischen Thema von allen SuS verlangt. Wir unterrichten hier in Cuenca an der Deutschen Schule nur den “Grundkurs” Mathematik, in der Sprache des IB den SL Kurs, so dass die Anforderungen nicht ganz so hoch sind, aber durchaus schon anspruchsvoll. Nebend er Untersuchung können die SuS auch ihre große Hausarbeit (extended essay), die sie in einem ihrer Profilfächer schreiben müssen in Mathematik schreiben. Leider scheint es bisher so, als würde keine/r meiner SuS der 11.Klasse dies vorhaben.
Um überhaupt einmal formale und inhaltliche Anforderungen an eine mathematische Ausarbeitung kennenzulernen habe ich für den letzten Block vor den Ferien als Ersatzleistung zur sonst üblichen Klausur verschiedene Funktionentypen als Themen an die 14 SuS des Kurses verteilt und ihnen ein Format vorgegeben, um eine Art “Steckbrief” zu erstellen. Die Idee kam beim Lesen eines Artikels von Johanna Heitzer in einer Ausgabe der Zeitschrift “mathematik lehren” (Nr.164 / 2011) mit dem Titel “der schulische Funktionenschatz”. Dadurch, dass alle SuS themendifferenziert arbeiten, haben wir am Ende ein Produkt, das für Alle nützlich ist (und das ich gegebenenfalls auch meinen 10.Klassen zur Verfügung stellen kann).
Die formalen Vorgaben wählte ich zunächst niedrigschwellig, da die SuS nach eigenen Angaben noch nie eine schriftliche Ausarbeitung in Mathematik angefertigt haben. Dies umfasst Zeichen- und Absatzformate, die Verwendung mindestens einer Grafik und eine vorgegebene Seitenzahl von zwei (und damit auch notwendige Beschränkung auf wesentliche Aspekte) sowie das Verwenden von Titel und Untertiteln. Das Speicherformat (odt, doc oder pdf) habe ich ebenfalls vorgegeben und eine digitale Abgabe verlangt, um keine handschriftlichen Ergebnisse geliefert zu bekommen. Inhaltliche Vorgabe war die allgemeine Funktion darzustellen, ihre Charakteristiken wie etwaige Symmetrien, Extremstellen sowie Monotonieverhalten und Definitions- und Wertebereich zu benennen. Zudem sollte ein Beispiel und ein Anwendungsfall kurz dargestellt werden. Nach einer Woche Arbeitszeit habe ich die vorläufigen Ergebnisse eingesammelt, ausgedruckt und in der Klasse zur Peer-Korrektur gegeben und ebenfalls kommentiert. Diese können nun in der nächsten Woche abschliessend überarbeitet werden.

kommentierte Arbeiten der SuS

kommentierte Arbeiten der SuS

mat02

Oct 172014
 

Ab heute arbeiten wir im Mathe-Unterricht mit der offenen Plattform seacloud.cc. Thematisch steigen wir nun in die deskriptive Statistik ein. Aufmerksam geworden bin ich auf diese einfache und effektive Lösung zur digitalen “Materialverwaltung” durch einen Kollegen an meiner Schule, der in seinem Fachunterricht in der gleichen Klasse ebenfalls Seacloud benutzt. Einfach zu handhaben, hier ein paar erste Eindrücke:

Jede Gruppe hat ihre Bibliotheken und Diskussionen

Jede Gruppe hat ihre Bibliotheken und Diskussionen

Als nöchstes probiere ich dann aus, digitale Arbeitsblattvorlagen zu verteilen und diese bearbeitet digital abgeben zu lassen

Als nöchstes probiere ich dann aus, digitale Arbeitsblattvorlagen zu verteilen und diese bearbeitet digital abgeben zu lassen

Sep 282014
 

Nach weniger als einem Monat bin ich in meiner 11.Klasse des IB-Kurses bereits fast am Ende der ersten Unterrichtseinheit zu den Themen “arithmetische und geometrische Reihen, Binomialentwicklung sowie Potenzen und Logarithmen” Wir arbeiten mit dem Buch “Mathematics for the international student” in englischer Sprache, gelegentlich streue ich auch deutschsprachiges oder spanischsprachiges Material ein. Die Unterrichtssprache ist Spanisch. Das macht insofern Sinn, dass auch die Abschlussprüfungen auf Spanisch sein werden und die SuS, fast ausschliesslich muttersprachlich spanisch, damit entlastet werden. Auf der anderen Seite haben alle SuS im IB-Kurs verpflichtend Deutsch und Englisch auf hohem Niveau, so dass ich gelegentlich vom Spanischen abweichen kann. Für mich ist es das erste mal, das ich nicht auf Deutsch unterrichte, aber es funktioniert ganz gut und ich kann mir kaum eine bessere Form vorstellen, Sprachkenntnisse zu verbessern, als durch eigenen Unterricht.

Haptische Mathematik mit dem Turm von Hanoi

Haptische Mathematik mit den Türmen von Hanoi

Zu dem Diploma-Programm des IB gibt es sehr viele Ressourcen, aber diese sind rechtlich geschützt, so dass ich den Grossteil meiner Arbeitsunterlagen hier im Blog nicht veröffentlichen werde. Viele der Unterlagen lassen sich bei der IBO direkt erwerben. Die Questionbank-Aufgaben beispielsweise geben einen guten Eindruck, welche inhaltlichen und formalen Schwerpunkte der jeweilige Prüfungsteil hat.

Ein Punkt entspricht etwa einer Minute Bearbeitungszeit.

Ein Punkt entspricht etwa einer Minute Bearbeitungszeit, Auszug aus der Questionbank “Series and Aplications”.

Es gibt auch eine eigene Formelsammlung, die uns von der IBO zur Verfügung gestellt wird, die zu jeder Unterrichtseinheit die wesentlichen Formeln enthält und bei Prüfungen als Arbeitshilfe zugelassen ist.

Auszug aus dem Cuadernillo / Formelsammlung zur Unidad 1

Auszug aus dem Cuadernillo / Formelsammlung zur Unidad 1

Gerade zum Einstieg in einen Themenbereich bieten sich praktische Problemstellungen an. So habe ich zur Einleitung der geometrischen Folge das Beispiel “Tschernobyl” und die Berechnung eines radioaktiven Zerfalles genutzt, um anschließend mithilfe des Logarithmus die Halbwertzeit zu bestimmen. Die Idee stammt aus einem der deutschsprachigen Mathebücher unserer Bibilothek. Die Verbindung zur historischen Entwicklung bietet ebenfalls Stoff für die Problemorientierung, beispielsweise mit den Paradoxien von Zenon, den Türmen von Hanoi oder die Legende von den Weizenkörnern auf dem Schachbrett zu exponentiellem Wachstum. Zur Berechnung des Zinseszins sind geometrische Folgen ebenfalls geeignet und das Pascalsche Dreieck bietet einen Überblick zur Binomialentwicklung. Allerdings brauchen wir auch viel Zeit zum Einüben der formalen Schreibweisen und Berechnungen und das Arbeitstempo ist hoch.

Eine der Paradoxien von Zenon: Achilles und die Schildkröte

Das IB-Programm für den Mathematik-Kurs (SL) umfasst folgende Bereiche im Zeitraum von zwei Jahren:

  • Unidad 1: Álgebra
  • Unidad 2: Funciones y ecuaciones
  • Unidad 3: Funciones circulares y trigonometría
  • Unidad 4: Vectores
  • Unidad 5: Estadística y probabilidad
  • Unidad 6: Análisis
  • Exploración matemática

Viele Themen sind dem deutschen Abitur sehr ähnlich, allerdings ist die Stoffmenge, Verknüpfung mit anderen Fächern, beispielsweise “Theory of Knowledge” und Form der (externen) Prüfungen nach meiner erster Einschätzung umfangreicher. Wir unterrichten Mathematik grundsätzlich 5-Stündig in der 11. und 12. Klasse und die SuS haben fast jeden Tag auch Nachmittagsunterricht. Die “Exploración matematica” ist eine Art verbindliche Facharbeit, die über 6 bis 12 Seiten zu einem selbstgewählten Thema frei erarbeitet wird und einen Anteil an der abschliessenden Bewertungsgrundlage liefert. Es gibt zahlreiche Raster zu Qualitätsmerkmalen und Bewertungsgrundlagen dieser Ausarbeitung, die den SuS zur Verfügung gestellt werden. Auch das verpflichtende Essay über 4.000 Wörter kann im Fach Mathematik geschrieben werden. Einige Arbeitsunterlagen habe ich ergänzend zum Buch, den Questionbank-Aufgaben und Materialien von Kolleg/innen auch selbst erstellt, die ich hiermit zur Verfügung stelle:

Aug 312014
 

Diese Woche haben wir uns auf den kommenden Schulstart nächste Woche in Form von Konferenzen, Treffen und vielem mehr vorbereitet. Klar, das Vieles auf einem öffentlichen Blog keinen Platz hat und auch vertraulich ist, aber ein paar Eindrücke möchte ich hier festhalten.

Zunächst habe ich nun meine Unterrichtsverteilung fest, ich werde in der 10. und 11. Klasse Mathematik auf Spanisch unterrichten und Physik in der 9. auf Deutsch. Leider muss ich dieses Schuljahr darauf verzichten, Informatik zu unterrichten. Entgegen der Einschätzung vieler meiner Kolleg/innen in Deutschland (und meiner eigenen noch vor einigen Monaten) heißt Deutsche Auslandsschule nicht, dass alle Fächer auf Deutsch unterrichtet werden. Dies ist nur für das deutsche Abitur notwendig, das nicht von allen Deutschen Auslandsschulen vergeben wird.

In Cuenca kann neben dem ecuadorianischen “Baccilerato nacional” das Bachillerato Internacional  Multilingüe (GIB) /International Baccalaureate”(IB) abgelegt werden, wie es an den Deutschen Auslandsschulen üblich ist, die kein deutsches Abitur anbieten. Für das IB gibt es Prüfungsfächer, die teilweise auf Deutsch, teilweise auf Spanisch sind sowie zusätzliche Vorgaben und Anforderungen. An unserer Schule ist Englisch und Deutsch Prüfungsfach, Mathematik auf Spanisch und Geschichte und Biologie auf Deutsch. In Mathematik wird eine Art Facharbeit / schriftliche Ausarbeitung zu einem selbstgewählten Thema verlangt. Es gibt auch eine ganze Menge Materialen zur Prüfungsvorbereitung, die weltweit zentral abgelegt wird, z.B. im online curriculum center der IB-Organisation. Hier wird einer meiner Schwerpunkte für das Schuljahr liegen, da ich in Mathematik der Klasse 11 viel mit der IB-Struktur zu tun haben werde.

Diploma Programme curriculum framework

Der deutschsprachige Fachunterricht (DFU) findet in der Secundaria (Mittelstufe) in Biologie, Geschichte und teilweise auch in anderen Fächern wie dieses Jahr bei mir in Physik 9.Klasse statt. Interessant ist hierbei, dass der Großteil der Kinder und Jugendlichen an unserer Schule Deutsch als Fremdsprache haben, so dass der Fachunterricht sehr sprachsensibel stattfindet. Gut ist, dass wir als Fachlehrer/innen im Austausch über Synergieeffekte in den Jahrgangsstufen sind und beispielsweise gezielt neue Begriffe aus anderen Fächern mit aufgreifen wollen. Besonders die Biologie bietet Überschneidungen mit meinem Unterricht. Eine umfangreiche Materialsammlung zum DFU gibt es im DFU-.Cockpit. Ich werde in meinem Physikunterricht am zentralen Begriff der Energie möglichst projektorientiert Grundlagen der Elektrotechnik, Maschinen und Energieumwandlung lehren und dabei auch Vokabellisten/Wortlisten nutzen.

Die Mathematik in der 10.Klasse orientiert sich an einem Lehrwerk, zu dem es auch eine online-Plattform gibt: http://www.20enmate.com/  Hier werde ich zunächst diagnostizieren, wie weit die fachlichen Kompetenzen reichen, um dann darauf aufbauend auf die Oberstufen vorzubereiten. Zusatzangebote zu den Unterrichtsstunden stelle ich von Anfang an auf einem Blog bereit: http://mate10cuenca.wordpress.com/

Allgemein war die erste Woche sehr informativ und hat auch schon deutlich gemacht, welchen Herausforderungen wir gegenüberstehen. So müssen Deutsche Auslandsschulen nicht nur den Vorgaben deutscher Institutionen und Behörden genügen, wie der Bund- Länder- Inspektion (BLI) sondern auch den nationalen Vorgaben des ecuadorianischen Staates, beispielsweise bei der Anfertigung von Protokollen, Planungsunterlagen und der Einhaltung von Fristen zur regelmäßigen Notenvergabe in vorgegebenen Rastern. Als Privatschule spielen die Eltern eine andere Rolle als in einer staatlichen Schule. Zudem besteht das Kollegium aus Lehrer/innen, die im ecuadorianischen Bildungssystem groß geworden sind und anderen so wie ich, die bisher nur das deutsche Bildungssystem kennen, so dass auch kommunikativ, strukturell und interkulturell vieles anders läuft als an einer Schule in Deutschland. Die Konferenzen verlaufen beispielsweise immer zweisprachig und meine Fachschaftssitzungen nur auf Spanisch. Jedenfalls bin ich mir schon sicher, dass ich hier meine Spanischkenntnisse intensiv ausbauen werde und einiges über Fremd- und Eigenwahrnehmung lernen kann. Im Laufe der nächsten Woche werde ich nun auch meine Schüler/innen kennenlernen und meine ersten spanischsprachigen Unterrichtsstunden gestalten. Und es bleibt auch Zeit, die Gegend zu erkunden, beispielsweise den Cajas Nationalpark.