Im Rahmen eines Projektes erforschen Schüler:innen der Klassen 8a und 8b gemeinsam mit ihrem Mathematiklehrer, Herrn D. Auer, und Lisa Schneider, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Kompetenzzentrum für mathematische Modellierung in MINT-Projekten in der Schule an der Technischen Universität Kaiserslautern, mathematisch ihre Heimatstadt. Was dabei heraus kam war nicht nur mathematisch wertvoll, sondern machte auch jede Menge Spaß.
Auch in der Rheinpfalz wurde hierüber berichtet. Vielen Dank an die Redation, dass wir den Artikel hier veröffentlichen dürfen.
Wie Mathe Spaß macht
Was bringt mir der Mathematik-Unterricht? Das fragen sich wohl einige Schüler. Den praktischen Nutzen des Fachs demonstrierte ein Projekt an der Robert Schuman IGS. Achtklässler erforschten ihre Heimatstadt auf dem Rechenweg.
Von Klaudia Toussaint
Das mathematische Modellieren beschreibt Vorgänge aus dem wahren Leben mit Formeln, Funktionen und Geometrie, zum Beispiels bei Klimawandel-Prognosen und Wettervorhersagen. Bereits Grundschüler bilden etwa einen Tetrapack mit Milch durch Quader und Würfel ab. An der Integrierten Gesamtschule (IGS) Robert Schuman wendeten die Schüler der Klassen 8a und b in einem zweitägigen Workshop die Methode der wissenschaftlichen Modellierung auf ganz Frankenthal an. Fachlich begleitet wurden die Schüler am Donnerstag und Freitag durch Lisa Schneider, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Kompetenzzentrum für mathematische Modellierung in MINT-Projekten in der Schule an der Technischen Universität Kaiserslautern.
Mehr Ferien als Schule
Zunächst machte Schneider den Achtklässlern mit einem eigenen Rechenmodell Appetit auf den Workshop: „Ich habe wie bei einem Kochrezept erklärt, welche Zutaten nötig sind“, berichtete die Mathematikerin. Dabei widerlegte Schneider die unter Schülern weit verbreitete Annahme, dass sie zu viel Unterricht haben. Verblüfft erfuhren die Teilnehmer, dass ihre Schulzeit abzüglich der Ferien und Feiertage pro Jahr nur ein Siebentel ihrer Zeit beansprucht.
Dann ging es an das praxisnahe Modellieren. Mathematiklehrer Dennis Auer hatte dazu folgende Aufgabe gestellt: Eine fiktive Imagekampagne der Verwaltung will jungen Familien Frankenthal als Wohnort schmackhaft machen. Für die Kampagne soll mit einer Drohne ein Video gedreht werden, das die Sehenswürdigkeiten der Stadt vorstellt. „Die Herausforderung war, dass die Schüler eine optimale Route für den Flug und die jeweiligen Standorte für den Kameramann ermitteln“, erläuterte Auer.
In fünf Teams starteten die Schüler ihre Forschungsarbeit mit der Frage, welche Attraktionen für junge Familien interessant sind. Danach druckten sie den Stadtplan Frankenthals von einem Online-Kartendienst aus und markierten die ausgewählten Standorte. Stefanie Dunger vom Team „No names“ bezog in ihre Route neben Strandbad, Ostparkstadion, Schulen und Firmen auch Supermärkte ein. „Lebensmittelgeschäfte sind für Familien ein wichtiger Standortfaktor“, meinte die 13-Jährige. „Wäre ich in einer anderen Stadt, würden mich Tierarztpraxen und Läden mit Tierfutter interessieren“, sagte die Schülerin, die ein Kaninchen hat.
Im Team „Mathe-Genies“ wiederum konzentrierten sich Lena, Leni und Patrizia auf Rathaus, Speyerer und Wormser Tor, die Gymnasien, Zuckerfabrik und die Zwölf-Apostel-Kirche. Den Fußweg und die Zeit zum Filmen für den Kameramann optimierten die Schülerinnen von zunächst zwei Stunden auf eine Stunde. Team „No names“ hatte zwar recht schnell das Konzept für den Imagefilm parat – musste dann aber feststellen, dass theoretische Annahmen zuweilen in der Praxis nicht funktionieren: Dass der Kameramann nach dem Drohnenflug über dem Strandbad einen Umweg nehmen muss, um über die B9 zum Ostparkstadion zu gelangen, bemerkte das Team erst später und korrigierte seine Berechnungen. Das wichtigste Arbeitsmittel bei dem Modellprojekt waren Zirkel und Geodreieck, mit denen Flugrouten und Fußwege maßstabsgetreu auf den Stadtplan übertragen wurden.
Kreative Lösungen
Zum Abschluss des Workshops präsentierten die Teams ihre Konzepte. „Wir hatten nicht gedacht, dass Mathe so viel Spaß machen kann“, sagte Stefanie Dunger, die ihre Heimatstadt durch die Modellierungstage auf eine ganz neue Art kennengelernt hat. Besonders gefiel ihr die Arbeit im Team.Mathelehrer Auer war froh, dass der Workshop in Präsenz stattfinden konnte. „Im Fernunterricht wäre die nötige Gruppenarbeit nicht möglich gewesen.“ Beeindruckt habe ihn die Vielfalt der Lösungswege, die die Schüler erarbeitet haben. Ihre Beobachtungen in Frankenthal will Lisa Schneider in ihre Doktorarbeit an der TU Kaiserslautern einfließen lassen. Darin analysiert sie, wie viele vorgegebene Strukturen nötig sind, damit Schüler bei mathematischer Modellierung Erfolg haben. Ein Resultat steht für Schneider schon fest: „Wissenschaftlich mit Mathematik zu arbeiten, bringt bei Jugendlichen einen Aha-Effekt – sie erfahren, wofür der Mathe-Unterricht nützlich ist.“