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Wir zeigen an einigen Beispielen, wie man numerische Simulationen in Tabellenkalkulationsprogrammen (hier speziell in Excel) erzeugen kann. Diese können beispielsweise im Kontext von mathematischer Modellierung verwendet werden.
Die Beispiele umfassen ein Modell zur Ausbreitung von Krankheiten, die Flugkurve eines Fußballs unter Berücksichtigung von Luftreibung, eine Monte-Carlo-Simulation zur experimentellen Bestimmung von pi, eine Monte-Carlo-Simulation eines gemischten Kartenstapels und die Modellierung von Benzinpreisen mit einem Preistrend und Rauschen
Die MINT-EC-Girls-Camp: Math-Talent-School ist eine vom Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) initiierte Veranstaltung, die regelmäßig als Kooperation zwischen dem Felix-Klein-Zentrum für Mathematik und dem Verein mathematisch-naturwissenschaftlicher Excellence-Center an Schulen e.V. (Verein MINT-EC) durchgeführt wird. Die methodisch-didaktische Konzeption der Math-Talent-Schools erfolgt durch das Kompetenzzentrum für Mathematische Modellierung in MINT-Projekten in der Schule (KOMMS), einer wissenschaftlichen Einrichtung des Fachbereichs Mathematik der Technischen Universität Kaiserslautern. Die inhaltlich-organisatorische Ausführung übernimmt das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in enger Abstimmung und Kooperation von Wissenschaftlern der Technischen Universität und des Fraunhofer ITWM. Die MINT-EC-Girls-Camp: Math-Talent-School hat zum Ziel, Mathematik-interessierten Schülerinnen einen Einblick in die Arbeitswelt von Mathematikerinnen und Mathematikern zu geben. In diesem Artikel stellen wir die Math-Talent-School vor. Hierfür werden die fachlichen und fachdidaktischen Hintergründe der Projekte beleuchtet, der Ablauf der Veranstaltung erläutert und ein Fazit gezogen.
Die Deutschen Auslandsschulen (DAS) stellen bisher ein Desiderat in der Forschung dar. Diese Arbeit knüpft an dieser Stelle an und entwickelt Thesen sowie Hypothesen darüber, welche Rolle die die Personalfluktuation an DAS für deren Schulentwicklung spielt. Hierfür wurden Leitfadeninterviews mit Schulleitern an DAS geführt und qualitativ ausgewertet.
Die Interviewtranskripte wurden entfernt, um die Anonymität der Interviewten zu garantieren.
Die vorliegende Master-Arbeit untersucht die Problemstellung, wie eine Einzelschule einen konkreten Beitrag zur Fortbildung ihrer Lehrkräfte vor dem Hintergrund des digitalen Wandels leisten kann.
Im theoretischen Teil wird zunächst die Rolle von digitalen Medien im Unterricht näher untersucht. Dabei wird deutlich, dass ihre Potenziale erst dann zu einem Mehrwert für das Lernen der Schülerinnen und Schüler werden, wenn die folgenden zentralen Voraussetzungen erfüllt sind: Erstens wird eine funktionstüchtige technische Infrastruktur benötigt. Zweitens müssen rechtliche Grundfragen zur Nutzung digitaler Medien im Unterricht geklärt sein. Drittens führen digitale Medien erst dann zu einem Mehrwert, wenn sowohl bei Lernenden als auch bei Lehrenden ausreichend Medienkompetenz vorhanden ist.
An die Formulierung dieser Voraussetzungen knüpfen sich im Theorieteil der Arbeit weitere Schlussfolgerungen: Erstens muss die Vermittlung von Medienkompetenz als Bildungsziel von Schule angesehen werden. Zweitens müssen Lehrkräfte neben der eigenen Medienkompetenz auch über medienpädagogische Kompetenz verfügen, damit sie in der Lage sind, digitale Medien sinnvoll und lernförderlich im Unterricht einzusetzen. Da aber viele Lehrende bislang nicht hinreichend ausgebildet wurden, kommt der Lehrkräftefortbildung hier eine besondere Rolle zu und daher kann sie als Grundvoraussetzung für Bildung in der digitalen Welt gesehen werden.
Eine gelingende Lehrkräftefortbildung zur Digitalisierung muss eingebettet sein in den spezifischen Schulentwicklungskontext einer Einzelschule. Da die jeweiligen Voraussetzungen von Schule zu Schule sehr unterschiedlich sind, kann es hier keine Patentlösung geben, welche „von oben“ auf alle Schulen übergestülpt wird. Dabei spielt die Schulleitung vor Ort erwartungsgemäß eine entscheidende Rolle.
Im Praxisteil der Master-Arbeit werden die Vorbedingungen und Vorüberlegungen an einer konkreten Einzelschule skizziert, die sich auf den Weg machte, den digitalen Wandel systematisch im Rahmen der Schulentwicklung zu gestalten. Ein Meilenstein dieses Entwicklungsprozesses stellt die Ausrichtung eines regionalen Fortbildungstages für Lehrkräfte zur „Digitalen Ethik“ dar.
Anhand der Schulentwicklungsdimensionen nach Zylka (2018) wird im weiteren Verlauf der Arbeit aufgezeigt, warum dieser Fortbildungstag einen entscheidenden Beitrag zur Schulentwicklung leistet.
Im Schlussteil vergleicht der Autor im Rahmen eines selbstkritischen Zwischenberichts inwiefern die Einzelschule hier die typischen Fehler der Schulentwicklung begangen hat, wie sie von Horster (2011) beschrieben worden sind.
Dieser Beitrag beschreibt eine Lernumgebung für Schülerinnen und Schüler der Unter- und Mittelstufe mit einem Schwerpunkt im Fach Mathematik. Das Thema dieser Lernumgebung ist die Simulation von Entfluchtungsprozessen im Rahmen von Gebäudeevakuierungen. Dabei wird das Konzept eines zellulären Automaten vermittelt, ohne dabei Programmierkenntnisse vorauszusetzen oder anzuwenden. Anhand dieses speziellen Simulationswerkzeugs des zellulären Automaten werden Eigenschaften, Kenngrößen sowie Vor- und Nachteile von Simulationen im Allgemeinen thematisiert. Dazu gehören unter anderem die experimentelle Datengewinnung, die Festlegung von Modellparametern, die Diskretisierung des zeitlichen und räumlichen Betrachtungshorizonts sowie die zwangsläufig auftretenden (Diskretisierungs-)Fehler, die algorithmischen Abläufe einer Simulation in Form elementarer Handlungsanweisungen, die Speicherung und Visualisierung von Daten aus einer Simulation sowie die Interpretation und kritische Diskussion von Simulationsergebnissen. Die vorgestellte Lernumgebung ermöglicht etliche Variationen zu weiteren Aspekten des Themas „Evakuierungssimulation“ und bietet dadurch auch vielfältige Differenzierungsmöglichkeiten.