Die Arbeit mit neuen Technologien gehört mittlerweile zum Alltag im Unterricht. So werden Medienkompetenzen frühzeitig gefördert, um Schülerinnen und Schüler für die Zukunft zu qualifizieren. Mit neuen Technologien kann der Unterricht in Mathematik und Naturwissenschaften offener und effektiver gestaltet werden. Sie können das Lernen erleichtern und zur Entwicklung einer neuen Unterrichtskultur beitragen: Tätigkeiten wie das Experimentieren mit und das Herstellen von mathematischen Zusammenhängen stehen im Vordergrund. Aber auch allgemeine mathematische Kompetenzen — wie sie in den Bildungsstandards verankert sind — können im computergestützten Unterricht hervorragend erworben und gefestigt werden. Der Einsatz des Taschenrechners ist auch in den naturwissenschaftlichen Fächern sinnvoll und wird am THG seit fast 10 Jahren auch praktiziert.
Eine neue Generation von Taschenrechnern ermöglicht es, im Unterricht ein noch höheres Maß an entdeckendem Lernen, Problemorientierung und Eigentätigkeit der Schüler und Schülerinnen zu erreichen.
Unsere Schule hat deshalb mit dem Fachkonferenzbeschluss vom 21.06.2012 den Taschenrechner TI Nspire CAS in allen Klassen der Jahrgangstufe 7 erlasskonform eingeführt, der die Schülerinnen und Schüler dann bis zum Abitur begleiten wird. (vgl. Kerncurriculum Mathematik)
Im Jahr 2001 wurde das Vorgängermodell TI 89 für die Oberstufe ab Klasse 11 durch Beschluss der Fachkonferenz unter Zustimmung von Gesamtkonferenz und Schulelternrat eingeführt. In den folgenden Jahren wurde die Einführung mit Zustimmung der betroffenen Eltern schrittweise vorgezogen. So wurde z. B. im Schuljahr 03/04 der Rechner in der 9. Klasse eingeführt.
Vom Jahr 2003 wurde der Einsatz eines Grafikrechners ab Klasse 7 von den Richtlinien verlangt. Die Fachkonferenz Mathematik beschloss daraufhin im Jahr 2004 als Modell für diesen grafikfähigen Taschenrechner den TI89 Titanium ab dem Schuljahr 2005/2006 einzuführen. Dieser Entscheidung stimmen Gesamtkonferenz und Schulelternrat zu.
Aufgrund der technischen und preislichen Entwicklungen wurde auf Elternwunsch des betroffenen Jahrgangs auf der Fachkonferenz am 21.06.2012 über den anstehenden Modellwechsel auf den TI Nspire CX CAS diskutiert und diesem einstimmig zugestimmt. Daran waren sowohl Eltern- als auch Schülerkonferenzmitglieder beteiligt. An der Entscheidung für den Modellwechsel wurden Schulvorstand und Schulelternrat beteiligt.
Verschiedene Untersuchungen wie TIMMS und PISA haben dem deutschen Mathematikunterricht kein gutes Zeugnis ausgestellt:
Als Ursachen werden die Anlage des Unterrichts und die Art der gestellten Aufgaben gesehen. Darauf reagierte die Kultusministerkonferenz mit der Herausgabe der Bildungsstandards im Fach Mathematik (4.12.2003), die das Land Niedersachsen im Kerncurriculum Mathematik für das Gymnasium seit dem Schuljahr 2006/07 umsetzt. Neben den inhaltsbezogenen Kompetenzen wie z. B „Größen und Messen“ oder „Raum und Form“ werden im Kerncurriculum von den Schülerinnen und Schülern nun auch prozessbezogenen Kompetenzen gefordert:
Außerdem verlangt das Kerncurriculum (vgl. Kerncurriculum Mathematik) den Einsatz von Medien:
Der Kompetenzaufbau erfolgt so kontinuierlich und kann frühzeitig begonnen werden. Die Einbeziehung der technischen Hilfsmittel zur Demonstration und Erkenntnisgewinnung wird empfohlen.
Grundsätzlich werden auch im — auch bei den Abituraufgaben — zwei unterschiedliche Taschenrechnerarten unterschieden. Sogenannte grafikfähige Taschenrechner (GTR) und computer-algebrafähige (CAS) Taschenrechner:
Ein GTR kann nur die Ableitung an einer bestimmten Stelle numerisch berechnen, der CAS-Rechner kann jedoch Ableitungsfunktionen angeben, auch für Funktionenscharen. Entsprechend sieht es bei der Integralrechnung aus. Der GTR berechnet ein bestimmtes Integral numerisch, kann jedoch keine Stammfunktion angeben. Der CAS-Rechner gibt die Stammfunktion auch bei Funktionenscharen an.
Bei der Einführung der Äquivalenzumformung in Klasse 7 bietet des CAS-Rechner eine Kontrollmöglichkeit, die insbesondere für schwächere Schülerinnen und Schüler eine gute Hilfe darstellt. Man kann die Äquivalenzumformungen schrittweise durchführen und sich den Erfolg oder Misserfolg des einzelnen Umformungsschrittes direkt ansehen. Weitere Vergleiche können der Tabelle entnommen werden
| einige Punkte zur Gegenüberstellung | GTR | CAS |
| Wechsel zwischen Term, Graph, Tabelle | + | + |
| numerisches Rechnen (nur mit Zahlen) | + | + |
| algebraisches Rechnen (auch mit Variablen) | — | + |
| Gleichungslösen numerisch | + | + |
| Gleichungslösen auch algebraisch | — | + |
| Termumformung | — | + |
| Ableitung numerisch | + | + |
| Ableitungsfunktion | — | + |
| Bestimmtes Integral | + | + |
| Stammfunktion | — | + |
| Stammfunktionen auch algebraisch | — | + |
Nach diesen und anderen weiterführenden Überlegungen haben wir – wie die Mehrzahl der Göttinger Gymnasien – uns entschieden, am Theodor-Heuss-Gymnasium CAS-Rechner zu verwenden. Diese verfügen über alle genannten geforderten Komponenten. Wir haben so zwar auch die Möglichkeit, in einzelnen Stunden mit einer Klasse im Mathematikunterricht in den Computerraum zu gehen (falls er frei ist), aber die Verfügbarkeit aller Komponenten jederzeit ermöglicht einen abwechslungsreichen Unterricht und unterschiedliche Zugänge der Schülerinnen und Schüler zu den zu bearbeitenden Problemen. Wohl unbestritten ist: Mathematik ist mehr als Rechnen — und Problemlösen, Modellieren usw. braucht viel Zeit. GTR und CAS machen „Grundkenntnisse“ nicht überflüssig, entlasten aber von Rechenarbeit und verhelfen uns dadurch zu der für Problemlösen und Modellieren nötigen Zeit.
Wir versprechen uns vom Einsatz der CAS-Rechner:
Bewährt hat sich der Rechner insbesondere als Kontrollinstrument bei selbstständiger Arbeit der Schülerinnen und Schüler.
Das Taschenrechnermodell TI Nspire CX CAS ist im Vergleich zum bisher verwendeten Modell TI 89 wesentlich leistungsfähiger, preisgünstiger und besitzt ein hochauflösendes Farbdisplay und wird umweltfreundlich mit einem Akku statt mit Batterien betrieben.
Die Modellvariante mit Schwarz-Weiß-Display des TI Nspire CAS ist vollständig funktions- und tastengleich und wird kostengünstiger vertrieben. Zudem wird der Taschenrechner inklusive einer funktional identischen PC-Taschenrechner-Software angeboten, die u.a. über USB-Anschluss einen einfachen Datenaustausch ermöglicht.
Zu 1. und 2.: Beides kann auch der grafikfähige Rechner, sogar mit dem Handy kann man unter dem Schultisch im Unterricht spielen. Diesen Problemen müssen wir also ohnehin begegnen.
Zu 3.: Diese Aussage ist nur bedingt richtig. Zwar darf der Rechner an vielen Universitäten in Klausuren nicht eingesetzt werden. Er wird jedoch von vielen Studenten, die ihn von der Schule her kennen, als Kontrollinstrument und Zeitsparer bei der täglichen Arbeit geschätzt. Außerdem entwickeln sich auch an den Universitäten die Dinge weiter. In Aachen ist bereits heute ein CAS-Rechner in Klausuren zugelassen und die Entwicklung geht weiter. Die Kinder, die heute in Klasse 7 sind, machen in der Regel in 5 Jahren Abitur. Was dann an den Universitäten die Regel sein wird, kann man heute noch nicht absehen.
Grundsätzlich gibt es für die Anschaffung folgende drei Möglichkeiten:
Um die erheblichen Kosten beim Kauf möglichst niedrig zu halten, wird zum Zeitpunkt der Einführung in Klasse 7 eine Sammelbestellung angeboten.
Die Mathematik-Sammlung des THG wird eine begrenzte Anzahl an TI Nspire CAS CX zur Miete vorhalten. Für dieses Verfahren ist aufgrund der begrenzten Anzahl der Taschenrechner eine kurze schriftliche Begründung notwendig. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass das Mieten des Taschenrechners eher für einen kurzen bis mittelfristigen Zeitraum gedacht ist, da der Mietpreis für 6 Jahre höher als der Neupreis ist.
Texas Instruments bietet zudem mit dem Förderprogramm Matheklasse! den Eltern/Erziehungsberechtigten, die ALG II beziehen oder sich aus anderen gravierenden Gründen zum Kauf außer Stande sehen, die Möglichkeit, den TI Nspire CX CAS als Freirechner zu erhalten.
(STE, 29.10.2012)
„Wir wollen bei uns die Menschen sammeln, die nicht etwas werden wollen, sondern die etwas sein wollen, nämlich sie selbst, Menschen eigenen Wuchses und eigener Verantwortung.“
– Theodor Heuss
