Fallstudie:
Lehrer an weiterführenden Schulen in Dänemark bereiten ihre Schüler mit Maple auf die Hochschulausbildung vor

Herausforderung
Mehrere Gymnasiallehrer, die bei Mathematikkursen an der Danmarks Tekniske Universitet (DTU) assistiert hatten, stellten fest, wie groß die Lücke zwischen dem Mathematikunterricht an den weiterführenden Schulen und den Kursen an der Universität war. Die DTU suchte zusammen mit dem dänischen Bildungsministerium nach einer Möglichkeit, den Schülern zu helfen, diese Lücke zu schließen und sie besser auf das Hochschulstudium vorzubereiten.
Lösung
Professoren der DTU arbeiteten mit verschiedenen weiterführenden Schulen zusammen, um Maple in den Mathematikunterricht der Gymnasien zu integrieren und die Schüler in den MINT-Fächern besser auf das Studium vorzubereiten und ihnen den Übergang zu erleichtern. Maple wurde schließlich in 110 von 160 Schulen in Dänemark eingeführt, um den Übergang von der Mathematik im Gymnasium zur Universität zu erleichtern. Die Schüler müssen außerdem im letzten Jahr am Gymnasium ein Projekt erstellen und einen detaillierten Bericht vorlegen.
Ergebnis
Das Ergebnis dieser Initiative ist, dass die Schüler besser auf das Studium vorbereitet sind. Ihr Bewusstsein für die Konzepte und Anwendungen der Mathematik hat zugenommen, sie behalten das erlernte Wissen leichter und sie sind besser in der Lage, ihr Wissen bei komplexen Themen anzuwenden.
Die Initiative hat außerdem zur Produktion einer Reihe von Videos geführt, in denen Visualisierungen in Maple vorgestellt und die Schüler dazu angeregt werden, die Mathematik zu studieren.n.
Mathematik spielt im Lehrplan der Sekundarstufe in Dänemark seit jeher eine wichtige Rolle. Das dänische Bildungsministerium unterstreicht immer wieder seine Bedeutung und schreibt Reformen und neue Standards vor, die die Schüler erfüllen müssen, um ihren Abschluss zu erhalten. Die hohen Standards bei der Mathematik haben dazu geführt, dass Maple in 110 von 160 dänischen weiterführenden Schulen eingesetzt wird. Maple ist ein Softwarewerkzeug von Maplesoft, das es einfach macht, mathematische Probleme zu untersuchen, zu visualisieren und zu lösen.
Der Einzug von Maple in den dänischen Schulen begann, als eine Gruppe von Mathematikprofessoren an der Danmarks Tekniske Universitet (DTU) einige Mathematiklehrer von weiterführenden Schulen einstellten, um ihnen bei einem der größten Mathematikkurse zu helfen. Herausgekommen ist für die Professoren jedoch mehr als nur Hilfe im Unterricht. Sie erfuhren nämlich gleichzeitig, wie die Schüler Mathematik in den Jahren vor ihrem Eintritt in die Universität erlernen und wie sehr sich das von den Lehrmethoden an der DTU unterschied. „Zu dieser Zeit bestand ein großer Unterschied dabei, wie man den Studierenden bisher Mathematik beigebracht hatte und wie wir sie an der DTU unterrichteten“, erklärte Steen Markvorsen, einer der Professoren an der DTU. „Wir mussten jedes Jahr sehr viel Zeit und Mühe aufwenden, um alle Studierenden auf den gleichen Stand zu bringen.“ Dies führte zu der Idee, dass weiterführende Schulen, die in Dänemark als Gymnasien bezeichnet werden, und die DTU zusammenarbeiten sollten, um die Lücke zwischen weiterführenden Schulen und Hochschulen zu schließen und die Schüler besser auf ihr Studium an der Universität vorzubereiten.
Um diese Initiative anzuschieben, veranstalteten Markvorsen und seine Kollegen Präsentationen an Gymnasien in ganz Dänemark und warben für ihre Idee. „Bei unseren Gesprächen mit den Vertretern der Schulen wurde klar, dass die Lehrer der weiterführenden Schulen das Konzept unterstützten und der Meinung waren, der Einsatz von Mathematikwerkzeugen als Hilfe für die Schüler wäre ein gutes Mittel, um sie für ihre weitere Ausbildung vorzubereiten“, erklärte Markvorsen. „Als sie Maple kennenlernten, waren sie sich einig, dass es das ideale Werkzeug wäre, um die Lücke zu schließen. Die Integration von Maple in den Mathematikunterricht der Gymnasien sollte die Schüler in den MINT-Fächern besser auf das Studium vorbereiten und ihnen den Übergang wesentlich erleichtern.“
Die DTU ist eine technische Universität, die nur Ingenieure ausbildet, und daher spielt Mathematik in allen ihren Studiengängen eine zentrale Rolle. Markvorsen setzt Maple seit Jahren ein, um Mathematik im obligatorischen Einführungskurs des ersten Studienjahres zu unterrichten. Die Ausstattung der angehenden Studierenden mit Maple sollte den Wechsel zur DTU für Dozenten und Studierende erleichtern, und die Studierenden sollten sehr viel besser von den verschiedenen Kursen der Universität profitieren, insbesondere den Kursen, in denen Maple eingesetzt wird.
Figuren: Steen Markvorsen verwendet Maple, um einen intuitiven Beweis des Eulerschen Theorems für die normalen Kr¨mmungen von Oberflächen zu entwickeln
Professor Steen Markvorsen diskutiert Schaumstrukturen und minimale Oberflächen, darunter mittlere Krümmungsflächen mit Maple (Video ist auf Dänisch)
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