M - Mathe im April, Mai und Advent - Stephanie Schiemann - De Gruyter
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
M – Mathe im April, Mai und Advent
Stephanie Schiemann
In diesem Artikel geht es um die Regeln, Hintergründe und Statistiken der Mathe-Challenges für Schüler*innen,
Lehrer*innen und sonstige Interessierte, die die Mathe im Leben gGmbH seit Jahren in Kooperation mit der DMV
sehr erfolgreich ausrichtet. Sie erfahren auch, wie Sie sich selbst mit wenig Aufwand beteiligen können.
Rekordzahlen bei den digitalen Mathe-Challenges in der dann die Aufgaben beider Niveaustufen lösen und erhal-
Zeit des eingeschränkten Schulbetriebs in der BMBF- ten am Ende auch eine Urkunde. Jährlich knobeln oftmals
Initiative „Wir bleiben schlau!“. Im Advent waren es % ganze Familien, Eltern und Großeltern mit.
Teilnehmende mehr als sonst, . „Mathe im Advent“ wird von der Mathe im Leben ge-
Jeder kann beim täglichen Knobeln im Advent mitma- meinnützigen GmbH in Kooperation mit der DMV aus-
chen, jeder kann Ideen für die Aufgaben liefern und somit gerichtet. Premiumpartner ist die Gisela und Erwin Sick
über Kindern und Jugendlichen und Lehr- Stiftung, Hauptförderer die Klaus Tschira Stiftung und
kräften angewandte Mathematik näher bringen. weitere Förderer sind Berliner helfen e. V. und die Stif-
tung Standortsicherung Lippe. Parallel dazu gibt es für
Die Mathe-Challenges die Oberstufenschüler*innen und Erwachsenen den digi-
gab es ausnahmsweise drei digitale Mathe- talen Mathekalender vom Berliner Forschungszentrum
Challenges für alle Schüler*innen und Lehrkräfte. MATH+.
In der Zeit der Schulschließungen und des einge-
schränkten Schulbetriebs haben wir kurzentschlossen Die „Mathe-im-Advent“-Aufgabengeschichten
in der BMBF-Initiative „Wir bleiben schlau! – Die Allianz Die täglich wechselnden Geschichten spielen im fiktiven
für MINT-Bildung zu Hause“ die beiden Extra-Mathe- Weihnachtswichteldorf. Es macht Spaß, die Texte rund um
Challenges „Mathe im April“ und „Mathe im Mai“ auf die die Wichtel, Rentiere und den Weihnachtsmann zu lesen
Beine gestellt. Sie liefen nach dem Vorbild von „Mathe im und die liebevollen Comic-Illustrationen anzuschauen.
Advent“. Alle, Schüler*innen wie Erwachsene, hatten die Quasi nebenbei löst man mathematische Probleme und
Möglichkeit, alleine teilzunehmen. Lehrkräfte konnten im übt Textverständnis. Jeden Tag lernen die Teilnehmenden
April und Mai auch kostenlos ihre Klassen anmelden und die Charaktere besser kennen und tauchen tiefer in die
im Klassenverbund täglich Mathe-Aufgaben von zu Hause Wichtelwelt ein – ähnlich wie bei Harry Potter oder Sei-
lösen. Über Schüler*innen nutzten diese Chance! fenopern. Die fiktive Szenerie ist dabei immer so gestaltet,
Für die zwei Besten stiftete die DMV im Mai ein iPad. dass ein Kind die Handlungen und daraus resultierenden
„Mathe im Advent“ (kurz: MiA) ist kein Talentwettbe- mathematischen Fragestellungen als sinnvoll empfinden
werb, sondern ein Angebot für alle, die spielerisch Mathe- kann. Überträgt das Kind die Geschichten auf sein eige-
matik entdecken möchten. Im Gegensatz zum Routinen- nes Leben, kann es nachvollziehen, wo die Mathematik
Training im normalen Schulunterricht fördert MiA viele nützlich ist und überall verwendet wird. Darüber hinaus
wichtige mathematische Kompetenzen wie kreatives Pro- werden gleichberechtigte Rollenvorbilder für Mädchen
blemlösen, Mustererkennen, Verallgemeinern, Schätzen und Schüler*innen mit Migrationshintergrund vermittelt,
und logisches Denken. Mit den Aufgaben und umfangrei- die Führungspositionen innehaben, rechnen oder pro-
chen Lösungen zeigen wir Kindern, Jugendlichen, Eltern grammieren können und wichtige Jobs zur Rettung der
und Großeltern, dass Mathematik tatsächlich Spaß ma- Umwelt oder zum Schutz der Tiere ausführen.
chen kann und sinnvoll in vielen Bereichen des Lebens
angewendet wird. Auch diejenigen, die Mathe nicht mö- Wettbewerbskonzept
gen oder nur noch wenig erinnern, haben viel Spaß an Wir glauben, dass eine nachhaltige Entwicklung von Mo-
unseren „Mathe im Advent“-Aufgaben. tivation und Kompetenzen in der Mathematik nicht in
einem eintägigen, klausur-artigen Projekt erreicht werden
Wie läuft’s? kann. Deshalb ist MiA als Spiel konzipiert, in dem Kinder
MiA ist ein Online-Wettbewerb, der sich in der Ad- und Jugendlichen Tage lang spannende mathematische
ventszeit vom . bis zum . Dezember an alle Schüler Inhalte erforschen und entdecken können. Um verschiede-
und Schülerinnen der Klassenstufen – wendet. Auf ne Zugänge zu ermöglichen, haben wir mehrere Arten der
www.mathe-im-advent.de werden spannende, anwen- Teilnahme entwickelt, mit und ohne Gewinnspiel, alleine
dungsorientierte Mathe-Wichtel-Aufgaben in zwei Niveau- oder als Gruppe:
stufen für die Klassenstufen – und – angeboten. Einzelspiel: Nach der Registrierung eines Accounts kön-
Mitmachen können übrigens neben den Schüler*innen nen die Schüler*innen entweder nur aus Spaß teilnehmen
und Lehrkräfte auch alle sonstigen Interessierten. Melden (nutzt ca. /) oder im Einzelspiel gegen alle anderen Kin-
Sie sich dazu einfach als „Spaßspieler“ an. Sie können der spielen und spannende Preise gewinnen.
DOI ./dmvm-- Klassenspiel: Lehrer*innen können ihre Klassen zudem vir- Historie
tuell in unserem System anlegen und ihre Schüler*innen Die Idee des digitalen Mathekalenders für die Grund-
zur gemeinsamen Teilnahme im Klassenspiel einladen. und Mittelstufen ist im Jahr der Mathematik ent-
Dies ist das Herz des Projekts, denn damit rückt die standen, als Günter M. Ziegler DMV-Präsident war. Das
Mathematik im gesamten Dezember ins Zentrum des Wissenschaftskommunikationsprojekt hat inzwischen
Klassen- und Schullebens. -mal stattgefunden. Von – wurde „Mathe im
MiA fördert zusätzlich zu den mathematischen Kom- Advent“ vom DMV-Netzwerkbüro Schule–Hochschule
petenzen das Teamwork sowie präzises, folgerichtiges koordiniert. Seit hat die eigens dafür gegründete
Argumentieren und das Durchhaltevermögen. In diesem gemeinnützige GmbH Mathe im Leben die Organisation
Format spielen auch Kinder mit, die sonst nie an einem übernommen.
Mathe-Wettbewerb teilnehmen würden. Schüler*innen im Kinder sollen möglichst früh positive Erfahrung mit
Klassenspiel bleiben zudem durchschnittlich länger dabei Mathematik machen, erkennen, dass Mathe Spaß ma-
und lösen mehr Aufgaben richtig als Einzelspieler*innen. chen kann. Deshalb können bei MiA „Frühstarter“ ab
Auch Lehrer*innen gewinnen neue Motivation und entde- der . Klasse teilnehmen. In den Lösungen bieten wir zur
cken mathematische Inhalte und Anwendungen, die ihren Einbettung des Themas oft einen „Blick über den Teller-
zukünftigen Unterricht bereichern können. Die besten rand“ oder eine „Mathematische Exkursion“. Uns ist wich-
Klassen und Schulen gewinnen Preise oder Pokale. tig zu vermitteln, dass Mathematik nicht nur Rechnen
ist und viel mehr dazu gehört als in der Schule gelernt
Bundesministerin hat die Schirmherrschaft wird.
Die Mathe-Adventskalender von Mathe im Leben und
MATH+ stehen unter der Schirmherrschaft der Bundes- Aufgabenwettbewerb
ministerin für Bildung und Forschung, Anja Karliczek. In Gemeinsam mit der gesamten Mathematik-Community
dem Teilnehmerrekord sieht sie eine positive Ent- sammelt das Team für die nächste Runde schon jetzt Auf-
wicklung für die MINT-Fächer: gabenideen und ruft jährlich den „Aufgabenwettbewerb“
aus. Mitmachen können alle: Wissenschaftler*innen, Lehr-
Deutschland ist Innovationsland und auf die guten kräfte, Eltern wie Schüler*innen. Einsendeschluss ist der
und kreativen Ideen der Menschen in unserem Land . Juni . Jede und jeder kann so mithelfen, mit ak-
angewiesen. Junge Menschen, die sich für Mathema- tuellen mathematischen Themenfeldern das Bild der
tik und Naturwissenschaften begeistern können, sind Mathematik für alle Teilnehmenden zu erweitern und
deshalb der Garant dafür, dass wir unseren Lebens- der Öffentlichkeit ein interessantes Mathematisches Ein-
standard auch in Zukunft halten können. Sie erfinden satzgebiet nahe zu bringen. Das Thema auf Schulniveau
und entwickeln Dinge, von denen alle Menschen pro- herunterzubrechen, ist eine Herausforderung, die sich
fitieren. Die große Resonanz freut mich deshalb sehr. lohnt, denn täglich lesen über Personen die Auf-
Der Anstieg der Teilnehmerzahl um Prozent lässt gaben. In einer Spielrunde haben wir weit über Millio-
hoffen, dass das Interesse an der Mathematik und den nen Seitenaufrufe. In / waren wir mit MiA beim
Naturwissenschaften in den kommenden Jahren wei- SimliarWebRank in der Category: Science (weltweit) #.
ter anwächst. Die digitalen Mathe-Adventskalender Reichen Sie uns bitte per E-Mail an info@mathe-im-
sind ein attraktives Angebot, das Kinder und Jugend- advent.de Ihre Aufgabenidee mit einer Fragestellung, die
liche altersgerecht und mit viel Spaß an die MINT- sich mit Multiple-Choice beantworten lässt, sowie einer
Fächer und an das sinnvolle Arbeiten mit digitalen Lösungsskizze ein. Wir freuen uns auch über Ideen zu ei-
Medien heranführt. ner „Mathematischen Exkursion“ bzw. einem „Blick über
180000
169487
160000
151797
146532 147911
140000
131776
121258
120000 114786
99901 101378 100999
100000
52,1%
80000 weiblich weiblich
51,6 % 50,5 %
50,2 %
weiblich weiblich 51,5%
weiblich
60000 55194 51,6%
weiblich 51,9%
weiblich
54,8 % weiblich
51,9 % 51,4%
weiblich
40000 weiblich weiblich
33000
51,3 %
20000 14000
weiblich
0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Teilnehmerzahlen „Mathe im Advent“ (alle Nutzergruppen). Seit gab es insgesamt Teilnehmer*innen.
Schülerstatistik „Mathe im Advent “ nach Bundesländern
Anzahl Anteil ∅ abgegebene ∅ Punkt- Anzahl SuS Quote der
teilnehmender weiblich Lösungenb zahlb mit max. SuS mit max.
SuSa in % (von ) (max. ) Punktzahlb Punktzahlb im BLc
Baden-Württemberg , , , ,
Bayern , , , ,
Berlin , , , ,
Brandenburg , , , ,
Bremen , , , ,
Hamburg , , , ,
Hessen , , , ,
Mecklenburg-Vorpommern , , , ,
Niedersachsen , , , ,
Nordrhein-Westfalen , , , ,
Rheinland-Pfalz , , , ,
Saarland , , , ,
Sachsen , , , ,
Sachsen-Anhalt , , , ,
Schleswig-Holstein , , , ,
Thüringen , , , ,
a. SuS: Schülerinnen und Schüler b. jeweils ohne Jokereinsatz c. Bundesland
den Tellerrand“. Zahlreiche Beispielaufgaben finden Sie Becker. Sie erhielt den neuen Wanderpokal. Zudem ehr-
im Web oder in den Büchern „Die Mathe-Wichtel“. te die DMV sie als Mathemacherin der Monate Januar/
Die „Mathe im Advent“-Jury wird die schönsten, zum Februar.
Format passenden Aufgaben für den Adventskalender
auswählen. Die Bewertung aller Teilnehmenden „Mathe im Advent“: Statistik
bestimmt dann im Dezember die beliebtesten Aufgaben Seit haben bereits mehr als , Millionen Schülerin-
beider Kalender, deren Autor*innen dann – sofern es Co- nen und Schüler an „Mathe im Advent“ teilgenommen,
rona zulässt – auf der „Mathekalender“-Preisverleihung davon waren jeweils mehr als % weiblich. Wie man im
geehrt werden. Siegerin im Aufgabenwettbewerb Diagramm auf auf der vorherigen Seite sieht, gab es
(Kalender –) war die Bochumer Lehrerin Dr. Gloria mit einen absoluten Teilnahmerekord.
Schul-, Klassen- und Lehrerstatistik „Mathe im Advent “ nach Bundesländern
Gesamt- Anzahl Anzahl Anteil Anzahl Anteil der
zahl teilnehmender teilnehmender teilnehmender teilnehmen- weiblichen
aller Schulen Schulen Schulen der Lehrer Lehrkräfte
Schulena mit mindestens mit mindestens am Klassenspiel in %
einem/r SuS einer Klasse in %
Baden-Württemberg , ,
Bayern , ,
Berlin , ,
Brandenburg , ,
Bremen , ,
Hamburg , ,
Hessen , ,
Mecklenburg-Vorpommern , ,
Niedersachsen , ,
Nordrhein-Westfalen , ,
Rheinland-Pfalz , ,
Saarland , ,
Sachsen , ,
Sachsen-Anhalt , ,
Schleswig-Holstein , ,
Thüringen , ,
a. Grund-, Haupt-, Real-, Gesamt-, Gemeinschafts-, Sekundar-, Waldorf- und Förderschulen sowie Gymnasien öffentlicher und privater
Träger
Die Mathe-Wichtel verpacken Geschenke für alle „Mathe im Advent“-Gewinner*innen
Die Teilnahme allein – im sogenannten Einzelspiel – ist lendern – und –. Nun stellen Sie sich vielleicht die
schon immer kostenfrei. Das Klassenspiel – in der Grup- Frage, wie viele Schulen, Klassen, Lehrer*innen und Schü-
pe mit einer betreuenden Lehrkraft – war bis zum Jahr ler*innen mitmachen. Wie lange halten sie durch und
ebenfalls kostenfrei und wurde dann nach dem Ende wie viele lösen tatsächlich alle Aufgaben korrekt? Da-
der BMBF-Förderung auf Teilnahmegebühren umgestellt. zu gehört ein enormes Durchhaltevermögen, was dieses
Deshalb haben wir etwa Schüler*innen und Mal durch den vorzeitigen Lockdown etliche Tage nicht
Lehrkräfte im Klassenspiel verloren. Seit dem Jahr mehr von der Lehrkraft begleitet werden konnte. Einen
können wir das Klassenspiel nur noch in den geför- kleinen Einblick bieten die beiden Bundeslandstatistiken
derten Regionalprojekten (derzeit im Regierungsbezirk auf der vorangehenden Seite. Wer sich für mehr Daten
Freiburg – PLZ x, x und x, Berlin-Neukölln und interessiert, z. B. aus unserer Vor- und Nachherumfrage
im Märkischen Viertel sowie im Kreis Lippe) kostenfrei tausender Schüler*innen, Lehrkräfte und Spaßspieler,
anbieten. Wir versuchen, die regionalen Förderungen möge mich ansprechen. Wir suchen fortwährend sowohl
auszuweiten, um zukünftig wieder mehr Schulen das Studierende als auch Wissenschaftler*innen, die Interesse
kostenfreie Klassenspiel anzubieten. Für Anregungen haben mitzuarbeiten, z. B. bei der fachlichen Überprüfung
diesbezüglich sind wir sehr dankbar. der fertigen Aufgaben oder im wissenschaftlichen Beirat
Auf der Deutschlandkarte auf Seite sehen Sie die von „Mathe im Advent“, oder die Forschungsarbeiten
Verteilung der teilnehmenden Schüler*innen bei den Ka- über unser Projekt schreiben (lassen) möchten.
Stephanie Schiemann,
Mathe im Leben gGmbH, c/o Freie Universität Berlin,
Institut für Mathematik, Arnimallee , Berlin
schiemann@mathe-im-leben.de
Stephanie Schiemann, Studienrätin, Jahre Mathematik- und Sport-Lehrerin an
verschiedenen Schulformen in Niedersachsen, ehem. Schulbuchautorin, Leiterin der
Talentförderung Mathematik und zahlreicher Lehrerfortbildungen, neun Jahre Leiterin des
DMV-Netzwerkbüros Schule–Hochschule und jetzt geschäftsführende Gesellschafterin der
Mathe im Leben gGmbH.
Wichtel-Bilder: Michael Gralmann
Mathe im Advent
Aufgabe : Der innere Kreis (Aufgaben Klasse –)
Am . Dezember findet jedes Jahr der Berenike meint: „Das geht mit bei- Rauten lässt sich auf verschiedenen
große Weihnachtsball des Wichteldorfs den Rautenformen, wenn wir sie im- Arten eine Fläche lückenlos parkettie-
statt. Die Wichtel Orlandie und Albert mer abwechselnd legen.“ Albert ist ren, du kannst in einem Raum viele
bereiten das Fest vor. Bei der Besich- sich sicher: „Nein, ich glaube das geht verschiedene Parkettmuster mit den
tigung des großen Ballsaals haben die nur mit den breiteren Rauten.“ Or- beiden Rauten verlegen. Das Grund-
beiden eine wichtige Entdeckung ge- landie antwortet: „Ich nehme an, der schema ist periodisch, wiederholt sich
macht: Der Parkettboden ist an vielen nächste Ring kann nur mit den schma- also nach einer gewissen Zeit immer
Stellen kaputt. Da können die Wichtel len Rauten gelegt werden. Die sind eh wieder. Stellst du dir einen unendlich
beim Tanzen stolpern. Die beiden ha- viel schöner.“ Doch wer hat recht? großen Raum vor – also eine unendlich
ben deshalb Wichtel Berenike um Hilfe Mit welchen Rautenformen kann große Fläche – könntest du diese mit
gebeten. Die Tischlerin soll ein schönes der nächste Ring gelegt werden, so einem immer wiederholenden Penrose-
neues Parkett auslegen. dass keine Lücken entstehen? Nur eine Muster auslegen.
Als Berenike heute im Ballsaal an- Aussage ist richtig. Es gibt mehrere Varianten dieser
kommt, sind die alten Bodenbretter Penrose-Kacheln. Die bekannteste
schon fast alle entfernt. Für den neu- Hinweis. Der neue Ring muss vollstän- ist die, die du zusammen mit Bere-
en Boden hat sie zwei verschiedene dig sein und muss den „inneren Kreis“ nike benutzt hast. Sie möchte nun
Rautenformen dabei, die sie als Parkett- komplett umschließen. Zwei benach- den gesamten Parkettboden mit den
stücke verwenden möchte – breitere barte Rauten des neuen Rings müssen beiden Rauten auslegen. Dafür muss
Rauten und schmalere Rauten (sie- also immer eine gemeinsame Kante sie wissen wie sie weiter legen kann,
he . Bild). Sie unterscheiden sich in haben. Wie der äußere Rand dann aus- damit sich keine Überlappungen erge-
den Winkeln, doch die Seiten sind alle sieht, spielt keine Rolle. Probiere es ben. Nicht mit allen Anordnungen,
gleich lang. Die Winkel sind so ge- selbst aus, indem du die beiden Rauten die du beim Lösen dieser „Mathe
wählt, dass sie als Parkett ohne Lücken konstruierst.. im Advent“-Aufgabe gefunden hast,
aneinandergelegt werden können. klappt das.
a. Der nächste Ring lässt sich nur le- Diese sogenannten aperiodischen
gen, wenn man ausschließlich die Parkettierungen findet man nicht nur
breiten Rauten benutzt. in der Mathematik. Sie lassen sich auch
b. Der nächste Ring lässt sich nur le- bei der Untersuchung einiger Materiali-
gen, wenn man ausschließlich die en wiederfinden. Dabei sind die Atome
schmalen Rauten benutzt (kleinsten Bestandteile) des Materials
c. Der nächste Ring lässt sich nur wie in Penrose-Kacheln angeordnet.
legen, wenn man die beiden Rauten- Übrigens, den Nobelpreis hat Ro-
Berenike möchte ein schönes Parkett- ger Penrose nicht für die Entdeckung
formen immer im Wechsel auslegt.
muster mit den beiden Rauten erzeu- des Penrose-Parketts bekommen. Er
d. Der nächste Ring lässt sich mit al-
gen. Dafür beginnt sie im Mittelpunkt hat nachgewiesen, dass Schwarze Lö-
len drei Möglichkeiten legen. Das
des Raums mit fünf breiten Rauten, cher wirklich existieren. Wie auf der
heißt: Es funktioniert, wenn man
die genau aneinanderpassen, denn Webseite der Deutschen Mathematiker-
ausschließlich breite Rauten be-
5 · 72° = 360° (siehe Bild). Um sie herum Vereinigung www.mathematik.de zu
nutzt, wenn man ausschließlich
legt sie die schmalen Rauten im Kreis. lesen ist, hat Penrose bewiesen, dass
schmale Rauten benutzt und auch
Sie hat jetzt einen „inneren Kreis“ aus Schwarze Löcher eine direkte Folge
wenn man beide Rauten immer ab-
fünf breiten und fünf schmalen Rau- der allgemeinen Relativitätstheorie
wechselnd legt.
ten. von Albert Einstein sind. Im Jahr ,
zehn Jahre nach Einsteins Tod, bewies
Penrose, dass Schwarze Löcher wirk-
lich entstehen können, und beschrieb
sie im Detail. Ein schwarzes Loch hat
Blick über den Tellerrand
keine Oberfläche wie ein Planet oder
Penrose-Parkett vom Nobelpreisträger ein Stern. Es ist hingegen ein Gebiet im
Penrose Weltraum, in dem die Materie in sich
Solche Rautenparkette werden nach selbst zusammengefallen ist. Dieser
seinem Erfinder Roger Penrose als Kollaps von katastrophalen Ausmaßen
Penrose-Parkett bezeichnet. Penrose ist bewirkt, dass sich eine enorme Menge
Um den „inneren Kreis“ möchte sie ein britischer Mathematiker und Phy- Masse auf einem unglaublich winzigen
weitere Ringe legen, immer einen nach siker (Jahrgang ). Er hat im Jahr Raum konzentriert. Mathematisch ge-
dem anderen außen drumherum. So für eine Entdeckung, zum Thema sehen sind es Singularitäten, in denen
soll sich das Muster bis zum Rand des Schwarze Löcher den Nobelpreis für alle uns bekannten Naturgesetze in
Raumes ausbreiten. Doch Berenike, Physik bekommen. sich zusammenbrechen, schrieb die
Albert und Orlandie sind unterschied- Penrose entdeckte die aperi- Deutsche Physikalische Gesellschaft
licher Meinung, wie sie mit den beiden odischen Kachelmuster, mit denen du am . Oktober , dem Tag der Be-
Rautenformen den nächsten Ring legen in dieser Aufgabe selbst Entdeckun- kanntgabe der Nobelpreise, in ihrer
können. gen machen konntest. Mit den beiden Pressemitteilung.
Sie können auch lesen
