Das Tabellenkalkulationsprogramm MS-EXCEL im Mathematikunterricht der Oberstufe

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Computerunterstutzer Mathematikunterricht ¨
  • Entwicklung von Rechenhilfen
  • Anwendersoftware
  • Positive Aspekte des Einsatzes von Computern im Mathematikunterricht
  • Potentielle Probleme und Gefahren eines computerunterstutzten Mathe- ¨ matikunterrichts
• EXCEL im Mathematikunterricht
  • Was ist EXCEL?
  • Was spricht fur den Einsatz von EXCEL?
  ¨
  • Wie kann EXCEL im Mathematikunterricht eingesetzt werden?
  • Probleme mit EXCEL
  • Allgemeine didaktische Anmerkungen zu den gestellten Aufgaben mit EXCEL
• Aufgaben zum graphischen L¨osen
  • Ortsbestimmung
  • Wurfweite am schr¨agen Hang
  • Lage von Ellipsen
  • Hyperbeln beim Doppelspalt
  • Fl¨acheninhaltsbestimmung
• Aufgaben zur numerischen Gleichungsl¨osung
  • Veranschaulichung des Newtonverfahrens
  • ” Die Katze, die sich in den Schwanz beißt“
  • Grenzwert des Newtonverfahrens
  • Verschiedene L¨osungsmethoden
  • Wien’sches Verschiebungsgesetz
• Aufgaben zur numerischen Integration
  • Rechtecksummen links und rechts
  • Mittelpunkt-, Trapez-, Simpsonregel
  • Volumen eines geraden Kreiskegels
  • Ein beruhmtes Integral ¨
  • Umfang einer Ellipse
• Aufgaben zur Datenanpassung
  • Lineare Regression
  • Barometrische H¨ohenformel
  • Quadratische Regression
  • Federpendel
  • Digitaler Zoom
• Aufgaben zu Differentialgleichungen
  • Kepler’sche Gesetze
  • Ballistischer Wurf
  • Fadenpendel
  • Radionuklidproduktion
  • Kettenlinie
• Aufgaben zur Optimierung
  • Potentielle Energie
  • Großkreis
  • Umkreis von Dreieck
  • Maximaler Fl¨acheninhalt
  • Windschiefe Geraden
• Schlusswort

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit dem Einsatz des Tabellenkalkulationsprogramms Microsoft EXCELTM (im weiteren kurz EXCEL genannt) im Mathematikunterricht der Oberstufe. Ziel ist es, die M¨oglichkeiten und Grenzen von EXCEL im Mathematikunterricht aufzuzeigen, sowie konkrete Anwendungsbeispiele zu präsentieren.

• Der Einsatz von EXCEL als didaktisches Hilfsmittel im Mathematikunterricht
• Anwendungsorientierte Beispiele aus verschiedenen mathematischen Gebieten
• Numerische Verfahren und Algorithmen in EXCEL
• Graphische Darstellung und Visualisierung mathematischer Sachverhalte
• Datenanalyse und -anpassung mit EXCEL

Zusammenfassung der Kapitel

Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Bedeutung von computerunterstutzten ¨ Mathematikunterricht beleuchtet und die Zielsetzung der Arbeit beschreibt.

Das zweite Kapitel beleuchtet die historische Entwicklung von Rechenhilfen und ¨ mathematischen Anwendersoftware. Es werden die Vorteile und Nachteile des Einsatzes von ¨ Computern im Mathematikunterricht diskutiert.

Im dritten Kapitel wird das Programm EXCEL im Detail vorgestellt. Es werden ¨ Argumente fur den Einsatz von EXCEL im Mathematikunterricht dargelegt und auf ¨ potenzielle Probleme bei der Verwendung des Programms hingewiesen.

In den Kapiteln 4 bis 9 werden konkrete Anwendungsbeispiele fur den Einsatz von ¨ EXCEL im Mathematikunterricht der Oberstufe vorgestellt. Die Aufgaben sind in sechs Themenkreise gegliedert:

• Graphisches L¨osen
• Numerisches L¨osen von Gleichungen
• Numerisches Integrieren
• Datenanpassung
• Differentialgleichungen
• Optimierung

Jedes Kapitel enthält mehrere Aufgaben, die jeweils die M¨oglichkeiten und Grenzen von EXCEL in einem bestimmten Themenbereich aufzeigen.

Die Arbeit endet mit einem Schlusswort, das die wichtigsten Erkenntnisse der Arbeit ¨ zusammenfasst und die Bedeutung des Einsatzes von EXCEL im Mathematikunterricht betont.

Schlüsselwörter

Tabellenkalkulationsprogramm, MS-EXCEL, Mathematikunterricht, Oberstufe, Anwendungen, numerische Verfahren, graphische Darstellung, Datenanpassung, Differentialgleichungen, Optimierung.