Didaktik der Mathematik
Mathematisches Institut
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

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Mathematik-Tag für Schülerinnen und Schüler am 15. November 2024

Für Schülerinnen und Schüler ab Klasse 10

Du hast Freude an der Mathematik und bist neugierig darauf, wie Mathematik jenseits der Schule aussehen kann? Du möchtest etwas darüber erfahren, welche Fragen sich Mathematikerinnen und Mathematiker stellen und mit welchen Methoden sie Probleme lösen? Am 15. November 2024 bietet das Mathematische Institut einen Informationstag an, an dem Du spannende Themen der Mathematik kennen lernst und in Kontakt mit Studierenden und Forschenden der Mathematik kommst.

Programm:

  • 8:45-9:00 Uhr: Begrüßung (StR. Dr. Katharina Böcherer-Linder, Didaktik der Mathematik), Hörsaal 2
  • 9:00-9:45 Uhr: Vorlesung "Optimale Strategien und zufällige Entscheidungen" (Prof. Dr. Sebastian Goette), Hörsaal 2
  • 10:00-11:30 Uhr: Workshop 1, Workshop 2 oder Workshop 3

    Workshop 1: Modulo-Rechnung und Codierungs-Theorie (Dr. Ernst August von Hammerstein), SR 404

    Workshop 2: Kreisspiegelungen (Prof. Dr. Wolfgang Soergel), SR 226

    Workshop 3: Verkehrssimulation (Prof. Dr. Dietmar Kröner), Hörsaal 2

  • 11:30-13:00 Uhr: Mittagessen in der Mensa mit Studierenden der Mathematik
  • 13:00-14:30 Uhr: Workshop 4, Workshop 5 oder Workshop 6

    Workshop 4: Siteswap – eine mathematische Beschreibung von Jongliermustern (Stud. Maja König), SR 226

    Workshop 5: Vom Landkartenfärben und Reiseplänen (M. Sc. Mitja Roeder), CIP-Pool, Rechenzentrum

    Workshop 6: Wie groß ist unendlich groß? (M.Sc. Charlotte Bartnick), Hörsaal 2

  • 14:45-15:15 Uhr: "Mathe bietet Perspektiven" (Meike Dünnweber), Hörsaal 2
  • 15:15-15:30 Uhr: Abschluss (StR. Dr. Katharina Böcherer-Linder, Didaktik der Mathematik) , Hörsaal 2

Beschreibung der Workshops:

1. Modulo-Rechnung und Codierungs-Theorie (Dr. Ernst August von Hammerstein)
Datenkomprimierung begegnet uns nicht nur am Computer, sondern bereits beim alltäglichen Einkauf in Form von Strichcodes bzw. EAN-Nummern oder bei Büchern auch als ISBN-Nummern. Auch das Verschlüsseln von Daten gegen unbefugten Zugriff ist in unserer digitalen Welt unverzichtbar; im Mailverkehr wird hierzu oft das RSA-Verfahren verwendet. Alle diese Verfahren basieren auf im Prinzip einfachem Rechnen mit natürlichen Zahlen, nämlich der Division mit Rest (neuhochdeutsch modulo-Rechnung). In diesem Workshop wollen wir uns diese zunächst genauer anschauen und dann verstehen, wie die o.g. Verfahren funktionieren. Für das Durchrechnen einiger Beispiele ist ein Taschenrechner hilfreich, gerne also einen mitbringen!

2. Kreisspiegelungen (Prof. Dr. Wolfgang Soergel)
Es sollen die sogenannten Kreisspiegelungen vorgestellt werden und wir lernen, wie man mit Zirkel und Lineal einen Kreis konstruieren kann, der drei vorgegebene nicht ineinanderliegende Kreise berührt.

3.Verkehrssimulation (Prof. Dr. Dietmar Kröner)
Die Verkehrsdichte auf unseren Straßen ist ein großes Problem. Ein Blick in die Nachrichten genügt! Um Konzepte zur Verkehrsplanung und -lenkung zu entwickeln, wird versucht den Verkehr durch mathematische Modelle zu beschreiben. Wir werden in diesem Workshop ein einfaches Modell des Verkehrs auf einer einspurigen Straße kennenlernen.

4.Siteswap – eine mathematische Beschreibung von Jongliermustern (Stud. Maja König)
Mit der Siteswap-Notation lassen sich Jongliermuster durch endliche Zahlenfolgen beschreiben. Aber wie sieht das Muster zur Folge 423 aus? Wie viele Bälle bräuchte man, um die Folge 56234 zu werfen? Könnte man vielleicht sogar seine Telefonnummer jonglieren? Und wie kann man aus einer bekannten Siteswap neue Muster generieren? In diesem Workshop wollen wir anhand solcher Fragen herausfinden, wann und wie das Jonglieren nach Zahlen funktionieren kann. Vorkenntnisse im Jonglieren sind nicht erforderlich. Wer Jonglierbälle hat, kann diese gerne mitbringen.

5. Vom Landkartenfärben und Reiseplänen – Eine Einführung in die Graphentheorie (M. Sc. Mitja Roeder)
Wie viele Farben benötigt man, um eine politische Landkarte einzufärben? Wie kann man die Darstellung elektrischer Netzwerke vereinfachen? Wie findet Google Maps den kürzesten Weg zwischen zwei Städten? Die Antworten auf diese Fragen eröffnet das mathematische Gebiet der Graphentheorie. In diesem Workshop beschäftigen wir uns vor allem mit dem Problem des Landkartenfärbens und erhalten sowohl Einblicke in die theoretischen Grundlagen der Graphentheorie, als auch in einige Anwendungen. Es wird neugierig gemacht auf eine Disziplin, die in der Schulmathematik kaum vorkommt, jedoch ein großes Anwendungsgebiet besitzt, von der Informatik, über die Elektrotechnik bis hin zur höheren Mathematik.

6. Wie groß ist unendlich groß? (M.Sc. Charlotte Bartnick)
Die Schüler in einer Klasse, die Follower auf Instagram oder die Tage bis zu den Ferien – dies alles sind Sachen, die wir zählen können. Aber was ist, wenn man unendlich viele Dinge zählen möchte? Wie viele natürliche Zahlen (das sind Zahlen der Form 0, 1 , 2 , 3 , …) gibt es zum Beispiel? Sind alle unendlich großen Mengen gleich groß? Und wie vergleicht man überhaupt unendlich große Mengen? Diese Fragen beantwortet die Mengenlehre und ein paar der Antworten wollen wir uns in diesem Workshop anschauen. Dazu werden wir das Konzept einer Bijektion einführen, um unendlich große Mengen zu vergleichen, und einige spannende Resultate wie den Satz von Cantor kennenlernen.





Didaktisches Seminar

Das Didaktische Seminar möchte konkrete Beispiele aufzeigen, bestehende Konzepte weiterentwickeln und zum didaktischen Experimentieren anstiften. Es richtet sich an Lehrerinnen und Lehrer aller Schularten, Studierende, Referendarinnen und Referendare, sowie an Interessierte.

Zu den angekündigten Vorträgen mit anschließender Diskussion laden ein:

Dr. Katharina Böcherer-Linder (Leiterin der Abteilung für die Didaktik der Mathematik),
Prof. Dr. Ernst Kuwert (Geschäftsführer der Abteilung)

Die Vortragsreihe wird unterstützt durch das ZSL Freiburg.

Ort: Hörsaal 2, Albertstr. 23 b, 79104 Freiburg

Zeit: dienstags, 18:30 Uhr


Programm im Wintersemester 2024/2025:

Dienstag, 22. Oktober 2024:

Dr. Birke-Johanna Weber (Universität Kiel): Verbindung zwischen schulischer und akademischer Mathematik – Lehramtsaufgaben als Mittel zur Adressierung der doppelten Diskontinuität?

Lehramtsstudierende zeigen häufig Schwierigkeiten, Verbindungen zwischen der akademischen Mathematik, die sie an der Hochschule lernen, und der Schulmathematik, die sie später unterrichten sollen, herzustellen. Viele Hochschulen versuchen diesem bereits von Felix Klein (1908) beschriebenen Problem der doppelten Diskontinuität durch den Einsatz professionsspezifischer Übungsaufgaben zu begegnen. Diese „Lehramtsaufgaben“ adressieren explizit Verbindungen zwischen Schul- und Hochschulmathematik und sollen dazu beitragen, dass Studierende Hochschulmathematik als relevant für die Schulmathematik wahrnehmen. In dem Vortrag wird anhand einer Fragebogenstudie erörtert, inwiefern Lehramtsaufgaben einer wahrgenommenen doppelten Diskontinuität entgegenwirken können. Ergänzend werden Ergebnisse einer Interviewstudie vorgestellt zu der Frage, was genau Lehramtsaufgaben für Studierende relevant macht, sodass zusammenfassend diskutiert werden kann, welche Ansatzpunkte sich zur Weiterentwicklung professionsspezifischer Lerngelegenheiten zur Adressierung der doppelten Diskontinuität ableiten lassen.

Dienstag, 3. Dezember 2024:

Dr. Patrick Bronner (Friedrich Gymnasium, Freiburg): Apps, Projekte und KI-Tools für den digitalen Mathematikunterricht

Im Zeitalter der Künstlichen Intelligenz sollten digitale Medien im Mathematikunterricht nicht nur zur Reproduktion von Wissen, sondern vor allem zur Förderung und Stärkung von Kompetenzen eingesetzt werden. Dazu ist die Verknüpfung von mobilen Endgeräten mit individuellen, forschenden, kreativen und projektartigen Arbeitsaufträgen unerlässlich. Im Vortrag werden zunächst praktische Hinweise zum effektiven Einsatz digitaler Medien im Mathematikunterricht gegeben und einzelne Apps vorgestellt, die den Unterricht bereichern können. Anschließend wird auf die Bedeutung einer projektorientierten Lernkultur und den gezielten Einsatz von künstlicher Intelligenz eingegangen. Langfristiges Ziel eines digital angereicherten Mathematikunterrichts ist die Etablierung einer neuen Lern- und Prüfungskultur, die es den Schülerinnen und Schülern ermöglicht, ihre Fähigkeiten in einer dynamischen und vernetzten Welt optimal zu entfalten.

Dienstag, 17. Dezember 2024:

Dr. Wolfgang Riemer (Universität Bonn): Ein roter Faden durch die Stochastik

Wenn man darauf verzichtet, Wahrscheinlichkeiten als objektiv - unabhängig vom Menschen - existierende Größen zu begreifen, sie stattdessen konsequent als unsichere und revidierbare Festlegungen deutet, die als Modelle dadurch entstehen, dass aus Erfahrungen Erwartungen werden, verschwinden seit Jahrzehnten ungelöste didaktische Probleme. Unter dem Hut eines neu entwickelten Wahrscheinlichkeitsbegriffs wachsen der klassische (LAPLACE), der frequentistische (V. MISES), der subjektivistische (BAYES) und der axiomatische (KOLMOGOROFF) Wahrscheinlichkeitsbegriff zu einer Einheit zusammen. Mit seiner Hilfe entspinnt sich ein roter Faden durch die Stochastik, der Wahrscheinlichkeitsrechnung mit beschreibender und beurteilender Statistik von der Grundschule bis zum Abitur … und auch danach… zu einer Einheit verschmelzen lässt. Möglicherweise wird der in diesem Experimentalvortrag, vorgenommene Perspektivwechsel Ihr stochastisches Weltbild erweitern, vielleicht sogar konstruktiv erschüttern, wenigstens ein bisschen!

Dienstag, 21. Januar 2025:

Simon Oswald (BSZ Waldkirch): Problemlösen in Prüfungssituationen

Problemlösefähigkeit gilt als eine der Kernkompetenzen für das Lernen und Arbeiten im 21. Jahrhundert und ist eine der zentralen Begründungen für den Mathematik-Unterricht. Im Unterricht bieten „Problemlöseaufgaben“ (auch Modellierungs- und Begründungsaufgaben) ein großes Potenzial zur kognitiven Aktivierung. Daher bilden seit 2021 „Problemlösen“ und „Modellieren“ eigene Bildungsplaneinheiten im beruflichen Gymnasium in Baden-Württemberg. Seit dem Abitur 2024 findet sich in der schriftlichen Prüfung des beruflichen Gymnasiums eine eigene, ausgewiesene „Problemlöseaufgabe“, über die speziell diese Prozesskompetenz beurteilt werden soll. Im Vortrag wird die Entwicklung und bisherige Erfahrung am beruflichen Gymnasium zum Thema „Problemlösen in Prüfungssituationen“ vorgestellt.


Programm vom Sommersemester 2024
Programm vom Wintersemester 23/24
Programm vom Sommersemester 2023
Programm vom Wintersemester 22/23
Programm vom Sommersemester 2022
Programm vom Wintersemester 20/21
Programm vom Wintersemester 2019/20
Programm vom Sommersemester 2019
Programm vom Wintersemester 2018/19