Brigitte Lutz-Westphal
Technische Universitätt Berlin
Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Institut für Mathematik, Sekr. MA 3-2
Straße des 17. Juni 136
10623 Berlin
Germany
Telefon:
+49-30-314-29257
Fax:
+49-30-314-29260
Email:
westphal"at"math.tu-berlin.de
Dieses Projekt zur didaktischen Umsetzung von verschiedenen Aspekten der
Diskreten Mathematik (insbesondere Graphentheorie und Optimierung)
für die Schule wird aus fachlicher Sicht betreut von
Prof. Dr. Martin Grötschel,
Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik/Technische Universität Berlin
(Diskrete Mathematik, Optimierung)
und Prof. Dr. Kurt Mehlhorn,
Max-Planck-Institut für Informatik Saarbrücken
(Informatik).
Ziel des Projektes ist, ausgewählte Themen der Diskreten Mathematik,
insbesondere der Kombinatorischen Optimierung,
für den Unterricht
in der Schule zugänglich zu machen.
Es werden Unterrichtsmaterialien entwickelt und an Schulen
erprobt.
An vielen Stellen im
Alltag profitieren wir vom Einsatz von Diskreter Mathematik, z.B.
wenn die Busse pünktlich fahren, die Müllabfuhr kommt oder beim
Telefonieren.
Solche Themen sind für Schülerinnen und Schüler nicht nur interessant
und motivierend, sondern bieten auch den Vorteil, dass relativ wenige bis
gar keine Vorkenntnisse erforderlich sind. Die Fragestellungen an sich sind
spontan verständlich. Man möchte beispielsweise so schnell wie möglich mit
der U-Bahn ans Ziel kommen oder dem Postzusteller unnötige Wege ersparen.
Erste Lösungsvorschläge können gemacht werden, ohne dass viele
Fachbegriffe notwendig sind. Dies ermöglicht einen unbefangenen
Zugang zu den Themen und setzt kreative Denkprozesse in Gang.
Ein problemorientierter Unterricht liegt mit diesen Themen auf der Hand.
Die Schülerinnen und Schüler erfahren dabei, wie sich aus einer
Fragestellung heraus mathematische Theorie entwickeln kann.
Die Methoden der Diskreten Mathematik unterscheiden sich stark von denen der
traditionell unterrichteten Stoffgebiete. Schülerinnen und Schüler
lernen hier algorithmisches Denken und neue Argumentations- und Sichtweisen.
Zudem steht mathematische Modellbildung am Beginn jeder Optimierung.
Die Zerlegung von komplexen Sachverhalten in kleinere Teilprobleme
ist eine Strategie, die hier häufig gebraucht wird und die die Fähigkeit
zum allgemeinen Problemlösen fördert.
Themenbeispiele:
Kürzeste Wege
Minimale aufspannende Bäume
Das Chinesische Postboten-Problem
Das Traveling-Salesman-Problem
Parallel zur Entwicklung des Materials wurde versucht, Diskrete
Mathematik in den Lehrplänen zu verankern.
Im neuen Berliner Rahmenlehrplan für die Sekundarstufe I sind zwei Wahlmodule zur kombinatorischen
Optimierung zu finden: neuer Rahmenlehrplan Sek I, Berlin