| Kolumne 05
Begeisterung durch Anwendungen und Algorithmen
Prof. Dr. Ulrich Trottenberg
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches
Rechnen SCAI
MNU Zeitschrift 4/2008
Von den ca. 150 Studierenden meiner Vorlesung
„Numerische Mathematik I“ sind rund 30 Lehramtskandidaten,
und immer häufiger kommen Lehramtskandidaten zu
mir, um eine Staatsexamensprüfung in „Numerik“
oder in „Gewöhnliche Differentialgleichungen“
abzulegen. Das gibt mir die Zuversicht, dass sich mittelfristig
– durch eine Reform der Lehrerausbildung –
der Mathematikunterricht an den höheren Schulen
verändern wird.
Die angewandte Seite der Mathematik führt derzeit
an den höheren Schulen ein Schattendasein. Sie
hat sich durch die Existenz des Computers und die Möglichkeiten,
die er bietet, fundamental verändert: Durch numerische
Simulation und Optimierung sind heute alle technischen
Entwicklungen bestimmt, alle natur- und ingenieurwissenschaftlichen
– zunehmend auch wirtschafts- und gesellschaftswissenschaftliche
– Erkenntnisse sind Gegenstand mathematischer
Modellierung. Jedes Gerät, jeder Prozess wird mathematisch
entworfen und optimiert, auf Grund mathematischer Modelle
und Algorithmen sind wir in der Lage, das Wetter der
nächsten Tage mit sehr großer Wahrscheinlichkeit
vorherzusagen, ohne mathematische Modellierung hätten
wir keine quantitative Einsicht in die drohende Klimaveränderung.
Mathematik ist für uns im täglichen Leben
– Handy, Internet MP3, Navigationssystem, Kreditkarte
– selbstverständlich geworden. Die Rechner
sind heute 10.000 mal schneller als vor 20 Jahren und
die Algorithmen nochmals 20.000 mal schneller.
Von alledem – behaupte ich jetzt einmal provokativ
– ist in der Schulwirklichkeit so gut wie nichts
angekommen. Sicher haben die meisten Schüler einen
Rechner zu Hause, mit Internetanschluss, und sie benutzen
ihn zum Spielen, zum Chatten, zum Schreiben und zum
Surfen – nur nicht für die Mathematik, die
der Rechner eigentlich repräsentiert. Algorithmisches
Denken (d.h. die Formulierung mathematischer Inhalte,
Lösungsideen und Prozesse, so dass der Rechner
damit umgehen kann) findet keinen Platz in der Schule
und schlägt sich auch in den Lehrplänen und
Schulbüchern nicht nieder.
Wenn ich jetzt empfehle oder gar fordere, dass algorithmisches
Denken und die Verbindung von Mathematik und Computer
in den Schulalltag integriert werden sollte –
dann muss ich mit der Furcht der Lehrer vor Überforderung
und der Ablehnung von „Fremdbestimmung“
rechnen.
Aus Sicht der Angewandten Mathematik bieten jedoch gerade
diese Veränderungen ein enormes Potential zur Neugestaltung.
Viel Ballast könnte über Bord geworfen werden,
neue Schwerpunkte könnten gesetzt werden. Mit algorithmischem
Denken (und einfachen Programmiersprachen) im Schulalltag
besteht die Chance, dass die Schüler verstehen,
wofür Mathematik gut ist, dass sie die Mathematik
in der technisch geprägten Realität entdecken
und auf dem Rechner erleben.
Prof. Dr. Ulrich Trottenberg
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches
Rechnen SCAI
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