Rechnen mit App

Mathe ist überall
App aus Frankfurt wird beim Wettbewerb „Orte im Land der Ideen“ ausgezeichnet.

App aus Frankfurt wird beim Wettbewerb „Orte im Land der Ideen" ausgezeichnet.

Beim Spaziergang durch Frankfurts Innenstadt, durch die Bockenheimer Anlage, vorbei an der Alten Oper, auf den Vorplatz mit dem großen, runden Brunnen und den Treppen hinab zur U-Bahnstation denken die Meisten wohl erstmal: Mensch, schöne Stadt, so vielseitig, so bunt, so lebendig. Nicht so Matthias Ludwig, Professor am Institut für Didaktik der Mathematik und Informatik an der Goethe-Universität, und sein Team. Ein Stadtrundgang mit deren Augen sähe ein bisschen anders aus: Welches Volumen fasst der Brunnen auf dem Opernplatz? Mit welcher Geschwindigkeit fährt die Rolltreppe hinunter zur U-Bahnstation? Wie viele Din A0-Plakate passen ohne Überlappung auf die Litfaßsäule?

Die Welt ist voll von geometrischen Objekten, kombinatorischen Aspekten und funktionalen Zusammenhängen", erklärt Ludwig. „Setzt man die mathematische Brille auf, verwandeln sich Türme in Zylinder und Treppengeländer in lineare Funktionen." Der Mathematik eine Bedeutung, einen Sinn für das persönlich Leben geben, das ist Ludwig und seinem Team aus Informatikern und Mathematikern ein Herzensanliegen. Deshalb haben sie gemeinsam die App „MathCityMap" entwickelt.

Seit März 2016 gibt es sie in den App-Stores zum Herunterladen auf das Smartphone. Ein Jahr später hat sich das Team erfolgreich bei ErasmusPlus um finanzielle Förderung beworben. „Die Idee dahinter heißt Embodiment", erklärt Ludwig. Dieser These aus der neueren Kognitionswissenschaft zufolge behält man Dinge besser, wenn man sie in Bewegung lernt. „Diese MathTrails-Idee ist ursprünglich in Australien in den 1980er Jahren entstanden." Allerdings habe es dort keine Community gegeben - ohne Internet, ohne Smartphones. „Als es die Technik gab, haben wir uns daran gemacht, diese Anwendung zu entwickeln."

Die Aufgaben von MathCityMap sind an Objekte, Plätze und Situationen aus dem realen Umfeld gebunden. Außerdem sind sie so gestellt, dass sie nur vor Ort gelöst werden können - die Wassermenge im Brunnen am Opernplatz lässt sich also nur am Opernplatz selbst errechnen. Um die App nutzen zu können, ist keine Registrierung erforderlich. Mit GPS erkennt das Smartphone den eigenen Standort, sodass man auf einer digitalen Karte öffentliche Trails und die dahinter angelegten Aufgaben im Umkreis findet.

Unter dem Motto „Mathematik ist überall" wird sogar der „Hammering Man" zur mathematischen Herausforderung: „Der Hammering Man hämmert ohne Unterlass. Wie viele Hammerschläge führt er im Monat Dezember aus?" Wem der Lösungsweg partout nicht einfallen will, erhält die Möglichkeit, sich Hilfe zu holen. Bis zu drei Hinweise können den Kleingruppen helfen, die Aufgabe zu lösen. Ist die gelöst, geht es zur nächsten Station und damit zur nächsten Aufgabe.

Anpassungsfähiges Niveau

„Konzipiert ist die App vor allem für den Mathematikunterricht. Da können Lehrer - egal für welche ihrer Jahrgangsstufen - selbst einen privaten Trail erstellen und den eben auf das Niveau der Klasse anpassen", erklärt Simone Jablonski aus dem Entwicklerteam. Natürlich bestehe die Gefahr, dass die Schüler, draußen unterwegs und unbeobachtet auf sich allein gestellt, die Aufgaben nicht ernsthaft bearbeiteten und am Smartphone stattdessen lieber auf Facebook, Instagram und Co. unterwegs seien. „Solche Schüler gibt es auch im klassischen Unterricht. Die App ist kein Allheilmittel - es findet ja immer noch Unterricht statt", betont Ludwig. „Das unmittelbare, konstruktive Feedback des App-basierten Matheunterricht ist reizvoll für Schüler."

Außerdem sei das Prinzip der Gamification entscheidend: Ist eine Aufgabe geschafft, wird die Ortsmarke grün; tippt man ein falsches Ergebnis ein, hagelt es Minuspunkte - raten bringt also nichts. „Der Wettbewerbscharakter motiviert die Schüler extrem", so Iwan Gurjanow aus dem Entwicklerteam. In Studien an Schulen hat das Team solche Effekte festgestellt. Problematisch sei jedoch, dass es Schüler gebe, denen es schwer falle, selbstständig in Gruppen zu arbeiten. Denn bei den Aufgaben der MathCityMap müssen die Schülergruppen selbst herausfinden, welche Daten sie erheben müssen. „Umso mehr fühlen wir uns darin bestärkt, auf dem richtigen Weg zu sein", so Ludwig. Die Lust an Mathematik durch einen praktischen, alltäglichen Bezug herzustellen, das könne die App leisten. „Smartphone, draußen und mit Freunden unterwegs sein: Das ist die Lebensrealität der Jugendlichen heute. Und die können wir im Unterricht nicht ignorieren."

Visionen haben die MathCityMap-Entwickler natürlich auch: so etwa das „digitale Klassenzimmer". Noch werde die App vor allem vor den Ferien eingesetzt, nicht als Ersatz für „echten" Unterricht. „Viele haben das Potenzial für ihren Unterricht noch nicht entdeckt. Wir wollen deshalb unter anderem daran arbeiten, dass Lehrer und Schüler über ein internes System miteinander in Kontakt treten können, die Lehrer sehen, wo ihre Schüler sind, sich gegenseitig Nachrichten senden können - alles in der App und natürlich datenschutzkonform", erklärt Ludwig. Angedacht ist auch, dass sich die Nutzer mit einem Benutzerkonto registrieren. „Damit würden wir eine Community schaffen, indem jeder seine absolvierten Trails speichern kann, man die Aufgaben bewerten und sich vergleichen kann mit Mitschülern oder anderen Gruppen europaweit."

Auszeichnung Die App „MathCityMap" wurde beim bundesweiten Innovationswett-bewerb „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen" ausgezeichnet. Schwerpunkt 2019 sind Projekte, die die Bildungs- und Arbeitswelt revolutionieren. Einer der zehn Preisträger ist die Arbeitsgruppe MATIS I des Instituts für Didaktik der Mathematik und Informatik der Frankfurter Goethe-Universität mit ihrer Mathe-App. Europaweit gibt es mittlerweile mehr als 1200 öffentliche Mathe-Trails und 2800 Benutzer. Herunterzuladen ist die kostenlose App in allen App-Stores. Weitere Informationen im Internet unter www.mathcitymap.eu/de.

Autorin: Carolin Hasenauer