Tipps & Tricks
29.05.24
Digitale Aufgaben sind aus vielen Lehrveranstaltungen der grundständigen Mathematikausbildung an Hochschulen nicht mehr wegzudenken. Sie bieten zahlreiche Vorteile: So schätzen viele Lehrende die Dynamisierung und die Möglichkeit der automatisierten Bewertung der Aufgaben. Zudem werden Studierende bei der Lösung durch adaptives Feedback unterstützt und somit im Lernprozess nicht allein gelassen. Die Qualität der Aufgaben ist damit bereits sehr hoch. Doch was passiert, wenn Skizzen, Grafiken oder Diagramme benötigt werden, um den Studierenden beim Verständnis von mathematischen Konzepten zu helfen? Hier kommt JSXGraph ins Spiel.
Interaktives Lernen durch JSXGraph
JSXGraph ist eine browser-unabhängige JavaScript-Bibiliothek für interaktive Geometrie, Funktionsgraphen, Diagramme und Daten-Visualisierung im WEB-Browser, die an der Universität Bayreuth entwickelt wurde. Das Tool ermöglicht es Lehrenden, interaktive Grafiken und Diagramme in ihre digitalen Aufgaben einzubinden. Studierende können somit aktiv mit den Grafiken interagieren, sie markieren, manipulieren oder selbst etwas konstruieren, sodass die gewünschte Lernendenantwort entsteht. Durch diese Möglichkeit wird nicht nur das Verständnis der Studierenden gefördert, sondern auch ihre Fähigkeit zur Problemlösung und zum kreativen Denken.
Eine Anbindung von JSXGraph-Elementen in STACK-Aufgaben besteht schon seit einigen Jahren. In der prototypischen Umsetzung für ONYX wurde dabei sowohl das Einlesen von ONYX-Variablen in JSXGraph hinein, als auch das Auslesen von JSXGraph-Variablen nach ONYX bedacht, um ggf. anhand dieser eine Bewertung durchzuführen. Das Auslesen beinhaltet damit auch ein Update der Output-Variablen, wenn im JSXGraph eine entsprechende Änderung durch den Lernenden erfolgt. Hat der Lernende die Antwort abgegeben, dann bleibt sie erhalten. Die JSXGraph-Elemente werden anschließend inaktiv geschalten, um eine nachträgliche Änderung der Antwort auszuschließen.
Auf dem Weg zu einem praxistauglichen Einsatz mussten einige technische Schwierigkeiten gelöst werden z.B. musste das Problem der gegenseitigen Beeinflussung mehrerer angezeigter JSXGraph-Boards (z.B. in der Testeinsicht) behoben werden. Basierend auf den Erfahrungen, die im DTP::Mathe digital innerhalb von D2C2 gesammelt wurden, wird jetzt eine anwenderfreundlichere Einbindung von JSXGraph in ONYX durch die BPS GmbH umgesetzt.
Wie sieht die Einbindung von JSX-Graph in Mathematikaufgaben konkret aus?
Beim Thema Vektorrechnung können zum Beispiel die Studierenden anhand von Slidern herausfinden, welche Linearkombination zweier vorgegebener Vektoren den gesuchten Zielvektor zum Punkt erzeugt. Anstelle einer klassischen Berechnungsaufgabe wird die Fragestellung visualisiert und die Studierenden bekommen eine Vorstellung, welchen Einfluss die skalaren Größen a und b auf die Vektoren haben.
Auch zur Visualisierung der Polarkoordinatentransformation kann JSXGraph eingesetzt werden. Im Feedback können ebenfalls wertvolle Lernhinweise gegeben werden.
JSXGraph stellt eine innovative Möglichkeit dar, digitale Mathematikaufgaben noch ansprechender und effektiver zu gestalten. Lehrende können abwechslungsreiche und verständnisfördernde Mathematikaufgaben entwickeln, die eine Bereicherung des bestehenden OER-Aufgabenpools darstellen und Studierenden ein interaktives Lernerlebnis bieten, das ihr mathematisches Verständnis nachhaltig fördert.
Fragen und Anmerkungen können gerne an mathematikdigital@hd-sachsen.de gesendet werden.