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Mathematisches Kolloquium (Didaktik): Künstliche Intelligenz als Gegenstand des Mathematikunterrichts

Methoden aus dem Bereich Künstliche Intelligenz (KI) verbergen sich hinter zahlreichen Anwendungen unseres Alltags, sei es beim Empfehlungssystem von Netflix, bei ChatGPT oder DeepL. Aus der enormen Relevanz derartiger Anwendungen ergibt sich die Forderung nach einer stärkeren Einbindung von KI-Fragestellungen in den schulischen Unterricht. Unsere These ist, dass dies zu einem großen Teil im Mathematikunterricht stattfinden kann und sollte, denn letztlich ist das, was bei der Bearbeitung von Fragestellungen aus KI und Data Science betrieben wird, mathematische Modellierung mit besonderem Fokus auf dem Umgang mit (zahlreichen) Daten. Die verwendeten mathematischen Methoden sind oftmals elementar und mit Schulwissen zugänglich, z. B. mit analytischer Geometrie.

Im Vortrag wird diskutiert, inwieweit Methoden aus dem Bereich KI geeignet sind, um mehrere Ziele zugleich anzugehen: authentisch zu modellieren, Data Literacy zu fördern und Lernenden einen Einblick in die Funktionsweise sowie Risiken und Chancen von KI-Systemen zu geben.

Es wird digitales Unterrichtsmaterial für die Sek. II präsentiert, das im Rahmen von Workshops zur mathematischen Modellierung mehrfach erprobt wurde und als OER zur Verfügung steht. Wir möchten Lehrkräfte ermutigen, dieses im eigenen Unterricht zu verwenden.

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Physical Computing im MINT-Unterricht – senseBox Grundlagenworkshop

Die Re:edu GmbH & Co. KG ist ein StartUp aus Münster, das Lösungen für Bildung, Forschung, Nachhaltigkeit und Beteiligung - digital und offen - für alle Menschen anbietet. Unter anderem ist es Entwickler und Hersteller der Open-Source-Wetterstation senseBox (https://sensebox.de/). Das an der Universität Münster entstandene Produkt gibt es als senseBox:home - eine stationäre DIY-Wetterstation, und als senseBox:edu - ein Hardware-Set, das in Universitäten und Schulen eingesetzt wird. Dabei steht vor allem das eigenständige Bauen einer Wetterstation, die Umsetzung vieler weiterer Projekte aus dem MINT-Bereich sowie die Programmierung über die grafische Programmieroberfläche 'Blockly für senseBox' im Vordergrund. Beide Sets bestehen aus einem Mikrocontroller, verschiedenen Sensoren (z.B. Temperatur, Luftdruck, Luftqualität etc.) und einem Gateway (z.B. WiFi, LoRaWan etc.). Letzteres dient dem Teilen der erhobenen Messwerte auf der openSenseMap, einer offenen Umweltdatenplattform für jedermann. Im Workshop werden die Teilnehmenden auf den Einsatz der senseBox im MINT-Unterricht vorbereitet, indem nach einem theoretischen Input zur Vorstellung des senseBox-Ökosystems das eigenständige projektbasierte Arbeiten mit der Hardware und Software fokussiert wird.

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Lehrer:innenfortbildung Quantum Computing @ School

Quantencomputer versprechen herausragende Leistung für bestimmte Probleme, die für heutige Computer als unlösbar gelten. Zwei Technologien, der gatterbasierte Quantencomputer und der Quantenannealer, haben sich in den letzten Jahrzehnten etabliert und erreichen ein immer größer werdendes, öffentliches Interesse. Wie funktioniert nun ein Quantencomputer? Welche Kenntnisse benötigt man, um selbst Programme für eine solche Maschine zu entwickeln und was kann der Quantencomputer eigentlich? In dem angebotenen Workshop werden die Teilnehmer zuerst mit der Technologie heutiger Quantencomputer vertraut gemacht. Dazu werden die wichtigsten Grundlagen der Quantenphysik, die das Verständnis der Funktionsweise eines Quantencomputer erleichtern, anschaulich und formelfrei erklärt. Es folgen Hands-On Beispiele, bei denen selbst auf real existierenden Quantencomputern gearbeitet werden kann. Dazu wird mit den Teilnehmern im Kurs der Zugang zu einem gatterbasierten Quantencomputer von IBM und einem Quantenannealer von D-Wave eingerichtet. Die Thematik Quantum Computing eignet sich auch für Schülerprojekte z.B. im Rahmen von Jugend forscht. Wir stellen das Projekt "Lösung des n-Damenproblems auf einem adiabatischen Quantencomputer" aus dem Schuljahr 2018/19, das erfolgreich bei Jugend forscht abgeschnitten hat.

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LERNEN.cloud-Forum 2023: Wie begeistere ich meine Schüler:innen für MINT? Digital – Interaktiv – Kreativ

Mit einem speziellen Fokus auf den MINT-Bereich möchten wir mit Ihnen auf dem diesjährigen LERNEN.cloud-Forum vom 11.07.-12.07.2023 als Präsenzveranstaltung am Hasso-Plattner-Institut (HPI) in Potsdam herausarbeiten, wie innovative Lehrkonzepte mit digitalen Medien für diese Fächer aussehen, damit nicht nur ein anregender Unterricht gewährleistet ist, sondern gleichzeitig auch Interaktivität, Kreativität und Diversität gefördert werden.

In den letzten Jahren ist der Einsatz digitaler Medien im Schulunterricht weitestgehend fester Bestandteil des Lehr- und Lernprozesses geworden. Damit geht eine Neugestaltung des Unterrichts einher, die gleichermaßen den veränderten Lerngewohnheiten der Schüler:innen Rechnung trägt. Der Fokus liegt dabei weniger auf der konzentrierten Lern-, sondern vor allem auf der Erprobungs- und Festigungsphase. Wie lassen sich unter diesen veränderten Rahmenbedingungen nun digitale Medien im Unterricht sinnvoll einsetzen? Wie erfolgt die zielgerichtete Verbindung von digitaler und analoger Lernumgebung? Wie sehen darauf aufbauend innovative Unterrichtskonzepte mit digitalen Medien aus, die gleichzeitig Kreativität und Diversität fördern

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Physical Computing im MINT-Unterricht – senseBox Grundlagenworkshop

Die Re:edu GmbH & Co. KG ist ein StartUp aus Münster, das Lösungen für Bildung, Forschung, Nachhaltigkeit und Beteiligung - digital und offen - für alle Menschen anbietet. Unter anderem ist es Entwickler und Hersteller der Open-Source-Wetterstation senseBox (https://sensebox.de/). Das an der Universität Münster entstandene Produkt gibt es als senseBox:home - eine stationäre DIY-Wetterstation, und als senseBox:edu - ein Hardware-Set, das in Universitäten und Schulen eingesetzt wird. Dabei steht vor allem das eigenständige Bauen einer Wetterstation, die Umsetzung vieler weiterer Projekte aus dem MINT-Bereich sowie die Programmierung über die grafische Programmieroberfläche 'Blockly für senseBox' im Vordergrund. Beide Sets bestehen aus einem Mikrocontroller, verschiedenen Sensoren (z.B. Temperatur, Luftdruck, Luftqualität etc.) und einem Gateway (z.B. WiFi, LoRaWan etc.). Letzteres dient dem Teilen der erhobenen Messwerte auf der openSenseMap, einer offenen Umweltdatenplattform für jedermann. Im Workshop werden die Teilnehmenden auf den Einsatz der senseBox im MINT-Unterricht vorbereitet, indem nach einem theoretischen Input zur Vorstellung des senseBox-Ökosystems das eigenständige projektbasierte Arbeiten mit der Hardware und Software fokussiert wird.

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Fachpädagoge / -pädagogin für Dyskalkulie und Rechenschwäche

Diese Fortbildung befähigt sie dazu, die Problemfelder Dyskalkulie und Rechenschwäche aus einem pädagogischen anstatt aus einem therapeutischen Blickwinkel heraus zu betrachten. Durch unser einzigartiges Konzept zur Fehlersensibilisierung erfahren sie selbst, vor welchen Hürden rechenschwache Kinder und Jugendliche beim Zählen- und Rechnenlernen stehen. Praxisnah und handlungsorientiert führt sie die Fortbildung an die Handlungsfelder Diagnose, pädagogische Intervention und individuelle Förderung heran. Vor allem auf das Kennenlernen der gängigen standardisierten Rechentests und auf das Erlernen von Techniken zur Differntialdiagnose legen wir großen Wert. Außerdem erläutern wir Ihnen anhand vieler praktischer Beispiele die Wirksamtkeit von Förderkonzepten, die nicht nur auf den Einzelfall des jeweils von Dyskalkuie oder Rechenschwäche betroffenen Schülers abzielen, sondern individuelle Förderung immer in den Gesamtrahmen des Mathematikunterrichts einer Klasse oder einer Jahrgangsstufe einbetten. Zur Einübung der Berufspraxis erstellen Sie eine Projektarbeit zu einem konkreten Fall aus Ihrer praktischen Arbeit. Das kann die Bearbeitung eines Einzelfalls mithilfe eines pädagogischen Handlungsplans sein, aber auch die Einführung eines Test- und Förderkonzepts an ihrer Schule. In einem abschließenden Online-Seminar werden die Ergebnisse ihrer Projektarbeit in der Gruppe kontextualisiert und evaluiert. Nach Abschluss der Fortbildung können Sie an Ihrer Einrichtung als Beauftragter für Dyskalkulie und Rechenschwäche eingesetzt werden, sie können Testungen durchführen, Förderkonzepte erstellen und sie können ihrem Kollegium als Multiplikatorin bzw. als Multiplikator bei allen Fragen bezüglich Dyskalkulie und Rechenschwäche beratend zur Seite stehen.

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Differenzierung im Mathematikunterricht in der Grundschule

Lernende in einer Klasse haben unterschiedliche Bedürfnisse beim Lernen sowie Stärken und Schwächen. Um auf diese im Unterricht eingehen zu können, sind Methoden der Binnendifferenzierung gefragt. Dafür ist bei der Unterrichtsplanung kein Riesenaufwand oder ein Stapel von ausdifferenzierten Arbeitsblättern erforderlich! in diesem Seminar erfahren Sie, wie Sie mit kleinen methodischen Kniffen und gezielter Unterstützung viel erreichen können.
1. Session: 
- Theoretischer Input
- Vorstellung von Methoden zur Differenzierung, die speziell im Mathematikunterricht in der Grundschule umsetzbar sind
- Arbeitsauftrag für die Zwischenphase bis zum nächsten Seminartermin
2. Session:
- Rückmeldung aus dem Unterricht
- Optimierung der Methoden
- Weitere Planungen für den Unterricht

Mit folgendem Link erhalten Sie Zugriff zu der Veranstaltung: https://www.friedrich-verlag.de/shop/differenzierung-im-mathematikunterricht-in-der-grundschule-d30013

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eSession: Mathe motiviert! Erlebnisreisen durch die Zahlenländer für Klasse 1

“Im Zahlenland ist es sehr gut. Man lernt viel.” „Hey Bene, wir haben so einen geilen Unterricht. So was hab ich noch nie gesehen.“ Schülerbefragung zum Zahlenland für Grundschulkinder

Die Online-Veranstaltung stellt die „Stundenbilder zu den Zahlenländern“ für Klasse 1 vor. In spannenden Erlebnisreisen durch die Länder der Zahlen 1 bis 10 erwerben Kinder nicht nur einen breiten Zahlbegriff und wichtige Vorstellungen zum Rechnen, sondern erfahren Mathematik als ein vielfältiges und interessantes Fach, das jedes Kind anspricht und motiviert.

Die eSession beleuchtet Wahrnehmung, Bewegung und insbesondere auch Sprachförderung als ständige Begleiter des Lernens und gibt konkrete Ideen an die Hand, wie Mathematikunterricht ganzheitlich gestaltet werden kann.

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eSession: Mathe bewegt! Mit Bewegung zum Zählen, Rechnen und zum kleinen Einmaleins

„Wege sind Aufforderung und Mittel, die Welt kennen zu lernen. Die Botschaft des Zahlenwegs lautet: Der Weg zur Welt der Zahlen liegt vor dir, du musst ihn nur gehen.“ Gerhard Preiß, Prof. für Mathematikdidaktik

Die Online-Veranstaltung stellt einen Zugang zu den Zahlen und zum Rechnen vor, der von Bewegung geprägt ist und sich durch Anschaulichkeit auszeichnet. Das zentrale Hilfsmittel ist ein „Zahlenweg“. Dieser kann mit flauschigen Teppichfliesen im Klassenzimmer gelegt oder mit Kreide im Schulhof aufgemalt werden. Bei den Übungen und Spielen auf dem Zahlenweg üben sich Kinder in den Klassen 1 und 2 im intelligenten Zählen, bauen Rechenkompetenz auf und gewinnen Vorstellungen zum Einmaleins.

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eSession: Geometrie, die beflügelt! Bewegtes Lernen mit der Zauberhaften Geometrie

"Die enge Verbindung von Arithmetik und Geometrie fördert die Entwicklung eines weiten Zahlbegriffs und die Ausbildung eines anschaulichen Rechnens." Gerhard Preiß, Prof. für Mathematikdidaktik

Die Veranstaltung vermittelt die Vielfalt und Schönheit der Geometrie abseits von Millimeterpapier, Winkelmesser und Co. Sie zeigt auf, wie eine geometrische Bildung mit Bewegung und Sprache verbunden und Kindern im Alter von 6 bis 10 Jahren ganzheitlich und erlebnisorientiert angeboten werden kann.
Die vielfältigen Aktivitäten können auf einfache Weise in den Mathematikunterricht in der Schule integriert werden. Das Material, das wir für unsere "zauberhaften" Entdeckungen nutzen, ist einfach: Holzstäbe, die durch Schlauchstücke zusammengesteckt werden.

Die Veranstaltung wendet sich an Fachkräfte in Schule und Hort. Sie dient der Erweiterung des Methoden- und Übungsspektrums zur Förderung von Raumorientierung, räumlichem Vorstellungsvermögen, Vermittlung von Zahlvorstellung, Zähl- und Rechenkompetenz.