Deutschschweizerische Mathematik-Kommission
Eine Kommission des Vereins Schweizerischer Mathematik- und Physiklehrkräfte
Wie bekannt ist, hat im Jahre 1990 die Hochschulrektorenkonferenz (HRK) einen
"Katalog Grundkenntnisse in Mathematik" veröffentlicht. Das Ziel
dieses Dokuments bestand darin, den Stoff festzulegen, über den Studierende
beim Eintritt in eine schweizerische Hochschule verfügen müssen, weil
er zu Studienbeginn als bekannt vorausgesetzt wird.
In der Zwischenzeit haben sich einige Rahmenbedingungen für den gymnasialen
und den universitären Unterricht verändert. Es wurde ein neues Reglement
über die Anerkennung von gymnasialen Maturitätsausweisen (MAR) erlassen.
Moderne technische Hilfsmittel eröffnen neue Möglichkeiten, stellen
aber auch zusätzliche Anforderungen an Gesellschaft und Schule. Die DMK
hielt es daher für angebracht, die Schnittstelle zwischen Gymnasien und
Hochschulen zu überprüfen. In Zusammenarbeit mit einer Kommission
der ETH Zürich wurde eine erste Fassung "Katalog der Grundkenntnisse
in Mathematik DMK 1997" erstellt und zur Vernehmlassung gebracht. Eine
grosse Mehrheit der Vernehmlassungspartner begrüsste das Vorhaben der DMK.
Acht Hochschulen, ca. 30 Gymnasien und diverse Einzelpersonen lieferten ein
Feedback. Die hier vorgelegte Fasssung trägt den eingegangenen Stellungnahmen
Rechnung.
Der unter Teil B aufgeführte Stoffplan mag sich in manchen Punkten nur
unwesentlich vom 1990 herausgegebenen Katalog der Hochschulrektorenkonferenz
(HRK) unterscheiden. Dennoch wurde versucht, neue Akzente zu setzen. Die DMK
ist sich bewusst, dass eine Stoffliste nicht ausreicht, den Gehalt des Mathematikunterrichtes
zu umschreiben. Deshalb möchte sie, gestützt auf den Rahmenlehrplan
Mathematik, im Teil A einige grundsätzliche Ziele formulieren, die ihrer
Meinung nach die Basis für die Umsetzung des in Teil B beschriebenen Stoffes
bilden.
Aus dieser Sicht ergibt
sich, dass mindestens eine Auswahl der folgenden Gegenstände im Unterricht
zur Sprache kommen soll. Sie erscheinen hier, und nicht im Stoffkatalog, weil
es weder zweckmässig noch wünschenswert ist, sie im Detail vorzuschreiben.
1. Logische Denkmuster, wie die Unterscheidung von notwendigen und hinreichenden
Bedingungen, die Formulierung der Negation von Aussagen, die Methode des indirekten
Beweises, die Beweismethode der vollständigen Induktion.
2. Mathematische Modelle, z.B. lineare Optimierung, Funktionen als Modelle,
Wachstums- und Zerfallsprozesse, Anwendungen der Analysis in der Physik.
3. Algorithmen, wie Euklidscher Algorithmus, Horner-Schema, iterative Verfahren
zur Lösung nichtlinearer Gleichungen, numerische Integration, Simulation
in der Stochastik.
Ganz grundsätzlich sollen, wo immer sinnvoll und möglich, informationstechnische
Hilfsmittel zur Unterstützung des Mathematikunterrichts eingesetzt werden.
| 1. Algebra |
| 1.1 Variable, Terme, Gleichungen, Ungleichungen |
| 1.2 Lineare Gleichungssysteme, Spezialfälle exemplarisch |
| 1.3 Reelle Zahlen, nichtlineare Gleichungen, der Spezialfall der quadratischen Gleichung |
| 1.4 Potenzen und Potenzrechenregeln, Logarithmen und Logarithmenregeln |
| 2. Stochastik |
| 2.1 Kombinatorik: Zählprinzipien, Permutationen, Binomialkoeffizienten |
| 2.2 Wahrscheinlichkeit: Zufallsexperimente, Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten, Binomialverteilung |
| 2.3 Statistik: Kennzahlen und einfache grafische Darstellungen von Daten, beurteilende Statistik (Tests oder Vertrauensintervalle) via Simulation oder/und Binomialverteilung |
| 3. Analysis |
| 3.1 Funktionsbegriff und verschiedene Arten der Bschreibung von Funktionen (Funktionsgleichung, Zuordnungsvorschrift, Input-Output-Schema) |
| 3.2 Grundfunktionen und ihre graphische Darstellung (Polynome, einfache rationale Funktionen, trigonometrische Funktionen, Exponential- und Logarithmusfunktion) |
| 3.3 Beschreibende Eigenschaften von Funktionen im anschaulichen Sinn (Monotonie, Symmetrie, Stetigkeit, Periodizität, asymptotisches Verhalten) |
| 3.4 Begriff der Umkehrfunktion an konkreten Beispielen |
| 3.5 Begriff der Ableitung auf der Grundlage eines intuitiven Grenzwertbegriffs, verschiedene Erscheinungsformen der Ableitung (insbesondere Tangentensteigung, Geschwindigkeit, Änderungsrate) |
| 3.6 Ableitungen der Grundfunktionen xr, sin(x), cos(x), tan(x), exp(x), ln(x) |
| 3.7 Ableitungsregeln: Summen-, Produkt- und Quotientenregel, Kettenregel |
| 3.8 Begriff des bestimmten Integrals, verschiedene Erscheinungsformen des bestimmten Integrals (insbesondere Flächeninhalt, Arbeit, Mittelwert) |
| 3.9 Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung |
| 4. Geometrie |
| 4.1 Elementargeometrie: Flächeninhalte (Dreiecke, Vierecke, Kreis), Strahlensätze, Ähnlichkeit, Satz von Pythagoras |
| 4.2 Trigonometrie: Definition der Winkelfunktionen am Einheitskreis, Sinus- und Cosinussatz,Additionstheoreme, harmonische Schwingungen |
| 4.3 Anschauliche Darstellung von räumlichen Situationen (Schrägbilder). Oberfläche und Rauminhalt von Prisma, Pyramide, Zylinder, Kegel, Kugel |
| 4.4 Vektorgeometrie: elementare Operationen mit Vektoren, Skalarprodukt. Dastellung von Geraden, Ebenen, gegenseitige Lage |