Starkes Mathe-Duo: ClassPad.net & ChatGPT
Mit ClassPad.net bietet CASIO ein umfassendes digitales Mathematik-Tool, das das ganze Spektrum des Schulfachs abdeckt, von einfachen Rechnerfunktionen bis hin zum Computer-Algebra-System (CAS). In Kombination mit KI-Chatbots wie ChatGPT lässt es sich auch nutzen, um besser zu verstehen, wie KI auf dem Weg zur Lösung helfen kann.
ClassPad.net und KI-Chatbots wie ChatGPT haben eines gemeinsam: Beide sind mächtige Tools, die zur Lösung komplexer Mathematik-Aufgaben beitragen können – aber auf ganz unterschiedliche Art:
Das digitale Angebot ClassPad.net umfasst eine komplette Lernplattform für Unterricht und Selbststudium, mit – unter anderem – CAS, Tabellenkalkulation und Statistik, Geometrie und Grafik. Es läuft auf sämtlichen digitalen Endgeräten, lässt sich in Lernmanagement-Systeme integrieren und kann Handschrift lesen.
Die Stärke von KI-Chatbots liegt darin, dass man sie in natürlicher Sprache bedienen kann und Antworten zu praktisch jedem Thema erhält, darunter auch Mathematik.
Allerdings können Schülerinnen und Schüler in beiden Systemen auch auf Hürden treffen, wenn sie Mathematikaufgaben lösen möchten: ClassPad.net ist nicht darauf ausgerichtet, kleinschrittig Lösungswege aufzuzeigen. Und die Antworten einer KI sind grundsätzlich mit Vorsicht zu genießen, weil die Chatbots mitunter falsche Informationen liefern oder sich verrechnen. Kombiniert man beide Tools, lassen sich ihre jeweiligen Vorteile jedoch nutzen, um niedrigschwellig Lösungswege für mathematische Fragestellen zu finden.
Beispiel: CO2-Verbrauch auf dem Schulweg
Die Anwendung der Gauß´schen Osterformel oder von Zellers Kongruenz ist mit dem FX-991DE Plus kein Problem. Das große Display des FX-991DE Plus stellt sie besonders übersichtlich dar: Komplexe Formeln sind auf dem natürlichen Display abgebildet, wie Schülerinnen und Schüler sie in Übungen oder an der Tafel kennenlernen. So können mathematische Ausdrücke schnell und einfach gelesen werden und den Lernenden fällt es leichter, sie anzuwenden. Schleicht sich doch einmal ein Tippfehler ein, erleichtert die natürliche Schreibweise zudem die Fehlersuche und die Korrektur.
Das Zusammenspiel aus ClassPad.net und KI lässt sich gut an einer komplexen Aufgabe illustrieren, bei der die Schülerinnen und Schüler Informationen recherchieren, schätzen und eigene Rechenwege finden und modellieren müssen:
Wie viele Bäume braucht es, um den CO2-Ausstoß zu kompensieren, der auf dem Schulweg entsteht?
Zunächst gilt es, gemeinsam einige Parameter festzulegen. Welche das sind, lässt sich gut im Zusammenspiel mit der KI klären.
Ein möglicher Prompt dazu:
„Ich möchte herausfinden, wie viele Bäume man braucht, um den CO₂-Ausstoß meines Schulwegs zu kompensieren. Bitte hilf mir nicht mit der Lösung, sondern stelle mir sokratische Fragen, die mir helfen, selbst nachzudenken und eine Lösung zu entwickeln. Nutze auch Rückfragen, wenn ich wichtige Denkschritte überspringe.“
Zur Differenzierung eine etwas direktere Alternative:
„Ich möchte in ClassPad.net meinen CO₂-Ausstoß auf dem Schulweg berechnen. Bitte stelle mir einfache, aufeinander aufbauende Fragen, die mir helfen, mein Vorgehen zu strukturieren. Ich bin in der 9. Klasse und möchte erst mal klären, was ich überhaupt alles wissen muss. Sag mir nicht direkt die Lösung.“
Vorab zu klärende Fragen
Zu den vorab zu klärenden Fragen gehören unter anderem folgende:
- Berechnen die Schülerinnen und Schüler zunächst die einfache Länge des Schulwegs oder den Hin- und Rückweg?
- Was berechnen Jugendliche, die zu Fuß oder mit dem Fahrrad kommen? Was ist mit denjenigen, die zum Beispiel je nach Wetterlage unterschiedliche Verkehrsmittel nutzen? (Tipp: alle berechnen ihren Schulweg für zwei verschiedene Verkehrsmittel. Wer zu Fuß kommt oder Fahrrad fährt, könnte alternativ den CO2-Ausstoß mit einem E-Scooter berechnen. Hier ein Online-Rechner dazu).
- Was gilt es noch zu berücksichtigen? (Zum Beispiel, wie viele Personen noch im Bus oder Auto sitzen)
- Wie werden die Bäume in die Rechnung einbezogen? Zum Beispiel könnten die Schülerinnen und Schüler angeben, wie lange ein einziger Baum stehen muss, um eine bestimmte Menge CO2 zu binden oder wie viele Bäume innerhalb von einer Stunde dafür nötig wären.
- Zu klären ist außerdem: Binden alle Baumarten gleich viel CO2? Wenn nicht, welche Baumart soll als Grundlage dienen? Und welches Baumalter dient als Basis? (Hier ein Online-Rechner dazu).
Rechentipps von der KI
Sind die Grundlagen geklärt, überlegen die Jugendlichen einzeln oder in Gruppen, wie sie sich mithilfe von ClassPad.net rechnerisch der Lösung nähern können – zum Beispiel mithilfe einer Tabelle oder einer Funktion. Auch hier kann die KI zur Seite stehen.
Idee für einen Prompt:
„Ich möchte auf ClassPad.net eine Tabelle erstellen, um den CO₂-Ausstoß meines Schulwegs für zwei verschiedene Verkehrsmittel zu vergleichen. Bitte hilf mir nicht direkt mit einer Lösung, sondern stelle mir Fragen, die mir helfen, selbst zu überlegen, welche Spalten sinnvoll sind und welche Rechenschritte ich brauche.“
Prompt als Hinführung zur Modellierung:
„Ich möchte eine Funktion oder ein Modell aufstellen, das zeigt, wie viel CO₂ ich in einem Monat durch meinen Schulweg verursache. Bitte stell mir Fragen, die mir helfen, herauszufinden, wie ich das mathematisch formulieren und auf ClassPad.net darstellen kann.“
Mehr CO2-Aufgaben
Hat die ganze Klasse erst einmal berechnet und modelliert, wie viel CO2 auf dem Schulweg produziert werden, lässt sich die Aufgabe beliebig erweitern:
- Wenn alle für sich zwei mögliche Verkehrsmittel untersucht haben, wie groß ist dann der Unterschied zwischen einem Tag, an dem alle das CO2-ärmere Verkehrsmittel nehmen, und einem, an dem alle das Verkehrsmittel mit dem höheren Ausstoß wählen?
- Wie viele Bäume müsste man zusätzlich pflanzen, um das CO2 zu binden, wenn man das Baumalter berücksichtigt?
- Könnte man etwas bewirken, indem man bestimmte Baumarten häufiger pflanzt als andere?
- Wie lassen sich die Ergebnisse anschaulich visualisieren?
Auch hier kann die KI wirkungsvoll helfen, indem sie die Schülerinnen und Schüler durch Denkanstöße zur Lösung führt. Sie kann aber auch noch mehr, zum Beispiel Lehrkräfte unterstützen: mit ähnlichen Aufgaben und ebenso mit Vorschlägen für sinnvolle Prompts. Pro-Tipp: Manchmal ist der erste Vorschlag der KI nicht der beste. Mehrfaches Nachfragen lohnt sich.