­Mathematik ­mit Simulationen lehren und lernen

Wie lässt sich Mathematik im Studium nachhaltig lernen? Dieses Lehrbuch bietet für Studierende der Mathematik, Physik und Ingenieurwissenschaften einen neuartigen Zugang: das interaktive Buch. Zum einleitenden Text werden jeweils Links auf Simulationsprogramme angeboten, die sich problemlos starten lassen. So können die Studierenden experimentell und spielerisch die Mathematik erforschen. Interaktives Ausprobieren unterstützt den visuellen Zugang zur Mathematik.

Der Einstieg beginnt elementar bei den Zahlen, den Schluss bilden die partiellen Differentialgleichungen. Iterationen, Funktionen, Ableitungen, Integrale, Vektoren und Differentialgleichungen werden grafisch anhand von Simulationen erklärt. Dabei kann der Leser Parameter ändern und andere Funktionen oder Gleichungen ausprobieren. Mithilfe von Links auf Wikipedia sind weiterführende Informationen sofort verfügbar. Schließlich ist es möglich, eine Sammlung von 2000 Physik-Simulationen direkt von jedem PC mit einer Java-Umgebung aufzurufen.

Für Studierende des Lehramts der Mathematik und Physik ist dieser interaktive Zugang besonders interessant, denn Schüler sind heutzutage mit den elektronischen Medien und dem Internet bestens vertraut. Das Lehrbuch erläutert die kostenlose Programmierumgebung EJS (Easy Java Simulation), mit deren Hilfe sich Studenten, Lehrer und sogar Schüler auf die Modellbildung und Simulation konzentrieren können, ohne vorher objektorientierte Programmierung lernen zu müssen.

Auch weiterhin wird man beim Lernen der Mathematik nicht auf Papier und Bleistift verzichten können. Aber die grafischen und interaktiven Methoden bieten eine wertvolle Unterstützung, um mit einem Mausklick experimentell in die Mathematik der Naturwissenschaften einzuführen. Schließlich ergänzt die umfangreiche Sammlung von numerischen Simulationen auf nützliche Weise die Kursvorlesungen der Physik.

Prof. Dr. Wolfgang Kinzel, Institut für Theoretische Physik, U Würzburg