3D-Druck im Analysisunterricht

Einsatz der 3D-Druck-Technologie im Analysisunterricht

In den letzten Jahren wurde zunehmend eine stärkere Betonung der qualitativen Analysis gefordert (vgl. z.B. Danckwerts & Vogel, 2006). Dennoch wird kaum enaktiv mit gegenständlichen Modellen operiert (vgl. Dexheimer, 2014). Die 3D-Druck-Technologie ermöglicht die individuelle Realisierung einer Vielzahl gegenständlicher Anschauungsmittel für den Unterricht.

Objekte

Graphendrucker	Graphendrucker mit zwei Variablen
Mit der Software „Graphendrucker“ lassen sich auf einfache Weise dreidimensionale Modelle von Funktionsgraphen erstellen. Hierzu müssen lediglich die Funktionsgleichung und das Intervall im Eingabefeld eingetragen werden. Grundlage ist das skriptbasierte Open Source Programm OpenSCAD. Durch die Verwendung der Modelle im Analysisunterricht wird der Funktionsgraph zu einem Gegenstand, der sich berühren lässt und damit qualitativ erfahrbar wird. Der Download der Software ist möglich unter: Link	Die Software "Graphendrucker mit zwei Variablen" erstellt dreidimensionale Modelle der Graphen von Funktionen zweier Veränderlicher. Diese tauchen im Mathematikunterricht, z.B. im Zusammenhang mit geometrischen Formeln oder Funktionsscharen, häufig auf, werden aber selten explizit thematisiert. Die dreidimensionalen Repräsentationen haben wesentliche Vorteile gegenüber ikonischen Repräsentationen und bieten einen elementaren geometrischen Zugang zu der Thematik.

Integraph	Tangentenmodell
Bei einem Integraphen handelt es sich um einen Apparat, der zu einer gegebenen Kurve auf mechanische Weise die Stammkurve zeichnet. Das Gerät eignet sich im Unterricht insbesondere zur Veranschaulichung und zu einem vereinfachten Beweis des ersten Teils des Hauptsatzes der Differential und Integralrechnung (Blum, 1982).	Das Tangentenmodell besteht aus einer mittels Lasercutting-Technologie in Holz geschnittenen Kurve und einem darauf tangential verschiebbaren Stab. Mit Hilfe des Modells lässt sich der elementargeometrische Tangentenbegriff der Schüler erweitern und Kriterien für Extremalpunkte lassen sich qualitativ vorbereiten.