Meere und Ozeane – Mathematik zum Eintauchen

Gewaltige Wassermassen bedecken den größten Teil der Erde. Meere und Ozeane sind Lebensraum für unzählige Tiere und Pflanzen. Zugleich sind sie für uns Energielieferant, Nahrungsquelle und Handelsraum. Nicht zuletzt wird durch sie das Klima maßgeblich bestimmt.

Aktuell sind die Meere Thema des Wissenschaftsjahres 2017 – ein guter Anlass, MINT-Fächer in den Fokus von Schülerinnen und Schülern zu rücken. Das „Lehrerspezial” von CASIO widmet sich den salzigen Wassermassen und bietet viele Anregungen für den Unterricht. Dr. Joachim Dengg, Schulkoordinator am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel, weiß aus seiner Praxis sehr genau, wie es gelingen kann, mit Meeresthemen für diese Fächer zu begeistern – und welche Rolle Mathematik dabei spielt.

Die wissenschaftlichen Fragen, denen das Institut nachgeht, sind interdisziplinär. „Wenn Sie zum Beispiel ozeanbiologische Vorgänge untersuchen möchten, dann müssen Sie auch die Bewegung des Meerwassers kennen. Und wenn Sie sich mit der Lichtabhängigkeit von Meereslebewesen beschäftigen, brauchen Sie Exponentialfunktionen”, erklärt Dr. Joachim Dengg.

Mit relevanten Forschungsfragen begeistern

Wichtig ist der Schritt vom Theoretisch-Abstrakten hin zu begreifbaren, konkreten Fragestellungen. Gesellschaftlich relevante Punkte wie „Medizin aus dem Meer”, Tsunamiwarnungen oder natürlich der Klimawandel seien besonders geeignet, die Neugier von Heranwachsenden zu wecken, weiß Dr. Joachim Dengg.

Sobald Schülerinnen und Schüler im GEOMAR in Projekten arbeiten, erleben sie mathematische Aha-Momente. „Ach, das hatten wir in Mathe. Mir war aber bisher gar nicht so richtig klar, wozu das gut ist!”, sei ein oft gehörter Ausruf. Anhand eines Beispiels macht der Schulkoordinator am GEOMAR den Erkenntnisgewinn anschaulich: „Wir hatten hier zum Beispiel zwei Schüler, die Wellenphänomene in einem Wassertank untersuchten. Als ich ihnen die Gleichungen dafür gab, wunderten sie sich, wieso da eine Sinus-Funktion drinsteckte. Ich erklärte ihnen dann, dass das, was eine Welle tut, durch einen Sinus beschrieben werden kann. Den Zusammenhang zwischen Sinus und Welle hatten sie vorher nicht verstanden.”

Mathematik zum Anfassen

Mathematik „zum Anfassen”, Mathematik als Erlebnis – für Lernende ist dieser Praxisbezug eine große Chance, sich dem Fach mit tieferem Interesse zu nähern. Zumal dann, wenn es sich um ein derartig vielfältiges Thema wie Meere und Ozeane handelt. Da ist es naheliegend, Unterrichtsvorschläge aus dem Meer anzubieten. Anregungen zu diesem Thema bietet das Lehrerspezial Ozeane und Meere – Mathematik zum Eintauchen. Themen wie Überfischung oder die Verschmutzung der Meere mit Plastikmüll liegen auch Jugendlichen sehr am Herzen. Für diese Themenfelder bietet das Themenspezial viele Anregungen zu Rechenanlässen. Auf die Weise können Schülerinnen und Schüler im Mathematikunterricht sinnvollen und wichtigen Fragen nachgehen.

Ein Beispiel: Mit Fermi-Fragen ins Knobeln kommen

Wenn es um Mathematik mit Alltagsbezug geht, wird meist der Atomphysiker Enrico Fermi genannt, bekannt für Fragen, deren exakte Lösung vor allem nach qualifizierten Schätzungen verlangen. Der Weg ist hier das Ziel: Es gilt zu überlegen, wie man sich einer Lösung am besten annähern könnte. Beispiele sind: Wie viele Wassertropfen hat das Meer? Wie lange braucht eine Flaschenpost von Bremen nach Spitzbergen? Oder eben auch: Wie viel Plastikmüll schwimmt 2050 in den Ozeanen?

Um Wellenbewegungen zu berechnen oder Prognosen über die Verschmutzung der Ozeane anzustellen, reicht Kopfrechnen nicht aus. Der neue Grafikrechner FX-CG50 von CASIO bietet viele nützliche Funktionen, um auch in die mathematische Welt der Meere einzutauchen.

CASIO Lehrerspezial: Meere und Ozeane – Mathematik zum Eintauchen