MatheGrafix

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MatheGrafix
Mathegrafix1.png MatheGrafix2.png
MatheGrafix
Basisdaten
Entwickler: Roland Hammes
Aktuelle Version: 10.4 (01. Januar 2016) Freeware und Pro-Version
Betriebssystem: Windows 2000 - Windows 10
Kategorie: Lernsoftware
Lizenz: Bedingungen
Deutschsprachig: ja
Website: MatheGrafix.de
Kurzinfo
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Dieser Artikel beinhaltet Themen rund um Software, digitale Medien oder Informatik.

MatheGrafix ist ein sehr leicht zu bedienendes geometrisches Zeichenprogramm und ein Funktionsplotter zum Drucken, Präsentieren und Einbinden von Funktionsgraphen und geometrischen Objekten in Office-Dokumente. Das Programm ermöglicht interaktives Arbeiten mit Funktionsgraphen, Geometrie und Fraktalen. Die Version 6.02 dieser Anwendungssoftware aus dem Teilgebiet der Analysis wurde zum ersten Mal am 9. Mai 2008 als Projekt der Medienkompetenzschule Martin-von-Cochem-Gymnasium auf der iMedia in Mainz präsentiert.

Das Programm steht als Freeware in einer portablen Softwareversion zur Verfügung, d.h., es kann auch ohne Installation von einem USB-Stick aus genutzt werden. Daneben gibt es eine kostenpflichtige Pro-Version.

Inhaltsverzeichnis

Einsatz von MatheGrafix

Das Programm findet seine Anwendung im Mathematik- und Physikunterricht aller Schularten von der 5. bis 13. Jahrgangsstufe. Ab der Orientierungsstufe wird mit dem Geometrie-Modul gearbeitet, ab der 9. Klasse mit Funktionsgraphen, in der Oberstufe mit Fraktalen. Da nur Graphen gezeichnet werden und keine zusätzlichen Berechnungen erfolgen, kann das Programm pädagogisch sinnvoll zur Visualisierung und Dokumentation von Graphen eingesetzt werden. Kurvendiskussionen in der Analysis bleiben interessant, da nicht die Ergebnisse (Ableitungen, Extremwerte, Wendepunkte) vorweggenommen werden.

Neben dem Einsatz im Unterricht lässt sich das Programm bei der Erstellung von Facharbeiten, Folien, Arbeitsblättern, Präsentationen, Klassenarbeiten oder Abituraufgaben verwenden.

Auf der Webseite von MatheGrafix findet sich eine Sammlung von Hilfen, Unterrichts- und Arbeitsmaterialien.

Verbreitung von MatheGrafix

MatheGrafix wird bereits seit dem Jahr 1994 von Schulen[1], Lehrern und Institutionen verwendet.[2]

Beim rheinland-pfälzischen Schulnetzwerk MNS+ gehört MatheGrafix zur auf dem rheinland-pfälzischen Bildungsserver abgelegten Liste der Software-Grundausstattung[3] und ist damit aktuell in vielen Schulen vertreten.

In der Zusammenstellung von der Zentrale für Unterrichtsmedien im Internet von Mathematik-Software für Gymnasien in Bayern[4] und Gymnasien in Nordrhein-Westfalen[5] wird der Funktionsplotter MatheGrafix aufgelistet.

Am Studienseminar für Gymnasien in Gießen wird unter pädagogischen und fachdidaktischen Empfehlungen zur Mathematik[6] der Funktionenplotter MatheGrafix aufgelistet.

Im Rahmen des hessischen Modellversuchs „Gute UnterrichtsPraxis Mathematik“ der Universität Kassel wird in den umfangreichen Materialien zum Modellversuch „Vorschläge und Anregungen zu einer veränderten Aufgabenkultur“[7] unter „Vorschläge 16.19 - 16.22: Anregungen für den Unterrichtseinsatz. Eignung, Methoden“ der Funktionenplotter MatheGrafix genannt.

Auf der Webseite des Lehrstuhls der Didaktik der Mathematik der Julius-Maximilians-Universität Würzburg[8] gehört MatheGrafix zu den drei aufgeführten Funktionenplottern.

Auf dem niedersächsischen Bildungsserver finden sich die aktuellen Handreichungen zum Kerncurriculum Mathematik[9]. Diese Handreichungen dienen als Anregung zur kooperativen, qualitätsbezogenen, kompetenzorientierten und kerncurriculumbasierten Unterrichtsentwicklung. Im Abschnitt „Umgang mit Medien“ wird als einer von drei Funktionsplottern der Funktionsplotter MatheGrafix aufgelistet.

Eigenschaften der Software

Portable Software

Das Programm benötigt keine Installation und kann auch als portable Software verwendet werden. Es besteht zunächst nur aus einer Datei. Das Programm ist lauffähig unter Windows 98, NT, 2000, XP, Vista und Windows 7.

Schwerpunkt Druck

Der Schwerpunkt des Programms liegt im Drucken und Präsentieren von geometrischen Objekten und Funktionsgraphen, aber nicht in der Berechnung von Ableitungen, Integralen oder Erstellung von Kurvendiskussionen. Es eignet sich daher aus pädagogischer Sicht hervorragend zur Einbindung in den Unterricht und zur Anfertigung von Hausaufgaben durch die Schüler, wenn nur die Darstellung eines Funktionsgraphen oder einer Kurvenschar mit einem Funktionsplotter gefragt ist.

Interaktivität

Die Auswirkungen von Steigung und y-Achsenabschnitt auf die Funktionsgleichung einer linearen Funktion sowie die Bedeutung der Parameter in der Scheitelpunktform einer Parabel können interaktiv erarbeitet werden. Geometrische Linien und Figuren werden interaktiv gezeichnet. Als Hilfsmittel stehen Geodreieck, Zirkel und Lineal zur Verfügung.

Features

Die erstellten Graphen können

  • direkt aus dem Programm heraus mit Wertetabelle gedruckt werden,
  • in eine Textverarbeitung (z. B. Microsoft Word, OpenOffice Writer) maßstabsgerecht und millimetergenau kopiert werden,
  • als Bitmap in eine Bildbearbeitung oder in ein Präsentationsprogramm in höchster Qualität kopiert werden,
  • im Vollbildmodus (z. B. mit Beamer und Laptop) präsentiert und bearbeitet werden.
  • TheSwallow.jpg

Ab Version 9.40: Fraktale (Mandelbrot-Mengen, Julia-Mengen) und Ljapunow-Diagramme können in hoher Auflösung exportiert werden.

  • Ab Version 10.1: Polarkoordinaten, Parameterkurven, 3D-Funktionen, 3D-Oberflächenplots, Ebenen und Vektoren im 3D-Koordinatensystem (Analytische Geometrie)



Zusätzliche Fähigkeiten der Pro-Version

  • Punkte können gespeichert und bearbeitet werden.
  • Tracepunkte können ebenfalls gespeichert und bearbeitet werden.
  • Der Berührpunkt einer Tangente wird gespeichert.
  • Der Schnittpunkt mit einer Normalen wird gespeichert.
  • Senkrechte, Kreise und Ellipsen, Flächen zwischen Kurven werden gespeichert und lassen sich bearbeiten.
  • Gestrichelte Graphen sind möglich.
  • Graphen in Punktform (Folgen) können dargestellt werden.
  • Bei Fraktalen kann der komplexe Editor zur Erstellung eigener Fraktalformeln verwendet werden.
  • Es erfolgt kein Hinweis auf die Webseite unten rechts im Koordinatensystem.

Die Pro-Version ist zur Erstellung von Funktionsgraphen und geometrischen Figuren nicht erforderlich: Funktionen und geometrische Figuren können in der Freeware-Version ohne Einschränkung erstellt, gespeichert, gedruckt und dargestellt werden!


Unterrichtsmaterial

Konstruktionen in der Geometrie

Mit Text und Video werden geometrische Konstuktionen (Mittelsenkrechte, Punktspiegelung und Achsenspiegelung mit Zirkel und Lineal; Verschiebung und Drehung mit Zirkel und Geodreieck) interaktiv mit MatheGrafix durchgeführt.

Unterrichtsentwurf: Die Bedeutung des Parameters a der Parabel f(x)=ax² (9. Klasse)

Ein bereits mehrfach überarbeiteter, umfangreicher Lehrprobenentwurf mit Anlagen (Arbeitsblätter, mögliches Schülerergebnis). [Download]

Projekt: Graphen in Office Dokumenten (10. Klasse)

Dieses Projekt wurde am 09.02.08 vorgestellt im Innovative Teachers Forum von Microsoft 2008 in Köln. Innovative Teachers Network ist eine weltweite Lehrer-Community von Microsoft und Partnern. In einer nicht alltäglichen Powerpoint-Präsentation sehen Sie ein Unterrichtsbeispiel zu MatheGrafix für eine 10. Klasse mit Arbeitsmaterial, prinzipiell ist die Vorgehensweise anwendbar auf Klasse 8 bis 13.

Klassenarbeiten und Arbeitsblätter mit Word und MatheGrafix

Anleitung, Word-Vorlage eines Rechenblock-Arbeitsblattes und Word-Beispiel einer damit erstellten Klassenarbeit (Bitte nach dem Download einmal ausdrucken, sehr gutes Beispiel!). [Download]

Excel-Tabelle zum Zeichnen von Funktionsgraphen

Fügen Sie die aus MatheGrafix exportierte Excel-Tabelle hier ein und testen Sie dieses Excel-Arbeitsblatt. [Download]

Geschichte

Ljapunow-Diagramm: Jellyfish
  • 1994: 16-bit Version MatheGrafix 4.02
  • 2007: Im Juni qualifiziert sich das Martin-von-Cochem-Gymnasium in Cochem an der Mosel als eine der zehn Medienkompetenzschulen des Landes Rheinland-Pfalz. Eines der ersten Unterrichtsprojekte in diesem Rahmen ist ein Funktionsplotter im Informatikunterricht, der vom Autor zu MatheGrafix 6.02 erweitert wird. Als Fortsetzung des Projektes erfolgt zur Zeit eine Übersetzung des Programms in mehrere Sprachen.
  • 2008: Eine erste Veröffentlichung der Version 6.02 erfolgt am 9. Mai 2008 auf dem landesweiten Bildungsforum für Informations- und Kommunikationstechnologie in Schulen "iMedia" in Mainz.
  • 2011: MatheGrafix 9.02 enthält ein Geometrie-Modul für einfache geometrische Linien und Figuren. Das Programm ist in Englisch und Russisch übersetzt. Eine umfangreiche Online-Hilfe steht mit Text und Video zur Verfügung.
  • 2011 August: Mit MatheGrafix 9.40 erforscht man die Welt der Fraktale. Neben Mandelbrot-Mengen und Julia-Mengen kann man sich die seltsamen Gestalten der Ljapunow-Diagramme ansehen.
  • 2012: Mit einem Formeleditor für Ljapunow-Diagramme kann man mit MatheGrafix 9.50 weitere Welten erkunden.
  • 2013: Mit MatheGrafix 10.1 lassen sich Kurven in Polarkoordinaten, Parameterkurven, 3D-Funktionen, 3D-Oberflächenplots und Vektoren und Ebenen im 3D-Koordinatensystem (Analytische Geometrie) zeichnen.
  • 2014: Mit MatheGrafix 10.2 lassen sich mit Hilfe eines Assistenten auch 3D-Körper zeichnen.
  • 2015: In MatheGrafix 10.3 sind die Assistenten zur Erstellung von Flächen und Körper im 3D-Geometrie-Modul überarbeitet worden.
  • 2016: In MatheGrafix 10.4 können Flächen zwischen Funktionsgraphen transparent dargestellt werden.

Einzelnachweise

  1. Eine weitere Schule mit MatheGrafix: Die BOS Augsburg
  2. Schulen und Institutionen MatheGrafix Pro
  3. Softwareliste des modularen Netzes für Schulen MNS+. Rheinland-pfälzischer Bildungsserver
  4. ZUM. Sonstiges, Mathematik-Software für Gymnasien in Bayern
  5. ZUM. Sonstiges, Mathematik-Software für Gymnasien in Nordrhein-Westfalen
  6. Studienseminar für Gymnasien, Gießen. Pädagogische und fachdidaktische Themen, Mathematik
  7. Modellversuch Mathematik Hessen Universität Kassel. Materialien zum Modellversuch: Vorschläge und Anregungen zu einer veränderten Aufgabenkultur. S. 35
  8. Lehrstuhl für Didaktik der Mathematik der Julius-Maximilians-Universität Würzburg: Programme & Downloads
  9. Atlas Kerncurriculum Mathematik. Literaturhinweise und Materialien zum Kerncurriculum. Niedersächsischer Bildungsserver. Stand 18. September 2007. S. 9

Quellen

Linkliste