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GPS im Mathematikunterricht

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Moderne GPS-Empfänger führen nicht nur vertrauensvolle Fahrerinnen und Fahrer zu unbekannten Zielen (und bei falscher Bedienung oder falschen Daten auch mal auf Abwege), sie eignen sich auch für den Mathematikunterricht.

In Klasse 7 stehen Weg-Zeit-Diagramme in unseren Schulbüchern, in Klasse 8 lineare Funktionen und quadratische Funktionen. In der 9. Klasse können Funktionsdiagramme mit einem GPS-Empfänger selbst "erarbeitet" werden und das Verständnis funktioneller Zusammenhänge deutlich erleichtern.

In der Oberstufe steht die Analysis (häufig noch mit den "altmodischen" Fahrtenschreiber-Diagrammen) und die analytische Geometrie an.

Wolfgang Riemer (Köln) brachte bereits einige Kolleginnen und Kollegen auf die Idee, moderne GPS-Empfänger im Unterricht einzusetzen. Diese Wiki-Seite soll ein Einstieg in dieses Thema sein. Alle Interessierten sind dazu eingeladen, daran weiter zu arbeiten!

Inhaltsverzeichnis

Unterricht

Weg-Zeit-Diagramme

Beispiel: Unterrichtseinsatz in Troisdorf

Zu dem Gerät Garmin Oregon 300 gibt es auch eine kurze Anleitung für die Hand von Schülerinnen und Schülern zum Aufzeichnen von Tracks und zur Darstellung der Tracks mit Jasta, Google Earth und der Tabellenkalkulation:

Einige Arbeitsaufträge im Format DIN A 6 (ausschnieden und laminieren ...) zur Arbeit mit einem GPS-Empfänger im Mathematikunterricht:

Beispiele, wie man GPS-Daten etwa ab der siebten Klasse einsetzen kann:

Vergleich von S-Bahn Fahrten (auch zum Einstieg in die Analysis)

Datei:WolfgangRiemer S-12-fahrtenvergleich.pdf

Vektorrechnung

Das Thema GPS kann als Kontext bezogenes Thema in der Vektorrechnung genutzt werden. Die Positionsberechnung erfolgt über die Entfernung zu den Satelliten, wobei Kugeln genutzt können. So werden sich wohl nur Leistungskurse mit diesem Thema beschäftigen können.

Arten von GPS-Geräten

  • Reine GPS-Geräte, die meist besonders genau sind.
  • In Handys bzw. Smartphones eingebaute GPS-Geräte sind nicht immer so genau, können aber per Bluetooth mit Zusatzgeräten (z.B. GPS-Maus) verbunden werden, die als zusätzlich Antenne funktionieren und so genauer die Position angeben.
  • Tracker, die die Positionen in festgelegten Abständen festhalten, aber keine eigene Anzeige haben.
  • GPS mit Kartenanzeige gibt es sowohl als Einzelgerät als auch in Handys und Smartphones eingebaut. Im Internet gibt es verschiedene Software für unterschiedliche Handy- und Smartphone-Typen. Bei kostenlosen Programmen werden gerne die freien Karten des Projektes "OpenStreetMap" eingesetzt.

Ergänzungen

Eigentlich geht es bei der Seite um die Demonstration der Anwendung von Scilabm, Maxima und GeoGebra. Nebenbei wird aber die Anwendung zur Darstellungen am Beispiel von GPS gezeigt.

Applications with Scilab, Maxima, Geogebra

Linkliste

Das kleine einfache Programm JASTA ist sehr angenehm, um die GPX-Dateien zum Beispiel vom Garmin Oregon 300 weiter zu verarbeiten:

Der "Standard" um GPX-Dateien zu bearbeiten - aber auf Englisch:

Im Wiki des Projektes OpenStreetMap finden sich zahlreiche Übersichten mit Informationen über Programme zu verschiedensten Plattformen, die OpenStreetMap-Karten verwenden können. Viele dieser Programme haben auch weitere GPS nutzende Funktionen, die wie oben beschrieben, verwendet werden können.

→ Hilfe:OpenStreetMap