Digitale Werkzeuge im Mathematikunterricht in Hessen: GTR, CAS und hilfsmittelfreier Teil

Digitale Werkzeuge und der hilfsmittelfreie Prüfungsteil lassen sich im Mathematikunterricht in Hessen am besten trennen, indem beide Arbeitsweisen von der Einführungsphase E1/E2 an als eigene Kompetenzbereiche eingeübt werden. GTR, CAS und Tabellenkalkulation eignen sich für Aufgaben mit hohem Rechenaufwand, für die Untersuchung von Funktionsscharen und für die Auswertung größerer Datensätze, während der hilfsmittelfreie Teil gezielt Kopfrechnen, Termumformung und grundlegende Verfahren trainiert. Mit dem Kerncurriculum Mathematik Hessen – Komplettpaket Unterrichtsmaterial Oberstufe lassen sich beide Aufgabentypen von E1/E2 bis Q4 konsequent nebeneinander aufbauen. Verbindliche Vorgaben zum Umfang des hilfsmittelfreien Teils liefert ausschließlich das Hessische Kultusministerium.

Material zu diesem Artikel

Die im Text erwähnten Unterrichtsmaterialien auf einen Blick. Digitaler Download, sofort einsetzbar.

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GTR und CAS gezielt einsetzen

Der grafikfähige Taschenrechner und CAS-Systeme entfalten ihren Nutzen vor allem dort, wo Rechenaufwand vom eigentlichen mathematischen Denken ablenken würde, etwa bei Funktionsscharen, numerischen Näherungsverfahren oder beim schnellen Visualisieren von Graphen. Sinnvoll ist es, den Einsatz an klare Aufgabenformate zu koppeln, damit Grundkurs und Leistungskurs lernen, wann ein digitales Werkzeug Mehrwert bringt und wann eine Aufgabe bewusst ohne Hilfsmittel gelöst werden soll.

Daten und Prognosen digital auswerten

Für Aufgaben zu Zusammenhängen und Prognosen bietet sich Tabellenkalkulation an, um reale Datensätze auszuwerten und Trends sichtbar zu machen. Ein Material wie Daten verstehen, Zusammenhänge erkennen und fundierte Prognosen treffen zeigt, wie sich digitale Werkzeuge einsetzen lassen, ohne dass der fachliche Kern der Aufgabe in den Hintergrund tritt.

Matrizen mit digitalen Werkzeugen berechnen

Bei umfangreicheren Matrizenrechnungen, etwa beim Lösen linearer Gleichungssysteme mit inversen Matrizen, sparen CAS oder Tabellenkalkulation erheblich Zeit. Das Material Inverse Matrizen berechnen und anwenden lässt sich gut mit digitalen Werkzeugen kombinieren, während die grundlegenden Rechenschritte weiterhin von Hand geübt werden sollten.

Den hilfsmittelfreien Teil gezielt trainieren

Für den hilfsmittelfreien Prüfungsteil braucht es regelmäßiges, kurzes Training ohne Taschenrechner: Termumformungen, elementare Ableitungsregeln und das Interpretieren von Graphen aus dem Kopf. Ein Trainingsheft wie das Trainingsheft Funktionen, Ableitungen und Kurvendiskussion eignet sich gut für kurze, wiederkehrende Übungsphasen ohne digitale Hilfsmittel.

Werkzeugeinsatz im Vergleich

Wie viele Aufgaben im hilfsmittelfreien Teil einer Klausur verpflichtend sind, regelt ausschließlich die amtliche Veröffentlichung des Landes. Eine Zulassung oder Empfehlung durch das Hessische Kultusministerium besteht nicht. Eine Materialübersicht für Hessen bietet die Seite Kerncurriculum Mathematik Hessen – Material für die Oberstufe. Ergänzend zeigen die Beiträge Operatoren im Mathematik-Abitur und Analysis und Abitur-Training in der Oberstufe, wie sich Aufgabenformate für Prüfungen gezielt vorbereiten lassen.

Werkzeugkompetenz über die Kurshalbjahre aufbauen

Der Umgang mit GTR, CAS und Tabellenkalkulation entwickelt sich am besten schrittweise über E1/E2 bis Q4, statt punktuell vor einer Klausur eingeführt zu werden. Bereits in der Einführungsphase lohnt sich ein erster, einfacher Einsatz digitaler Werkzeuge, etwa beim Zeichnen von Funktionsgraphen oder beim Aufbereiten kleiner Datensätze, damit die Bedienung in der Qualifikationsphase nicht zusätzlich Zeit kostet. Parallel dazu sollte der hilfsmittelfreie Teil von Anfang an regelmäßig trainiert werden, damit beide Kompetenzbereiche gleichmäßig wachsen und nicht erst kurz vor Q4 zusammengeführt werden müssen. Fachschaften, die diesen Aufbau über mehrere Jahrgänge hinweg dokumentieren, können neue Kolleginnen und Kollegen leichter einarbeiten und vermeiden, dass einzelne Lerngruppen digitale Werkzeuge erst unmittelbar vor der Prüfung kennenlernen. Auch der Wechsel zwischen Grundkurs und Leistungskurs gelingt leichter, wenn beide Kurstypen von Beginn an mit derselben Werkzeugstrategie arbeiten und sich lediglich im Umfang der Aufgaben unterscheiden.

Häufige Fragen

Wann sollte CAS im Unterricht eingesetzt werden?
Sinnvoll ist der Einsatz bei hohem Rechenaufwand, etwa bei Funktionsscharen oder umfangreichen Matrizenrechnungen, während Grundverfahren weiterhin ohne Hilfsmittel trainiert werden sollten.

Wie trainiert man gezielt für den hilfsmittelfreien Prüfungsteil?
Kurze, regelmäßige Übungsphasen ohne Taschenrechner zu Termumformung, Ableitungsregeln und Graphinterpretation eignen sich besser als vereinzelte große Übungseinheiten.

Gibt es verbindliche Vorgaben zum Umfang des hilfsmittelfreien Teils in Hessen?
Verbindliche Angaben dazu liefert ausschließlich die amtliche Veröffentlichung des Hessischen Kultusministeriums.

Als nächsten Schritt lohnt sich eine Bestandsaufnahme, welche Themenblöcke bereits klar zwischen digitalem und hilfsmittelfreiem Arbeiten trennen, ergänzt durch das Kerncurriculum Mathematik Hessen – Komplettpaket Unterrichtsmaterial Oberstufe. Weiteres Trainingsmaterial für die Prüfungsvorbereitung bietet die Kollektion Mathematik Abitur-Training.