Rose-Hulman Institute of Technology setzt Maple ein, um 2000 Studierenden das Lernen zu erleichtern

Dr. Joshua Holden, Mathematikprofessor am Rose-Hulman Institute of Technology, ist ein Befürworter dessen, was er als die „Viererregel“ bei der Vermittlung der Mathematik bezeichnet. Er vertritt den Standpunkt, dass mathematische Konzepte nicht nur in Formeln, sondern auch in Worten, Bildern und Tabellen ausgedrückt werden sollten. Er betrachtet Maple™, die Software für technische Berechnungen von Maplesoft, als ein mächtiges Werkzeug bei seinem Bemühen, seinen Schülern die Mathematik anschaulicher zu machen.

„Mathematische Konzepte lassen sich mit Maple sehr einfach und verständlich darstellen“, so Dr. Holden. „Ich kann schnell 3D-Bilder komplizierter Konzepte erstellen, die ohne ein solches Werkzeug nicht möglich wären. Mit Maple kann ich meine Schüler mit großen Datenmengen in Tabellen arbeiten lassen – Daten, die zu umfangreich sind, um sie von Hand zu berechnen – um ihnen die verschiedenen Muster und Trends aufzuzeigen. Das hilft ihnen nicht nur beim besseren Verständnis, sondern es fesselt sie derart, dass sie von sich aus mehr lernen möchten.“

Rund 2000 Studierende setzen Maple im Rahmen ihres Studiums bei Rose-Hulman ein. Das Laptop-Programm des Instituts sorgt dafür, dass jeder Studierende Zugang zu einem Laptop hat. Auf diese Weise können sie jederzeit und überall mit Maple arbeiten. Dr. Holden schätzt vor allem, dass seine Schüler, wenn er ein Beispiel mit Maple erläutert, dasselbe Beispiel während der Vorlesung ebenfalls mit Maple auf ihren Rechnern nachvollziehen und damit experimentieren können. Seiner Ansicht nach spart dies Zeit im Hörsaal und macht die Studierenden unabhängiger vom Lehrer.

Besonders angetan ist Dr. Holden von den Clickable Math™ Werkzeugen in Maple. Die Paletten, interaktiven Assistenten, kontextsensitive Menüs und Tutoren in Maple machen es leicht, Mathematik zu lernen, zu lehren und anzuwenden. „Diese Werkzeuge in Maple helfen meinen Schülern, die Mathematik eigenständig zu erkunden, und ich spare Zeit, die ich sonst damit verbringen würde, ihnen die Befehle für diese Funktionen beizubringen. Außerdem vermeidet es Fehler, die – auch wenn es nur kleine Fehler sind – viel Zeit kosten“, erklärt Dr. Holden. „Die Studierenden haben weiterhin die Möglichkeit, die Befehlszeilenschnittstelle zu benutzen, aber so arbeitet heute niemand mehr mit Computern. Sie sind Befehle gewöhnt, die sie einfach anklicken können.“

In seinem Kurs zur Infinitesimalrechnung stellt er seinen Schülern Aufgaben, die sie eigenständig mit Maple lösen. Zu diesen Projekten gehören häufig Maple-Arbeitsblätter mit großen Datenmengen, die von Hand nur sehr aufwendig zu bearbeiten wären. Mit Maple und den anklickbaren Funktionen lassen seine Schüler den mühsamen Teil rasch hinter sich und kommen viel eher zu den interessanten Teilen des Problems. Und so hält Dr. Holden die attraktive, benutzerfreundliche Schnittstelle von Maple für eine seiner größten Stärken. „Maple leistet erstaunliches, um die Lernkurve so kurz wie möglich zu halten. Im Vergleich zu anderen Werkzeugen ist das Maples größter Vorteil. Ebenso schätze ich die Möglichkeit, eine ansprechende Darstellung der Mathematik mit hoher Interaktivität zu kombinieren. Bei anderen Werkzeugen erhält man das eine oder das andere, aber kaum jemals beides. Mit Maple kann ich ausgefeilte Dokumente mit interessanten mathematischen Ausdrücken erstellen, die interaktive Merkmale beinhalten. Die mathematischen Ausdrücke werden so dargestellt, wie in den Lehrbüchern, und genau so sollten die Schüler sie sehen.“

Dr. Holden setzt Maple auch für Illustrationen im Bereich Mathematik und Kunst ein. „Ich schreibe Programme mit umfangreichen Berechnungen in Maple und setze sie in grafische Bilder um, die einen gewissen künstlerischen Wert haben“, erklärt Prof. Holden. „Bilder sind das beste Medium, um eine Nachricht zu vermitteln, und mit Maple kann ich die Grafiken schnell und leicht erstellen.“

Dr. Holden schätzt auch den Dokumentenaustausch über die Maple Cloud, der einen mühelosen Austausch von Maple-Dokumenten möglich macht. Er glaubt, dass dies – in einer Zeit, in der Online-Netzwerke und der Austausch über das Internet längst selbstverständlich sind – das beste Mittel ist, um mathematische Dokumente mit und unter den Studierenden auszutauschen.

Neben den Vorteilen bei der Lehre findet Dr. Holden, dass Maple dabei hilft, seine Schüler auf die reale Welt vorzubereiten. Seiner Erfahrung nach kommen die Studierenden in den Hörsaal mit einer Vorstellung von Computern als Spielzeugen, und ihre Interaktion mit Werkzeugen wie Maple sowie die Erkenntnis, was sie mit solchen Werkzeugen tun können und wo ihre Grenzen sind, eröffnet ihnen eine völlig neue Perspektive. Sie sehen die Breite und Tiefe der verschiedenen Ressourcen, die ihnen zur Verfügung stehen, und sie beginnen, hochentwickelte Computerprogramme als Werkzeuge zu betrachten, die sie weiterbringen. „Technologie ist für die Studierenden und ihr Leben so selbstverständlich, dass Werkzeuge wie Maple für eine erfolgreiche Arbeit im Hörsaal unverzichtbar sind“, schließt Dr. Holden.

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