Einleitung

In dieser Unterrichtseinheit werden die Themen "Verschieben und Strecken von Funktionsgraphen", "Sinusfunktion", "Linearfaktoren", "graphisch Ableiten" behandelt, die je nach Unterrichtsverlauf in den Stufen 11 bis 13 mehr oder weniger ausführlich bearbeitet werden. Die Unterrichtsstunden sind für das Basisfach Mathematik in Stufe 12 an der GMS vorbereitet, weshalb viele Themen aus der Analysis schon bekannt sind und in dieser Einheit aufgegriffen und vernetzt werden. Die einzelnen Themen der Einheit können aber auch zu anderen Zeitpunkten in der Oberstufe verwendet werden.

Die Schüler:innen sollen in dieser Einheit „ei­nen Funk­ti­ons­term er­mit­teln, falls die­ser durch die Ei­gen­schaf­ten ei­nes Gra­phen ein­deu­tig fest­ge­legt ist“, „vom Gra­phen der Funk­ti­on auf den Gra­phen ei­ner Stamm­funk­ti­on schlie­ßen und um­ge­kehrt“ , „Funk­ti­ons­ter­me ganz­ra­tio­na­ler Funk­tio­nen mit­hil­fe von Null­stel­len in fak­to­ri­sier­ter Form an­ge­ben“, „die Graphen trigonometrischer Funktionen f mit f(x)=a⋅sin(b(x−c))+d unter Verwendung charakteristischer Eigenschaften skizzieren und die Wirkung der Parameter a, b, c, d abbildungsgeometrisch als Stre­ckung, Spie­ge­lung, Ver­schie­bun­gen deuten, auch sin(x+π/2)=cos(x)“ und „Funk­tio­nen auf ihr Verhalten für |x|→∞ und deren Gra­phen auf Sym­me­trie(zum Ur­sprung oder zur y-Ach­se) un­ter­su­chen“ (BP3.5.4 Leitidee Funktionaler Zusammenhang Kompetenz (7), (12) und BP3.3.4 Leitidee Funktionaler Zusammenhang Kompetenz (7), (8), (10)).

Nach jeder Arbeitsphase mit einem Chatbot sollte eine Reflexion über den Verlauf der Phase stattfinden, um den Schüler:innen einen kritischen Umgang mit dem Einsatz von KI zu vermitteln. Je nach verwendeter Plattform bzw. Sprachmodell gibt es verschiedene Probleme, die wiederholt auftauchen. Dies kann für den mathematischen Lernprozess störend sein, ermöglicht aber eine lehrreiche Auseinandersetzung mit dem Arbeiten mit künstlicher Intelligenz. Manche Plattformen (zB. SchulKI) gibt immer wieder Latex-Code statt leserlich formatierter Formeln aus. Dies kann Anlass sein über die Formatierung mathematisch / naturwissenschaftlicher Texte zu sprechen. Eine einfache Lösung für das Problem der Lesbarkeit war in diesem Fall, den Latex-Code in den Formeleditor eines Textprogrammes zu kopieren.
In einem Fall (Anwendungsaufgabe zur Sinusfunktion) hat der Chatbot, obwohl die Musterlösung im Promt steht, manchen (nicht allen!) Schüler:innen eine falsche Lösung angegeben. Das verwendete Sprachmodell hat hier, in einigen wenigen Konversationen, die Verschiebung auf der y-Achse falsch interpretiert. Die Besprechung dieses Fehlers in der Reflexionsphase war sehr gewinnbringend, da der Fehler der KI „typisch“ für Schüler:innen war, die Daten aus einer Textaufgabe entnehmen, ohne den gesamten Kontext zu erfassen.

Da die Unterrichtseinheit im Schuljahr 13.2 angesiedelt ist, wird viel Zeit mit Lösungspräsentation durch die Schüler:innen verwendet, um sie auf die mündliche Abiturprüfung vorzubereiten. Da die Aufgaben mit Hilfestellungen durch die Chatbots bearbeitet werden, haben insbesondere leistungsschwächere Schüler:innen mehr Sicherheit bei der Präsentation und können so leichter die für die Prüfung notwendige Routine entwickeln. Die Schüler:innen sollen auch angeregt werden, sich bei der Formulierung bzw. der Fachsprache an den Bots zu orientieren, oder sich von den Bots Tipps für die Präsentation geben zu lassen.