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Von Ameisen, die Vektoradditionen betreiben

Die Blattanordnung der Pflanzen am Stängel gehorcht mathematischen Prinzipien, manche Ameisen betreiben auf dem Weg zu ihrer Beute Vektoradditionen und viele Zaubertricks haben eine mathematische Grundlage. Solche Beispiele sollten stärker in den Unterricht integriert werden, findet der Mathematikprofessor Christian Hesse.

Christian Hesse im Gespräch mit Christoph Heinemann | 04.09.2013
    Christoph Heinemann: In den meisten Bundesländern hat die Schule bereits begonnen, oder das Ereignis steht kurz bevor. Zu den meist gehassten Fächern gehört die Mathematik. Das behaupte nicht ich; diese Feststellung stammt von einem Mathematiker, der das so nicht länger hinnehmen möchte und stattdessen über sein Fach sagt: Die Mathematik sei eine sprudelnde Quelle intensiv spürbarer Schönheit. Christian Hesse ist Professor für Mathematik an der Universität Stuttgart. Er ist Sachverständiger übrigens auch bei der Reform des deutschen Wahlrechts - das ist dann gleichzeitig auch schon mal ein Hinweis auf den Nutzen des Faches – und Autor eines Buchs mit dem Titel "Warum Mathematik wirklich glücklich macht". Und warum das so ist, das hat uns Professor Hesse vor dieser Sendung erklärt.

    Christian Hesse: Wenn man es einmal rein biochemisch betrachtet, dann bedeutet glücklich sein einfach nur, dass im Gehirn bestimmte Substanzen - Endorphine sind das ja - ausgeschüttet werden, die einem ein gutes Gefühl erzeugen. Und dieses gute Gefühl kann auf ganz verschiedene Weise erzeugt werden: zum Beispiel durch eine formschöne Skulptur, eine mitreißende Melodie, eine unberührte Landschaft, ein sympathisches Gesicht, aber auch durch eine ausgeklügelte Gedankenkonstruktion in der Mathematik. Es ist meist ein längeres Bemühen: Man versucht, das Problem zu verstehen, man versucht, bestimmte Dinge auszuprobieren. Und wenn dann schließlich der Durchbruch zum Verständnis kommen sollte, dann ist das wie ein kleines Feuerwerk auf der Großhirnrinde. Und all diese Sachen können sehr glücklich machen.

    Heinemann: Nicht jedem will das gelingen. Warum ist Mathematik als Schulfach so unbeliebt?

    Hesse: Generell ist es nicht einmal unbeliebt.

    Heinemann: Sie haben geschrieben: eines der meist gehassten Fächer.

    Hesse: Ja, das stimmt. Die, die es nicht mögen, hassen es und sie hassen es mehr als andere Fächer. Aber es gibt eben auch auf der anderen Seite einen gewissen gar nicht mal so kleinen Bodensatz, der die Mathematik tatsächlich sehr gerne hat und ihr positiv gegenübersteht. Insofern ist Mathematik in gewisser Weise wie Dieter Bohlen.

    Heinemann: Sie greifen nach den Sternen!

    Hesse: Wer ihn mag, der mag ihn sehr gerne, und wer ihn nicht mag, der findet ihn teilweise relativ schrecklich.

    Heinemann: Wann verändert sich die Einstellung zum Schulfach Mathematik?

    Hesse: In der Grundschule ist die Mathematik typischerweise nicht das Horrorfach. Im Gegenteil. Grundschüler haben regelrecht Spaß am Rechnen, und das merke ich auch bei meinen eigenen Kindern, aber habe es auch schon von anderen gehört. Wenn man mit ihnen darüber spricht, dann sagen sie Sätze wie: "Alles passt so wunderbar zusammen und geht so schön auf." Und dann, ab etwa zehn Jahren, mit dem Wechsel oft zu den weiterführenden Schulen, kippt dann für einige die Einstellung zur Mathematik. Das liegt zum einen daran, dass das Tempo dann anzieht. Man kriegt mehr Mathematik in kürzerer Zeit vermittelt. Und wenn man dann erst mal abgehängt ist, dann kann man sehr schnell den Anschluss verlieren und sich dann aufgeben.

    Heinemann: Wie stellen Sie sich guten Mathematikunterricht vor?

    Hesse: Guter Mathematikunterricht muss weniger theoretisch und stärker anwendungsorientiert und auch spielerischer präsentiert werden.

    Heinemann: Beispiele bitte.

    Hesse: Anwendungen kann man in sehr vielen Gebieten finden. Die Natur ist ein ungeheuer reichhaltiger Fundus für wunderschöne Anwendungen. Es gibt zum Beispiel Heuschreckenarten, die haben in ihrem Lebenszyklus Primzahlen eingebaut: Oder die Blattanordnung der Pflanzen am Stängel, die gehorcht mathematischen Prinzipien, die mit optimalem Verhalten etwas zu tun haben. Dann gibt es Ameisen, die Vektoradditionen betreiben, wenn sie von ihrem Nest ausgehend ganz irreguläre Suchläufe zur Beute machen und dann, wenn sie die gefunden haben, teils 500 Meter vom Nest entfernt, auf geradem Wege zurück zum Nest gehen. Die können das nur, indem sie ganz ausgeklügelte Vektoradditionen betreiben. Oder auch der spielerische Aspekt: Es gibt viele Zaubertricks, die mit mathematischen Prinzipien arbeiten, die eine mathematische Grundlage haben. Oder das Schachspiel: Schach hat sehr viel mit Mathematik zu tun. All diese Elemente kann man gewinnbringend in den Unterricht einbauen.

    Heinemann: Sie haben, Herr Professor Hesse, die Insekten beschrieben. Wie viel Mathematik brauchen wir Zweibeiner eigentlich, um im Alltag zurechtzukommen?

    Hesse: Für den Alltag ohne gehobene Ansprüche reicht für viele ein gewisses Minimalprogramm. Das besteht aus Prozentrechnung, Dreisatz, Bruchrechnung, einfache Funktionen und ein paar einfache Statistiken zu verstehen. Das ist etwa die Mathematik der siebten Klasse. Damit kann man einigermaßen passabel schon den Alltag navigieren. Je größer aber das eigene Zahlenverständnis ist, desto bessere Entscheidungen wird man treffen und desto weniger häufig wird man durch Daten und Statistiken manipuliert werden können.

    Heinemann: Was raten Sie Schülerinnen und Schülern, die mit einer Fünf oder mit Schlimmerem zu kämpfen haben und die gern mathematisch neu starten möchten, jetzt zum Beispiel zu Beginn des Schuljahres?

    Hesse: Allein schafft man das meist nicht. Man sollte sich mit einem oder mehreren anderen Schülern zusammentun. Dann kann man sich gegenseitig helfen, denn oft ist es so, das, was der eine nicht verstanden hat, hat der andere verstanden, und das, was der andere nicht verstanden hat, hat der eine verstanden. Insofern kann man dann gemeinsam versuchen, die mathematischen Schwierigkeiten zu bewältigen. Und es ist auch so, dass man den Mathematikunterricht nachmittags als Gruppe nacharbeiten sollte und sich dann Erfolgserlebnisse beim Verstehen verschaffen sollte, um auch die Blockade abzubauen, die sich oft in den Köpfen breitgemacht hat.

    Heinemann: Gemeinsam geht’s leichter?

    Hesse: Das stimmt.

    Heinemann: Gibt es eigentlich Unterschiede zwischen Jungen und Mädchen in Bezug auf die Einstellung zur Mathematik?

    Hesse: Eindeutig ja. Leider ist es immer noch verbreitet, dass Mädchen, die Spaß und Freude und auch Talent für die Mathematik haben, darin nicht von ihren Eltern unterstützt werden. Das wird manchmal immer noch als Männerdomäne angesehen. Und es gibt sogar Studien, die belegen, dass Mädchen, wenn sie in die Pubertät kommen, absichtlich schlechter werden im Mathematikunterricht – ganz einfach, weil es dann uncool ist, gut in Mathematik zu sein für ein Mädchen. Auch ich selbst habe Frauen im Bekanntheitskreis, die mir sagen, sie hätten früher gerne Mathematik studiert, aber sie hatten davon Abstand genommen – ganz einfach, weil sie die Befürchtung hatten, als unfeminin angesehen zu werden.

    Heinemann: Stichwort angesehen oder Ansehen. Mit mathematischer Unkenntnis zu kokettieren, das sei ein typisch deutsches Phänomen. Das haben Sie geschrieben. In vielen anderen Ländern, also etwa USA, Frankreich oder Finnland, genieße die Mathematik eine andere, eine höhere Wertschätzung. Wie erklären Sie sich diese Unterschiede?

    Hesse: Es ist tatsächlich so, dass in den USA, Frankreich und den skandinavischen Ländern oder Indien Mathematik als großes Kulturgut geschätzt wird. Niemand würde da auf die Idee kommen, bei einer Party mit Mathematikunkenntnis zu kokettieren. Ganz genauso wie hier niemand damit kokettieren würde, schlecht in der Rechtschreibung zu sein zum Beispiel.

    Heinemann: Aber dann wird die Mathematik dort vielleicht auch anders vermittelt?

    Hesse: Das ist richtig. Mathematik im Unterricht ist sehr viel spielerischer, und ich habe das auch selbst erlebt. Ich war kürzlich mit meiner ganzen Familie für knapp ein Jahr zu einem Forschungsaufenthalt in Kalifornien. Und meine Kinder, acht und zwölf sind die, sind dort auf eine amerikanische Schule gegangen. Und die Lehrmaterialien waren so motivierend für die beiden, die hatten viel größeren Spaß an der Mathematik, als ich es bisher hier erlebt habe. Das lag daran, dass einige von den Elementen, die ich vorher angesprochen habe, dieses spielerische Element, dieses anwendungsbezogene Element, viel stärker in den Unterricht eingebaut waren als hier in Deutschland.

    Heinemann: Gibt es in der Mathematik Probleme, die Sie nicht verstehen?

    Hesse: Ja, das ist für jeden so. Mathematik kann beliebig kompliziert sein und es ist in gewisser Weise wie ein Extrembergsteiger, der auch versucht, diesen großen Widerstand, den ein steiler Anstieg bis zum Gipfel darstellt, zu überwinden. Sowohl für den Job des Extrembergsteigers als auch für den des Mathematikers braucht man eine gewisse Persönlichkeit, um ständig gegen diese Widerstände ankämpfen zu wollen, um Spaß daran zu empfinden.


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