Bewertung verschiedener Computer Algebra Systeme

Komma Oktober 97

 

Computer Algebra Systeme (CAS) sind nicht Lernprogramme im üblichen Sinn (keine Vermittlung von Wissen und Fertigkeiten aus klar abgegrenzten Unterrichtseinheiten), sondern universelle Werkzeuge für interaktive und experimentelle Mathematik, auch in allen naturwissenschaftlichen Fächern. Moderne CASe können aber dazu benutzt werden, eine vollständige computerbasierte Lernumgebung für den Unterricht zu schaffen (Elektronisches Mathematikbuch). Daraus ergeben sich folgende Bewertungskriterien für ein CAS, das für den Einsatz in der Schule tauglich sein soll:

Arbeitsblatt (auch: Worksheet, Notebook...)

Funktionalität (mathematische)

Graphik

Die in der letzten Spalte der Tabellen angegebenen Punkte (1 - 10) sollen ungefähr wiedergeben, in welchem Maß das jeweilige CAS die aufgeführten Merkmale besitzt und wenn ja, wie gut sich die entsprechenden Tätigkeiten erlernen und einsetzen lassen.

Es werden folgende CASe bewertet:

MapleV 4

Scientific Notebook

Mathcad Plus 6.0

Mathematica V.3.0

Derive V.4.04 (für Windows, englisch)

Gesamttabelle

Kurzcharakteristiken

 

 


 

MapleV R4

Kurze Charakteristik: Befehlsorientiertes CAS mit intuitiver Sprache (ähnlich Pascal) und ausgereiftem Worksheet-Konzept. Voll programmierbar, reichhaltige Math-Bibliothek, beste Graphik.

R5: Wesentliche Verbesserungen in der Bedienungsfreundlichkeit. Kontext-Menüs für Aktionen, Plot mit Drag&Drop, Paletten, Spreadsheets.

 

Arbeitsblatt  

Punkte

(1 - 10)

Graphische Oberfläche Klare Struktur, Austausch zwischen den Bereichen möglich, kein Ballast von überflüssigen Buttons.

R5: Spreadsheets. Das sind Tabellen, mit denen symbolisch gerechnet werden kann.

8

10

Bedienungsfreundlichkeit Hotkeys für wichtige Funktionen, Maus-Standard (aber z.T. störungsanfällig).

R5: Paletten für alle wichtigen Funktionen (edidierbar).

Kontextmenüs (editierbar): mit der rechten Maustaste erhält man Optionen, z.B. Plot des angeklickten Terms, Ableitung...

7

10

Textverarbeitung Volle Funktionalität, definierbare Styles, DDE, Gliederung in eigene Sections (mehrere Ebenen), Inline-Math.-Input, Output in TeX-Qualität.

R5: Symbolpaletten

7

10

Import / Export Text, TeX (aber etwas umständliche Nachbearbeitung erforderlich).

R5: HTML

5

8

Hyperlinks, Bookmarks Vorhanden und leicht editierbar (aber kein HTML-Standard)

7

Hilfe Alle Möglichkeiten (englisch), reichhaltige und instruktive Beispiele.

R5: Help-Browser, sehr effizient!

8

10

Menü und Toolbars Überwiegend gut strukturiert, effektiv

8

Standard- Nähe Ist bei Maple am ehesten gegeben

R5: wird Standard

8

10

 

 

Funktionalität  

Punkte

(1 - 10)

Befehlsorientiertes System Alle Befehle voll zugänglich

R5: Paletten für Operationen und Matrizen

10

Sprache (Syntax) Leicht erlernbar (ähnlich Pascal)

10

Programmierbarkeit Voll programmierbar

10

Konvertierung in andere Sprachen C, FORTRAN

8

Bibliothek Voll ausgebaute Mathematik-Bibliothek, auch mit speziellen Funktionen, für die Schule überdimensioniert

R5: Package zur analytischen Geometrie

8

10

Ressourcenbedarf Benötigt viel Speicher, minimal 8MB (3D-Plots), Rechengeschwindigkeit hoch

8

Fehlermeldungen Englisch, nicht immer eindeutig

8

 

 

Graphik  

Punkte

(1 - 10)

Struktur der Plotbefehle Nicht immer konsistent

8

Darstellungsmöglichkeiten Überwältigende Fülle

10

Manipulierbarkeit Größenänderung durch Ziehen mit der Maus möglich, ebenso Drehen von 3D-Plots. Ansonsten mäßig, aber über Befehle läßt sich alles machen.

R5: Smartplots: Term kann mit Drag&Drop in Plotfenster gezogen werden, Kurve kann aus dem Plotfenster herausgezogen werden.

Drehen von 3D-Plots jetzt ‘live’ (Plot bleibt sichtbar), mit hoher Geschwindigkeit.

Bereichsangaben über Menü.

6

10

Koordinaten, Achsenbeschriftung Koordinaten ablesbar. Beschriftung mühsam, nur über Plotoptionen möglich, aber (deshalb) sehr flexibel.

7

Inline-Plots, Plots in Fenstern Alle Möglichkeiten

10

Export / Import (Formate) Alle gängigen Graphik-Formate, aber umständliche Handhabung

7

Auswahl