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In diesem Buch wird die Suche nach extraterrestrischen Strukturen diskutiert, die möglicherweise künstlichen Ursprungs sind. Die Fahndung nach künstlichen, extraterrestrischen Objekten wird jedoch durch die extrem vielfältigen Erscheinungsformen von natürlichen Himmelkörpern erschwert. Trotzdem ist die gezielte Suche nach außerirdischen Maschinen von riesigen Ausmaßen eine Möglichkeit, extraterrestrische Intelligenz zu entdecken. Tatsächlich besteht die Möglichkeit, einige Beobachtungen von außergewöhnlichen Himmelsobjekten entweder im Zusammenhang mit exotischen natürlichen Phänomenen oder aber als solche Technologiesignaturen zu deuten. Extraterrestrische Maschinen könnten technologisch viel fortschrittlicher sein als ihre irdischen Gegenstücke. Im Rahmen des zweiten Erklärungsansatzes könnten modifizierte Sterne als stellare Maschinen dienen, ganze Planeten nach den Bedürfnissen ihrer Bewohner umgestaltet werden oder gigantische Megastrukturen ihre Heimatsterne verdunkeln. Auch in unserem Sonnensystem wären Signaturen von extraterrestrischen Maschinen denkbar. Entsprechend könnten Beobachtungen von einigen sich bewegenden Himmelsobjekten mitunter im Zusammenhang mit interstellaren Raumsonden oder extraterrestrischem Weltraumschrott interpretiert werden. Neben der Vorstellung von möglichen beobachteten Technologiesignaturen und deren natürlichen und künstlichen Erklärungsmodellen, werden in diesem Buch auch verwandte irdische Technikvorhaben mit den entsprechenden Beobachtungen verglichen. In diesem Zusammenhang könnte das Auffinden von extraterrestrischen Maschinen sogar die menschliche Technologieentwicklung verändern.

​Die Entwicklung von Flexibilität beim Rechnen gilt seit vielen Jahren als zentrales Ziel des Arithmetikunterrichts der Grundschule. Dennoch belegen die Ergebnisse empirischer Studien zu Vorgehensweisen von Kindern, dass viele Schüler•innen einen Hauptrechenweg bevorzugen und selten flexibel agieren. Flexibilität scheint sich also nicht automatisch zu entwickeln, sondern muss gezielt gefördert werden. Aufbauend auf Ergebnissen anderer Studien wurde für die vorliegende Untersuchung eine Unterrichtskonzeption zur kontinuierlichen Förderung von Flexibilität vom ersten bis zum vierten Schuljahr entwickelt und umgesetzt. Im Rahmen dieser längsschnittlichen Studie wurden die Vorgehensweisen der Schüler•innen beim Addieren und Subtrahieren sieben Mal im Projektzeitraum in leitfadengestützten Einzelinterviews erfasst, um anhand qualitativer Inhaltsanalyse mit darauf folgender Fallkontrastierung und Typenbildung charakteristische Entwicklungen im Grundschulverlauf rekonstruieren zu können. Alszentrales Ergebnis wird eine Typologie zur Einordnung der Vorgehensweisen beim Lösen von Additions- und Subtraktionsaufgaben vorgestellt, anhand derer Fort- und Rückschritte im Entwicklungsverlauf dokumentiert werden können.

Sobald Sie sich eingehender mit der Geschichte der Mathematik beschäftigen, werden Sie auch auf Personen stoßen, deren Namen Ihnen bislang unbekannt waren oder von deren Bedeutung für die Entwicklung der Mathematik Sie bisher nichts wussten. Dieses Buch bietet Ihnen einen Einblick in das Leben und Wirken von 67 besonderen Persönlichkeiten aus dem europäischen Raum – und geht bei der Betrachtung der Einzelschicksale jeweils auch der Frage nach, warum diese Personen vergleichsweise unbekannt sind, warum sie regelrecht „vergessen“ wurden. Die Gründe dafür sind vielfältig und meist in den jeweiligen politischen, gesellschaftlichen oder individuellen Lebensumständen zu finden – viele wurden diskriminiert und konnten ihre Fähigkeiten gar nicht erst entfalten, andere waren Ihrer Zeit voraus und blieben lange Zeit unverstanden. Über die historische Einordnung hinaus werden einige der mathematischen Beiträge dieser Personen dargestellt – so ausgewählt, dass sie mit denin der gymnasialen Oberstufe üblicherweise vermittelten Kenntnissen nachvollzogen werden können. Die in diesem Buch enthaltenen Darstellungen beginnen mit Persönlichkeiten aus dem 16. Jahrhundert und schließen somit chronologisch an das Buch Geschichten aus der Mathematik desselben Autors an, sind aber unabhängig davon lesbar. Das Buch richtet sich an alle, die sich für die Entwicklung der Wissenschaften interessieren und dabei insbesondere ein tieferes Verständnis für die menschlichen Aspekte der Mathematik entwickeln möchten.

Fachübergreifender und fächerverbindender Unterricht in den MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften & Technik) werden seit Langem in Forschung und Bildungspolitik gefordert, aber selten in der unterrichtlichen Praxis umgesetzt. Um einen solchen Unterricht in der Schule zu fördern, ist es wichtig, die aus den MINT-Fachdidaktiken heraus gemeinsam entwickelten Konzepte zugänglich zu machen und Inhaltsfelder mehrperspektivisch zu erschließen.Der vorliegende Band stellt unterschiedliche interdisziplinäre Vorhaben aus den Bereichen Bildungsforschung, Lehrer•innenbildung und Unterrichtsentwicklung mit einem Fokus auf Mathematik vor.

Dieses Buch macht die überraschende Vielfalt der Personen und Tätigkeiten in der Radioaktivitätsforschung sichtbar. Dabei wird der Begriff der wissenschaftlichen Arbeit neu konzeptualisiert. Neben die Forschungsarbeit im Labor treten scheinbare Rand-, Neben- und Routinetätigkeiten, die für die Radioaktivitätsforschung als Disziplin von zentraler Bedeutung waren.Badeärzte, Industriechemiker und Bergbaubeamte waren an der Erforschung der neuen Substanzen und Strahlen ebenso beteiligt wie eine vergleichsweise hohe Zahl von Frauen. Die erste umfassende Studie zur deutschsprachigen Radioaktivitätsforschung im vorderen Teil des Buches offenbart die Ausnahmestellung der Hauptstädte Berlin und Wien für die Forschung ebenso wie fruchtbares akademisches Leben in der Provinz; sie zeigt, wie das neue Gebiet an den Hochschulen in die Lehre einzog und welchen Beitrag Professoren, Privatdozenten und Promovierende zur Forschung leisteten. Erstmals wird auch die Bedeutung der Wasseruntersuchungen aufgezeigt, die durch die Hoffnung auf radioaktive Heilquellen angetrieben wurden.Im zweiten Teil werden in internationaler Perspektive unsichtbare und in der Geschichtsschreibung oft wenig beachtete Facetten der „Arbeit mit dem Radium“ untersucht. So mussten Instrumente und radioaktive Präparate überhaupt erst hergestellt und in Umlauf gebracht werden. Auch die Etablierung von Nachweismethoden für Radioaktivität erforderte viel Arbeit, von der niemand sprach. Dienstleistungen wie die Entwicklung therapeutisch nutzbarer Präparate, Gutachtertätigkeiten, die Herausgabe einer Zeitschrift oder die Organisation eines Kongresses werden als integraler Bestandteil der wissenschaftlichen Arbeit in ihrer Bedeutung dargestellt. Eine Reflexion zur Arbeitsorganisation und zum disziplinären Status bündelt die Ergebnisse in einer neuen Gesamtsicht auf die frühe Radioaktivitätsforschung.

Politische Themen mit wissenschaftlichem Bezug werden medial immer präsenter. In Talkshows, Zeitungen und politischen Beratungsgremien finden oft Expertinnen und Experten mit Physikausbildung Gehör. Egal, ob es um Klimawandel, Finanzmarktcrashs, Pandemiepolitik oder erneuerbare Energien geht: wir müssen den Aussagen dieser Expertinnen und Experten blind vertrauen, wenn wir selbst kein Fachwissen besitzen. In diesem Buch werden physikalische Grundlagen hinter gesellschaftlich relevanten Themen auf eine allgemeinverständliche Weise erklärt. Dabei geht es vor allem darum, die für die Physik typischen Denkweisen klar zu machen. Auf welchen Grundlagen (Mechanik, Elektrodynamik, Quantentheorie, Feldtheorien, Relativitätstheorien, Statistische Physik) beruhen eigentlich physikalische Aussagen? Wie sind diese Grundlagen entstanden? Wie erstellt man in der Physik Modelle zur Beschreibung komplexer Themen? Was ist „Wahrheit'in Wissenschaften?Wie ist das Verhältnis von Modellen zur Wirklichkeit? Beim Beantworten dieser und vieler weiterer Fragen hat der Autor darauf geachtet, nur Mathematik vorauszusetzen, die das Niveau der Mittelstufe nicht überschreitet. Der vorliegende Band richtet sich an alle, die für Entscheidungen und Urteile ein einfaches aber solides Verständnis des physikalischen Denkens suchen: sei es im Alltag, in Unternehmen oder in der Politik.

In der Diskussion über Sprache in Bildungskontexten geht man davon aus, dass diese sogenannte „Bildungssprache“ durch verschiedene grammatische und lexikalische Merkmale charakterisiert wird. Häufig wird außerdem angenommen, dass diese Merkmale für Schüler/-innen – unter anderem und insbesondere solchen, die Deutsch als Zweitsprache erlernen – schwierig und damit eine Hürde für erfolgreiches fachliches Lernen sein könnten. Der Band widmet sich in einer Reihe von Einzelstudien möglichen Zugängen zur empirischen Überprüfung dieser Annahmen.

Wozu braucht man eigentlich Mathematik? Haben Sie sich das auch schon gefragt oder sind Sie selbst Mathematiker/-in und hören dies oft?Mathematik ist weit mehr als die Suche nach der nächsten Primzahl oder dem x-ten Beweis des Satzes von Pythagoras. Mathematik ist eine zentrale Schlüsseltechnologie für viele Wissenschaftsbereiche. Die Frage, ob es einen Klimawandel gibt und wie man Veränderungen im Klima beobachtet, kann ohne Mathematik genauso wenig beantwortet werden wie die Frage, wie sich eine Pandemie ausbreitet. Viele weitere Beispiele werden in dem Buch angesprochen.In einem lockeren Erzählstil erläutert der Autor, wo überall Mathematik verborgen ist und wie man mit einfachen Mitteln schon verstehen kann, wie brisante Probleme gelöst werden. Vorausgesetzt werden (je nach Kapitel) teils gar keine Mathematik-Vorkenntnisse bis maximal zum Abitur-Wissen.

Das Verstehen der Realsituation in Modellierungsaufgaben ist eine notwendige Bedingung für einen korrekten Lösungsprozess. Eine Determinante des Textverstehens ist das Leseziel. Durch dieses kann die Aufmerksamkeit beim Lesen und Verstehen eines Textes auf lesezielrelevante Informationen gerichtet werden. Das Leseziel sollte sich konkretisieren lassen, indem die zu einer Modellierungsaufgabe zugehörige Fragestellung dem Aufgabentext vorangestellt wird. Frühere Studien zeigen, dass die Spezifizierung des Leseziels über die Voranstellung von Fragestellungen vor den Text positive Effekte auf das Leseverhalten, das Textverstehen und die Effizienz dabei induzieren kann. In zwei Studien mit Lernenden der gymnasialen Oberstufe und aus Erweiterungskursen der Realschule wurde überprüft, inwiefern diese Ergebnisse sich auf Modellierungsaufgaben übertragen lassen. In Studie 1 (N = 192) wurde der Einfluss der Position der Fragestellung auf die Lese- und Bearbeitungsdauer, das Textverstehen unddas Mathematisieren bei Modellierungsaufgaben untersucht. In Studie 2 (N = 75) wurde zudem überprüft, inwiefern die Position der Fragestellung das Leseverhalten und die Aufmerksamkeitsallokation auf (ir-)relevante Informationen in den verschiedenen Phasen des Leseprozesses beeinflusst.

Dieses Buch versucht, die schrittweise Entwicklung der wichtigsten Forschungsinstitute zur Zahlentheorie in Südindien, Punjab, Mumbai, Bengalen und Bihar zu beschreiben, einschließlich der Gründung des Tata Institute of Fundamental Research (TIFR) in Mumbai, einem bahnbrechenden Ereignis in der Geschichte der Zahlentheorie-Forschung in Indien. Die Forschung zur Zahlentheorie in Indien begann in der modernen Zeit mit dem Auftreten des ikonischen Genies Srinivasa Ramanujan, das Mathematiker auf der ganzen Welt inspirierte. Das Buch diskutiert die nationale und internationale Wirkung der Forschung indischer Zahlentheoretiker und enthält eine sorgfältig zusammengestellte, umfassende Bibliographie bedeutender indischer Zahlentheoretiker des 20. Jahrhunderts. Es ist wichtig für die historische Dokumentation und eine wertvolle Ressource für Forscher auf diesem Gebiet. Das Buch diskutiert auch kurz die Bedeutung der Zahlentheorie in der modernen Mathematik, einschließlich Anwendungen der Ergebnisse indigener Zahlentheoretiker in praktischen Bereichen. Da das Buch aus der Perspektive der Wissenschaftsgeschichte geschrieben ist, wurden technische Fachbegriffe und mathematische Ausdrücke so weit wie möglich vermieden.Die Übersetzung wurde mit Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt. Eine anschließende menschliche Überarbeitung erfolgte vor allem in Bezug auf den Inhalt.

Dieses Kaleidoskop zeigt, wie facettenreich und lebendig Mathematik ist – und lädt dazu ein, mehr über diese einzigartige Wissenschaft zu erfahren. Sorgfältig ausgewählte Beiträge spannen einen Bogen von zeitlosen Themen wie Zahlen, Unendlichkeiten, Dimensionen und Wahrscheinlichkeiten bis hin zu aktuellen Anwendungen in der Logistik, der Finanzwelt, der Kryptografie, der Medizin und anderen Feldern. Neben Ausschnitten aus klassischen mathematischen Texten werden aktuelle Beiträge präsentiert und durch eigens für diesen Band verfasste Abschnitte eingeordnet und abgerundet. Leicht verständliche, unterhaltsame Texte finden sich ebenso wie anspruchsvollere mathematische Herausforderungen. Ob Schülerinnen oder Schüler, Studierende, Lehrkräfte oder einfach nur alle, die bei „Pi“ nicht nur ein „e“ vermissen und an Torte denken wollen: Für jede und jeden ist etwas dabei, zum Stöbern und Schmökern, zum Ansehen und Durchblättern, zum Durcharbeiten und Mitdenken.Das Buch wurde fürden Abiturpreis der Deutschen Mathematiker-Vereinigung zusammengestellt und wird in diesem Rahmen traditionell als Preis an hervorragende Abiturientinnen und Abiturienten überreicht. Für die vorliegende dritte Auflage wurde das Buch aktualisiert und um einige Beiträge erweitert – insbesondere zu aktuellen Forschungs- und Anwendungsfeldern wie Künstliche Intelligenz, Quantencomputing und Epidemiologie.

Wesentliche Zielsetzung dieser Arbeit ist ein theoretisch fundierter und empirisch abgestützter Beitrag zur Messung einer Facette diagnostischer Kompetenz bei Lehrpersonen der Primarstufe – dem Erkennen von Stärken und Schwächen in Lösungen von Schülerinnen und Schülern im Größenbereich Gewichte. Diagnostische Kompetenz gilt als Grundlage dafür, den Grad von Verständnis in Lösungen von Schülerinnen und Schülern zu erkennen. Ebenso gilt sie als Voraussetzung dafür, fehlerhafte und richtige Überlegungen zu identifizieren und deren Genese zu interpretieren. Diagnostische Kompetenz reliabel und valide zu messen, gestaltet sich in der Umsetzung jedoch oft schwierig, da Kombinationen von Wissen und Können gemessen werden sollen. Oft findet deshalb in der Forschung eine Fokussierung auf die Urteilsakkuratheit statt. Um das Feld von Untersuchungen, bei denen die Urteilsakkuratheit als Paradigma im Vordergrund steht, zu erweitern, wurde ein Testinstrument entwickelt, mit dem der Fokus auf das Erkennen von Stärken und Schwächen gelegt wird. Auf der Basis der Ergebnisse der Arbeit kann gezeigt werden, dass einerseits das Erkennen von Stärken und Schwächen durch eine Intervention trainiert und verbessert werden kann und andererseits, dass diese Veränderungen mit dem dafür entwickelten Kompetenzmessinstrument erfasst werden können.

Diagnostische Kompetenz ist eine der zentralen Kompetenzen von Lehrkräften. Diese Kompetenz hängt von der jeweiligen diagnostischen Situation ab. Das Analysieren von reichhaltigen Schüler•innendokumenten, wie sie zum Beispiel bei der Bearbeitung offener Lernangebote entstehen, wurde als diagnostische Situation bisher kaum betrachtet. Das vorliegende Buch widmet sich daher der Operationalisierung und Förderung diagnostischer Kompetenz bezüglich der Analyse von Schüler•innendokumenten zu offenen Lernangeboten der Arithmetik. Dazu wird eine Operationalisierung der diagnostischen Kompetenz und insbesondere des diagnostichen Denkens als Synthese bisheriger Forschung vorgeschlagen. Die Operationalisierung stützt sich auf die Adaption epistemischer Aktivitäten und einen adaptierten Prozess des Anpassens und Vergleichens. Weiter werden zwei empirische Studien vorgestellt, die die Wirksamkeit verschiedener Interventionen zur Förderung diagnostischer Kompetenz nachweisen können.

Die vorliegende Arbeit stellt die Konzeption und Evaluation des Lehr-Lern-Laborseminars MiRA-digital zum mathematischen Modellieren mit digitalen Werkzeugen dar. MiRA-digital wird als fachdidaktisches Seminar im Rahmen der ersten Phase der Lehrkräftebildung an der Universität Münster angeboten. Das Seminar zeichnet sich durch eine Theorie-Praxis-Verzahnung sowie komplexitätsreduzierte Rahmenbedingungen aus und zielt darauf ab, Mathematiklehramtsstudierende bereichsspezifisch (d.h. für den Unterrichtsbereich des mathematischen Modellierens mit digitalen Werkzeugen) zu professionalisieren. Die Evaluation des Seminars bezieht sich auf die Wirksamkeit dieser Professionalisierung und erfolgt mittels einer quantitativen quasi-experimentellen Interventionsstudie im Prä-Post-Design. Mit Fokus auf das bereichsspezifische Aufgabenwissen und das bereichsspezifische adaptive Interventionswissen wurden Daten von N = 165 Studierenden über vier Semester erhoben und kumulativ ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Entwicklung der beiden bereichsspezifischen Wissensarten positiv und signifikant durch die Teilnahme am Seminar MiRA-digital beeinflusst wird. In einem Lehr-Lern-Laborseminar zum mathematischen Modellieren ohne digitale Werkzeuge und einer Kontrollgruppe konnte hingegen keine umfassende signifikante Entwicklung dieser Wissensarten festgestellt werden. Damit wird die Wirksamkeit des Lehr-Lern-Laborseminars MiRA-digital bestätigt.

Zu seinen Lebzeiten war Kurt Gödel außerhalb der Fachwelt der Mathematiker, Philosophen und theoretischen Physiker kaum bekannt. Zu Beginn seiner Karriere schuf er beeindruckende Arbeiten zur Vollständigkeit und Beweisbarkeit formaler logischer Systeme, die zu seiner Dissertation und seiner Habilitations-schrift wurden und ihn unter Fachleuten weltberühmt machten. Seine Unvoll-ständigkeitssätze läuteten das Ende der formal-logischen Programme der Logizisten (Russell et al.) und der Formalisten (Hilbert et al.) ein. Später erzielte er auch signifikante Ergebnisse in der Mengenlehre. Nach seiner Emigration in die USA (Princeton), widmete er sich mehr der Philosophie, dem Leitmotiv seines Lebens, und er fand auch eine einzigartige Lösung zu Einsteins Feld-gleichungen der Gravitation, sein “Gödel-Universum“. Dieses Buch beschreibt sowohl den Gödel, der ein genialer Wissenschaftler war, und der gewagte und neuartige Hypothesen zu den Fundamenten der Mathe-matik und Physik hervorbrachte, ‒ als auch den Gödel, der ein perfekter Rationalist war, aber sein Alltagsleben nur mit Mühe meistern konnte und zeitlebens unter Depressionen, Angstneurosen und Hypochondrie litt. Ein Leben voller Paradoxen, in dem er trotz all seiner psychischen Probleme Beachtliches leistete und zu einem Vorbild für viele jüngere Wissenschaftler wurde. Das Buch liefert den Kontext zu seinen Errungenschaften, die ein verblüffend breites Spektrum intellektueller Unternehmungen darstellen, und zu seiner zunehmenden Geisteskrankheit; und es zeigt, wie er eine lange und erfolgreiche Karriere mit Hilfe seiner loyalen Ehefrau Adele und einigen seiner Freunde durchlaufen konnte. Dies ist eine faszinierende Geschichte der wissen-schaftlichen Genialität und der menschlichen Natur.

Dieses Buch bietet eine umfassende Darstellung der Geschichte der indischen Mathematiker und Statistiker und deckt viele fehlende Teile der wissenschaftlichen Darstellung der mathematischen und statistischen Forschung in Bengalen (heute Westbengalen), Indien, im 19. und 20. Jahrhundert ab. Dieses Buch gibt einen kurzen historischen Überblick über die Einrichtung der ersten beiden Abteilungen an einer indischen Universität, in denen Lehre und Forschung für Graduierte eingeführt wurden. Dies war eine einzigartige Auszeichnung für die 1857 gegründete Universität von Kalkutta. Auch die Gründung des weltberühmten Indischen Statistischen Instituts (ISI) in Kalkutta wird kurz beschrieben. Leben und Werk der 16 Pioniere der mathematischen Wissenschaft, die an oben genannten Institutionen und dem ersten indische Institut für Technologie (IIT) in Indien wirkten, werden in klarer Sprache dargestellt. Einige herausragende Gelehrte, die am ISI ausgebildet wurden, Indien aber dauerhaft verließen, werden in einem eigenen Kapitel kurz vorgestellt. Dieses Buch schließt eine seit langem bestehende Lücke in der Geschichte der modernen indischen Mathematik, was das Buch für Forscher in der Geschichte der Wissenschaft und der Mathematik sehr nützlich machen wird. Das Buch ist in sehr klarer Sprache geschrieben, mit wenig mathematischem oder statistischem Jargon, was es auch für allgemeine Leser mit Interesse an Wissenschaftsgeschichte, selbst mit nicht-mathematischem, nicht-statistischem Hintergrund, sehr lesbar macht. Dieses Buch ist eine klare Darstellung des Kampfes und des Erfolges der Forscher in den mathematischen Wissenschaften in Bengalen (einem wichtigen Teil des kolonialen Indiens), die vor der internationalen Gemeinschaft der mathematischen Wissenschaftler enthüllt wird. Echte Kenner werden den Wert des Buches zu schätzen wissen, da es viele vorherrschende Missverständnisse ausräumen wird.Die Übersetzung wurde mit Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt. Eine anschließende menschliche Überarbeitung erfolgte vor allem in Bezug auf den Inhalt.

Aus Perspektive der Mathematikdidaktik stellt das Stellenwertsystem im Lernprozess häufig eine Hürde dar, der möglichst frühzeitig begegnet werden sollte. Gleichzeitig scheint eine Hörschädigung den mathematischen Lernprozess negativ zu beeinflussen. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit werden zum einen Design-Prinzipien sowie ein Lehr-Lernarrangement zum Zehnerübergang entwickelt, die eine Möglichkeit der frühzeitigen Anbahnung eines Stellenwertverständnisses (speziell mit Blick auf den Förderschwerpunkt Hören und Kommunikation) darstellen. Hierbei wird bewusst eine von gängigen Erarbeitungen abweichende Übergänge fokussierende Herangehensweise gewählt, die jedoch als Ergänzung zu verstehen ist und zudem im Hinblick auf den weiteren Verlauf der Lehr- und Lernprozesse anschlussfähig ist. Zum anderen werden lokale Theorien zu Lehr- und Lernprozessen am Zehnerübergang generiert. Somit bietet die Arbeit erste Einsichten zu möglichen Hürden sowie Anhaltspunkte für Hilfestellungen und Strategien zum Umgang mit Herausforderungen, insbesondere im Kontext des Förderschwerpunkts Hören und Kommunikation.