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Formal rechnen

Nach festen Regeln

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Basiswissen


Formal in der Mathematik meint, dass man festen Schritt-für-Schritt Regeln folgt. Bei diesem Vorgehen fragt man nicht nach dem anschaulichen Sinn einer Rechnung sondern führt sie sozusagen „blind“ aus. Das klassische Beispiel ist die schriftliche Addition.



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428 plus 711 strikt formal gerechnet als schriftliche Addition. Man addiert spaltenweise Ziffern ohne sich Gedanken über die wirkliche Größe der Zahlen machen zu müssen. Der Vorteil: schnell und relativ fehlerfrei☛


Beispiel Division


  • Was ergibt 8 geteilt durch ½?
  • Eine formale Lösung wäre:
  • Mache aus der ertsen Zahl (8) einen Bruch: 8/1
  • Bilde dann von der zweiten Zahl den Kehrbruch: 2/1
  • Rechne dann: ersten Bruch mal zweiten Bruch
  • Also: 8/1 mal 2/1. Das gibt 16/1 oder kurz: 16
  • 8 geteilt durch ½ gibt 16.

Was wäre anschaulich?


  • Das Gegenteil von formal ist anschaulich.
  • Anschaulich kann man 8 geteilt durch ½ lösen über:
  • Man hat 8. Sie viele ½-Stücke stecken dann drin?
  • Man erkennt direkt, dass es 16 Stücke sein müssen.

Was ist ein Algorithmus?


  • Eine Schritt-für-Schritt ausführbare Anleitung.
  • Solche Algorithmen sind Anleitungen für formales Rechnen.

Was sind Vorteile von Formalismen?


  • Man kann sie oft leicht auswendig lernen.
  • Man braucht kein tieferes Verständnis des Themas.
  • Man kann die Lösungen programmieren (Apps, Programme).

Was sind Nachteile von Formalismen?


  • Die Lösungswege sind manchmal sehr aufwändig.
  • Man verwechselt schnell Können mit Verstehen.
  • Man hat oft Probleme mit Textaufgaben, wenn man nur formal lernt.

Wie sollte man lernen?


  • Man sollte immer gleichzeitig formal und anschaulich denken.
  • Wenn man eine formale Lösung kennt, sollte man automatisch fragen:
  • was bedeutet das anschaulich, was ist der Sinn?