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Mathpix läutet eine neue Epoche im Mathematik-Unterricht ein. Die Smartphone-App erkennt handschriftliche notierte, mathematische Ausdrücke, kann Gleichungen lösen und Graphen zeichnen. Damit wird das mathematische Arbeiten im Unterricht beschleunigt und bekommt eine spielerische Note. Anstatt Gleichungen in einen Taschenrechner einzutippen, werden sie einfach fotografiert. Einfacher geht es nicht mehr.

 

Mathpix gibt es seit einigen Monaten für iOS und Android und ist eine sehr erstaunliche App. Denn sie kann mathematische Handschrift
lesen und erkennen. Obwohl sie noch nichts sehr lange existiert, verfügt sie bereits über eine grosse Zahl an Features und kann unzählige Typen von Gleichungen und Ausdrücken interpretieren und auswerten.

 

Funktionsweise

Der Ablauf ist sehr einfach und intuitiv. Beim Lösen von Mathematik-Aufgaben auf einem Blatt Papier kommt man sehr oft an den Punkt, wo es beispielsweise eine Gleichung zu lösen gibt. Wird im Unterricht ein Taschenrechner eingesetzt, der über ein Computer-Algebra-System (CAS) verfügt, wird die Gleichung in den Taschenrechner eingetippt und so gelöst. Mit Mathpix entfällt das eintippen. Man scannt die Gleichung, die man auf dem Notizpapier ohnehin schon festgehalten hat. Mathpix erkennt die Gleichung und löst sie sogleich.

1. Einscannen

2. Erkennen

3. Lösen

Intuitiver Gebrauch

Wer Mathpix mit den Schülerinnen und Schülern ausprobiert, braucht nicht viel zu erklären. Die Jugendlichen begreifen sofort, wie die App funktioniert und setzen sie auch ein. Denn das Lösen von Gleichungen mit Handschrift-Erkennung hat etwas Magisches. Man ist jedes Mal bass erstaunt und überrascht, dass es funktioniert.

Mit ein Grund für diese überraschende Arbeitsweise ist die äusserst zuverlässige Erkennung von mathematischen Ausdrücken. Es bedarf schon einer ziemlich liederlichen Handschrift, bist das System versagt und einen Term nicht erkennt. Sollte es trotz guter Schrift zu einer Fehlerkennung kommen, lässt sich der eingegebene Term im Nachhinein auf eine sehr einfache Art und weise korrigieren.

Bei vielen Lösungen gibt die App nicht nur die korrekte Lösung an, sondern erklärt auch, wie die Lösung gefunden werden kann.

Standard-Bibliotheken

Die Prozesse, die bei Mathpix im Hintergrund laufen, sind  – bis auf die Handschrift-Erkennung – Standard. So werden die Terme mit der Python-Library SymPy verarbeiten. Die Darstellung der mathematischen Terme basiert auf LaTeX und für die Darstellung der Graphen wird auf die API von Desmos, einer sehr guten Grafik-Engine, zurückgegriffen.

Konzentration aufs Wesentliche

Mit dem Einsatz von Mathpix im Unterricht bekommt man als Lehrperson die Chance, mit den Lernenden auch anspruchsvolle Aufgaben zu lösen. Denn wir kennen das Phänomen alle aus dem Alltag: Die Jugendlichen lassen sich meist nicht ungern auf kompliziertere Probleme ein. Sie sind bereit, in einer Diskussion verschiedene Lösungsansätze und Wege auszuprobieren. Sie berechnen willig viele Zwischenresultate. Doch plötzlich verlieren sie den Überblick, weil beispielsweise das Lösen eine Gleichungssystems oder die mehrfache händische Ableitung einer Funktion zu viel Zeit in Anspruch genommen hat und sie nicht mehr genau wissen, wofür sie alles berechnet haben.

Hier kommt Mathpix – oder natürlich auch jeder CAS-Taschenrechner – ins Spiel. Den das Lösen einer Gleichung, das Finden einer Ableitung, das Skizzieren eines Graphen oder die Berechnung eines Integrals mit Mathpix ist im Handumdrehen erledigt. Einscannen, Erkennen, Lösen, fertig. Der weitere Verlauf der Lösung der Aufgabe geschieht wie üblich: auf dem Papier. Im Unterschied zur Berechnung mit einem Taschenrechner müssen aber alle Gleichungen und Zwischenschritte auf dem Blatt stehen, weil sie sonst nicht gescannt werden können. Das macht die Lösung transparent und nachvollziehbar.

Entwicklung

Noch ist Mathpix nicht ganz perfekt. So kann die App beispielsweise noch keine Gleichungssysteme lösen oder Berechnungen aus der Vektorgeometrie durchführen. Doch die Entwickler von Mathpix versichern, dass sie die Entwicklung weiter treiben und auch diese Bereiche demnächst von der App erfasst werden können.

Fazit

Mathpix bietet eine faszinierende Möglichkeit, handschriftliche Terme und Gleichungen zu erfassen, zu erkennen und gleich auch zu lösen. Ich habe mich selbst dabei ertappt, wie ich beim studieren von Aufgaben immer wieder zum Smartphone gegriffen habe, um Gleichungen zu lösen. Es ist jedes Mal eine Freude zu sehen, dass die App wirklich funktioniert. Und mit der Zeit kommt auch das Vertrauen, dass sie meine Handschrift richtig erkennt und dass die Lösungen auch wirklich stimmen.

Erste Tests mit Schülerinnen und Schülern haben zudem gezeigt, dass es den Jugendlichen nicht viel anders geht als mir und sie auch mit Freude Gleichungen lösen.

Video

Das Video des Herstellers zeigt, was die App schon alles kann:

 

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