ST29-Harmony – Die Schönheit der Mathematik-DE

Zunächst werden die Schüler von einer Mathematiklehrerin oder einem Mathematiklehrer unterrichtet, die oder der sie in die mathematische Definition der Harmonie und deren geometrische Aspekte einführt. Die Mathematiklehrkraft folgt der historischen Entwicklung des Begriffs der Harmonie und erklärt und unterstreicht dabei dessen enge Verbindungen zu den Künsten, dem Studium des Universums und der lebendigen Natur. Zunächst lernen die Schüler den goldenen Schnitt kennen, seine geometrische definição sowie die Tatsache, dass er die positive Wurzel einer bestimmten quadratischen Gleichung ist. Danach lernen die Schüler einige Verallgemeinerungen des goldenen Schnitts kennen – den silbernen Schnitt und andere metallische Mittel –, wie diese ebenfalls als Wurzeln quadratischer Gleichungen definiert werden können und welche Verbindung sie zu regelmäßigen Polygonen haben. Sie erfahren auch von den Verbindungen dieser irrationalen Zahlen zu berühmten Zahlenfolgen wie den Fibonacci-, Lucas- und Pell-Zahlen. Die Schüler lösen geometrische und algebraische Probleme im Zusammenhang mit dem goldenen und anderen Schnitten. Eine Biologielehrerin oder ein Biologielehrer erklärt den Schülern, wo der goldene Schnitt und die Fibonacci-Spirale (die logarithmische Spirale mit dem goldenen Schnitt als Wachstumsfaktor, d. h. die Spirale des Wachstums) in verschiedenen Formen von Lebewesen zu finden sind. Die Kunstlehrkraft (Bildende Kunst, vorzugsweise mit Erfahrung im Grafik- oder Logodesign) führt die Schüler in das Konzept der Harmonie in den Künsten ein, in berühmte Werke von Malern (zum Beispiel Leonardo da Vinci, Salvador Dalí) und Bildhauern (zum Beispiel Phidias) sowie in Artefakte und Gebäude von der Antike bis zur Neuzeit, die auf dem goldenen Schnitt oder dem silbernen Schnitt basieren. Eine IT-Lehrkraft oder die Kunstlehrkraft stellt den Schülern einige Grundfunktionen von Computer-Software vor, die für Grafik- und Logodesign verwendet werden kann, wie Adobe Photoshop, Illustrator, Corel Draw, Wix Logo Maker, Canva, Adobe Express, Ucraft, GIMP oder andere.

(Optional) Ein Musiklehrer erklärt den Schülern, dass das Konzept der Harmonie in der Musik auf demselben Prinzip beruht wie in der Mathematik – Ideen, die auf die Pythagoreische Schule zurückgehen und sich mit der harmonischen Reihe, musikalischen Intervallen und musikalischen Abständen befassen, die für das menschliche Ohr angenehm klingen. Die Schüler können gemeinsam mit dem Mathematik- und dem Kunstlehrer im Internet recherchieren und/oder Kunstgalerien und Museen besuchen, um verschiedene Kunstwerke zu betrachten und den Goldenen Schnitt sowie andere darin dargestellte harmonische Beziehungen zu diskutieren. Anschließend wird mit Unterstützung der Schulleitung ein Treffen mit einem professionellen Grafikdesigner organisiert. Der Grafikdesigner erklärt den Schülern zudem, wie sie mithilfe von Software ein einfaches Logo oder ein einfaches digitales Kunstwerk entwerfen und wie sie die Konzepte der Harmonie einbeziehen können, um es ästhetischer zu gestalten. Der Designer stellt den Schülern einige seiner eigenen Kunstwerke oder Werke anderer Designer vor, die er als schön und inspirierend empfindet, und erläutert, wie diese den Goldenen Schnitt (Harmonie) nutzen. In der nächsten Phase entwickeln die Schüler mit Unterstützung des Kunstlehrers (oder IT-Lehrers) und des Grafikdesigners ihr eigenes Projekt für ein Logo-Design (für eine reale oder fiktive Marke nach Wahl der Schüler) oder ein digitales Kunstwerk, das sich auf den Goldenen Schnitt oder andere harmonische Elemente bezieht. Zur Inspiration können sie natürliche Formen nutzen, wie sie vom Biologielehrer vermittelt wurden, und im Internet (Google oder Websites wie Pinterest) nach digitalen Designs suchen. Die Schüler können ihre Entwürfe zunächst mit Bleistift auf Papier skizzieren, sie mit dem Kunstlehrer besprechen und sie anschließend mit der vom Informatiklehrer und dem Grafikdesigner ausgewählten Grafik- oder Logodesign-Software zeichnen. In der Abschlussphase können die Kunstwerke der Schüler ausgedruckt, im Rahmen einer Schulausstellung präsentiert und unter den Schülern diskutiert werden. Jeder Schüler kann den Lehrern und seinen Mitschülern erläutern, woher er seine Inspiration bezogen hat und wie er die in Mathematik und Kunsttheorie erlernten Konzepte der Harmonie in seine Arbeit integriert hat. Die Arbeit an diesem Thema dauert 18 Stunden.