Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke Seite 13/48
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Mathematik
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Die Exponentialfunktion und die Temperatur von Getränken
Es gibt nichts Besseres als ein eisgekühltes Getränk im Sommer und den heißen Aufwärmtee im Winter. Doch was für eine Mathematik steckt eigentlich dahinter, wenn dieses Getränk immer mehr die Umgebungstemperatur annimmt? Dieser Frage können die Lernenden mithilfe dieses Beitrags ausführlich auf den Grund gehen. Anhand von Messdaten wird der Zusammenhang zwischen Zeit und Temperatur von Getränken untersucht. Dabei werden mithilfe konkreter Anwendung der Tee- und Cola-Temperatur verschiedene Funktionstypen wie Polynome, Hyperbel, Exponentialfunktionen untersucht. Rechenregeln für Bruch-, Potenz- und Exponentialrechnung und auch Lösungsmethoden von Gleichungen werden umfangreich eingeübt.
Gesamtwerk
Rechnen mit verschiedenen Größen
Zu einem beliebten Urlaubsziel werden hier Aufgaben angeboten, die ein vielfältiges Üben des Rechnens mit bekannten und unbekannten Größen ermöglichen. Vielen Lernenden ist der Gardasee, sei es aus eigenem Erleben, Erzählungen oder dem Erdkundeunterricht, bekannt und bietet so einen Lebensweltbezug, wodurch sich die Motivation zur Bearbeitung der Aufgaben erhöht.
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Rotationskörper: Rationale Funktionen
In dieser Aufgabensammlung befassen sich die Lernenden mit rationalen Funktionen und Funktionenscharen. Im Rahmen von Kurvendiskussionen bestimmen sie Extrem- und Wendepunkte sowie Tangentengleichungen und zeichnen die Funktionsgraphen. Per Integralrechnung berechnen die Schülerinnen und Schüler schließlich nicht nur Flächeninhalte, sondern auch Volumina, die entstehen, wenn die Graphen um die x-Achse rotieren.
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Die Arcusfunktionen
In diesem Beitrag werden die Arcusfunktionen als Umkehrung der trigonometrischen Funktionen betrachtet und ausführlich in Beispielen und Aufgaben besprochen. Differentiation und Integration werden dabei ebenso behandelt wie die Verkettung mit anderen Funktionen. Anhand von vorgerechneten Beispielen wird den Lernenden demonstriert, wie sie mit den Funktionen arbeiten, ehe sie sich selbst an einer Reihe von Aufgaben versuchen.
Gesamtwerk
Graphen verschieben, strecken und spiegeln
Am Anfang steht eine klassische Kurvendiskussion. Sie führt auf einen Graphen, den man als Silhouette eines Fisches interpretieren kann. Aus dieser Grundidee entstand die Anregung zur Variierung von Funktionsgleichungen, um durch Verschieben, Spiegeln und Strecken aus einer „Urform“ ganze „Fischschwärme“ modellhaft grafisch darzustellen. Dabei bearbeiten die Lernenden verschiedene Funktionsklassen. Einiges können die Jugendlichen hilfsmittelfrei realisieren, für andere Funktionen ist die Verwendung eines grafikfähigen CAS-Rechners hilfreich. Als Lernerfolgskontrolle bietet der Beitrag ein Arbeitsblatt an, bei dem die Schülerinnen und Schüler ebenfalls einige Aufgaben ohne digitale Hilfsmittel und andere mit solchen Rechnern lösen sollen.
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Sachaufgaben erforschen
Was hilft mir bei der Lösung von Sachaufgaben? Habe ich alle wichtigen Angaben und stimmen diese? Das zunehmend selbstständige Erschließen der Sachaufgaben steht im Mittelpunkt dieser Unterrichtseinheit. Unterschiedliche Leseanlässe aus der Lebenswelt der Kinder sowie Märchentexte sind die Motivation für die Auseinandersetzung mit Problem-, Knobel- oder Kapitänsaufgaben. So lösen die Kinder zahlreiche Aufgaben in bekannten Märchen. Die zu Beginn gemeinsam erarbeiteten Tipps geben den Schülerinnen und Schülern eine Anleitung und somit eine Struktur für das erfolgreiche Lösen von Sachaufgaben.
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Die schriftliche Multiplikation
Die Rechenoperation der schriftlichen Multiplikation wird in der Einheit als problemlösende und effektive Methode vorgestellt. Die Kinder erlangen ein ganzheitliches und tiefes Verständnis der Thematik durch Forschungsaufgaben. Schritt für Schritt werden die Schülerinnen und Schüler von den Forscherkindern an die schriftliche Multiplikation herangeführt. Die Kombination der Bereiche Ausprobieren, Verstehen und Anwenden stehen dabei im Fokus und finden in unterschiedlichen Aufgabenformaten Anwendung.
Gesamtwerk
Sachaufgaben gestalten, finden und weiterdenken
Mathematik begegnet uns immer wieder in unserem Alltag, so auch den Kindern beim Spielen und in ganz alltäglichen Handlungen. Mathematik ist viel mehr als ein richtiges Ergebnis, denn der Prozess und Lösungsweg sind ebenso von großer Bedeutung. Diese Unterrichtseinheit für den Mathematikunterricht der Grundschule enthält ausgewählte Sachaufgaben, welche handlungsorientiert gestaltet und erschlossen werden können.
Gesamtwerk
Muster beschreiben, fortsetzen und erfinden
Muster, Ornamente und Parkettierungen sind im Alltag zahlreich, dennoch versteckt und nicht immer präsent. Beim genauen Hinsehen begegnen sie uns Menschen allerdings auf Schritt und Tritt. Muster und Strukturen ermöglichen einen besonderen und zugleich ungewöhnlichen Zugang zur Welterschließung und Kunst. Doch wie passen diese in den Mathematikunterricht? Der vorliegende Beitrag ermöglicht fächerübergreifendes Arbeiten kombiniert mit handlungsorientierten Aufgaben.
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Ergebnisse und Ereignisse
Spielerisch lernen die Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag wichtige Begriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung kennen. Sie unterscheiden Laplace-Experimente von Nicht-Laplace-Experimenten und Häufigkeiten von Wahrscheinlichkeiten. Sie stellen mehrstufige Zufallsexperimente anhand von Baumdiagrammen dar und berechnen Ereigniswahrscheinlichkeiten mithilfe der Pfadregeln. Die vorliegende Einheit sorgt durch den Einsatz von Einzel- und Gruppenspielen für eine Auflockerung des Themas und motiviert die Lernenden auf diese Weise zusätzlich. Abschließend bringen Sie den Jugendlichen bedingte Wahrscheinlichkeiten in aktuellen und alltäglichen Beispielen näher.
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Stochastische Prozesse
Das Ziehen von Kugeln aus Urnen zählt zu den oft benutzten Zufallsexperimenten im Stochastikunterricht. Neben den Standardaufgaben der Ziehung mit und ohne Zurücklegen untersuchen die Jugendlichen in diesem Beitrag, was passiert, wenn mehrere Kugeln gezogen werden und der Urneninhalt, abhängig von den gezogenen Kugeln, verändert wird. Dadurch ergeben sich neue spannende Problemstellungen im Bereich der stochastischen Prozesse. Zudem ermitteln die Schülerinnen und Schüler mithilfe der Matrizenrechnung, wie oft eine Kugel mit Zurücklegen gezogen werden muss, bis ein bestimmtes Ereignis eintritt.
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Drei Arten der Statistik
Dieser Beitrag spricht die Jugendlichen mit dem Thema Social-Media an, involviert die Lernenden aktiv in Form eines Gruppenpuzzles und sorgt so besonders für Motivation. In Partner- und Gruppenarbeit erarbeiten sich die jungen Erwachsenen zunächst in Eigenrecherche wichtige Begriffe der Statistik und unterscheiden zwischen der deskriptiven, explorativen und induktiven Statistik. In einem Gruppenpuzzle untersuchen sie eine Umfrage, die gewonnenen Daten und ihre Aufbereitung sowie Zusammenhänge und Folgerungen auf ihre Qualität und Richtigkeit.
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Mathematische Fachsprache in der Diagrammbeschreibung gekonnt verwenden
Vor allem wenn im Mathematikunterricht neue Inhalte erarbeitet werden, muss zunächst sichergestellt werden, dass die Fachbegriffe sitzen. Schaffen Sie mithilfe dieser Unterrichtseinheit eine fachsprachliche Basis zur Diagrammbeschreibung und verhindern Sie so, dass sprachliche Schwierigkeiten der Lernenden Auswirkungen auf das fachliche Lernen haben. Unter anderem mithilfe von Textbausteinen, Domino und LearningApps wird der Unterrichtsinhalt in dieser Einheit methodisch vielfältig und abwechslungsreich vermittelt.
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Auf der Zielgeraden
Die linearen Funktionen müssen in Ihrer Klasse noch mal verstärkt geübt und wiederholt werden? Oder Sie brauchen für andere Themen schöne Vorlagen, um das trockene Üben spielerisch und motivierend zu gestalten? Dieser Beitrag bietet Ihnen ein Spielfeld im ansprechenden Rennstrecken-Design. Durch das richtige Lösen von Übungsaufgaben und ein Quäntchen Würfelglück dürfen die Lernenden ihre Spielfigur fortbewegen. Spezialkarten sorgen für einen weiteren Spannungseffekt. So motivieren Sie auch Leistungsschwächere. Für noch mehr Motivation, Übungseffekt und Differenzierung gibt es auch die Möglichkeit der Eigenentwicklung von Übungsaufgaben durch die Lernenden.
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Mit MathCityMap eigene MathTrails erstellen
Mithilfe von MathCityMap kann man Mathematik lebensnah erkunden und Mathematikaufgaben anhand des alltäglichen Lebensumfelds bearbeiten. Neben dem Bearbeiten von Aufgaben steht im vorliegenden Beitrag vor allem das Erstellen eigener MathTrails durch die Lernenden im Vordergrund. Fördern Sie mit diesem Material die Eigenverantwortlichkeit, Selbstständigkeit und Kreativität der Lernenden.
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Der Würfelzwerge-Anzahl auf der Spur
Spiel auspacken, Regelwerk lesen und los geht’s. Dies ist ein alltäglicher Vorgang von Jung und Alt. Doch fragt man sich nicht manchmal auch, warum ein Spiel so ist, wie es ist? Das Spiel Würfelzwerge der Schmidt Spiele GmbH besteht aus 56 Zwergenkarten. Warum? Um das herauszufinden, dürfen sich Ihre Schülerinnen und Schüler zunächst in einem Gruppenpuzzle zu einer „abgespeckten“ Variante des Problems das nötige Handwerk erarbeiten. Mittels drei verschiedener stochastischer Ansätze kann das „Würfelzwerge-Problem“ gelöst werden.
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Lineare Gleichungssysteme lösen
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit linearen Gleichungssystemen und stellt zwei Lösungsverfahren vor. Beim Gauß-Verfahren formen die Schülerinnen und Schüler die Gleichungen so um, dass sich die Lösung schließlich leicht bestimmen lässt. Dem gegenüber steht die Cramersche Regel, die eine allgemeine Lösungsformel bietet. Ausgehend von Beispielen führen Sie die Jugendlichen an die Verallgemeinerung der genannten Verfahren heran und bringen ihnen auch Begriffe wie n-Tupel, Diagonalform oder Matrix näher. Auch die verschiedenen möglichen Lösungsmengen werden diskutiert.
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Schnittpunkte geometrischer Objekte
Rätsel üben auf Kinder und Jugendliche eine ganz eigene Faszination aus. Dieser Beitrag stellt die Schülerinnen und Schüler vor die Herausforderung, einen Lösungssatz in einem Buchstabennetz zu finden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist es nötig, Schnittpunkte von geometrischen Objekten zu bestimmen. Unterstützt vom motivierenden Aspekt von Rätseln festigen die Jugendlichen hierbei ihre Kenntnisse im Aufstellen von Geraden- und Ebenengleichungen sowie – sofern die Lösung nicht mit einem GTR erfolgt – im Lösen von (unterbestimmten) Gleichungssystemen.
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Vermischte Übungen
Dieser Beitrag bietet Ihnen eine Reihe von Aufgaben aus dem Bereich der Analytischen Geometrie. Eine Lernerfolgskontrolle sowie Zeitangaben ermöglichen es Ihnen, sie in Form von Übungstests einzusetzen, es spricht aber auch nichts dagegen, dass die Schülerinnen und Schüler sie im Rahmen einer regulären Unterrichtsstunde oder einer Hausübung lösen. Eine praktische Anwendungsmöglichkeit der Werkzeuge der Analytischen Geometrie bietet dabei eine Aufgabe, in der ein Neubau mit Solarmodulen am Dach geometrisch modelliert und untersucht wird.
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Lineare Kosten- und Erlösfunktionen
Lineare Funktionen, Schnittpunkte, Nullstellen – "Wozu brauche ich das später mal?" Diese im Mathematikunterricht häufig gestellte Frage beantwortet dieser Beitrag mit einem klaren ökonomischen Bezug: der Gründung eines veganen Food-Truck-Start-ups! Verdeutlichen Sie Ihrer Klassedie inner- und außermathematischen Zusammenhänge und stärken Sie deren Modellierungskompetenz. Die passgenau erstellten Erklärvideos ermöglichen Ihnen einen flexiblen Einsatz. So sind Sie sowohl für Distanz-, Hybrid- oder auch Präsenzunterricht bestens vorbereitet.
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Beschreibende Statistik sprachsensibel unterrichten
Mathematische Fachsprache gekonnt benutzen ist eine wichtige Kompetenz. Gerade in Zeiten wie dem Ukrainekonflikt wird deutlich, dass Teilhabe am Unterrichtsgeschehen auch eine allgemeine sprachsensible Gestaltung desselben vorrausetzt. Durch das Beschreiben von Diagrammen wird neben mathematischen Inhalten die sprachliche Kompetenz ausgebaut. Für methodische Abwechslung und Motivation sorgen unter anderem ein Fachsprachendomino, ein Satzpuzzle und digitale Elemente.
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Die Fläche zwischen zwei Graphen mithilfe von Integralrechnung bestimmen
Im Kernstück dieser Unterrichtseinheit erarbeitet sich Ihr Oberstufenkurs im Mathematikunterricht die Formel zur Berechnung einer Fläche zwischen zwei Graphen im Themengebiet der Integralrechnung selbst. Durch die Heranführung an das Thema mithilfe des Genfersees werden die Lernenden durch ein hohes Maß an Realitätsbezug sowie das eigenständige Lernen motiviert. Die Einheit bietet zudem vielfältige Differenzierungsmöglichkeiten, sowohl bei der Erarbeitungsphase als auch bei den anschließenden Übungen.
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Wahrscheinlichkeit und Winkeralphabet
Zufallsexperimente in der Schule werden oft anhand immer gleicher Beispiele wie das Werfen von Spielwürfeln, das Ziehen von Kugeln aus Urnen oder das Drehen von Glücksrädern veranschaulicht. In dieser Unterrichtsreihe werden Zufallsexperimente mithilfe der Flaggensymbole des Winkeralphabets definiert. Die etwas andere Art der Zufallsexperimente soll dabei motivationsfördernd sein. Nebenbei erfahren die Lernenden so von einer Möglichkeit, sich über weite Strecken mithilfe von Zeichen zu verständigen.
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Runden und Überschlagen im Zahlenraum bis 1 000
Reicht das Taschengeld für den Kauf des Brettspiels? Wie weit ist der Urlaubsort entfernt? Und wie lange dauert die Fahrt? In solchen "Alltagsrechnungen" geht es selten um Genauigkeit, sondern vielmehr darum, ein ungefähres Ergebnis zu bestimmen. Auch bei großen Zahlen, die den Kindern im Alltag begegnen, wird oft nur mit Überschlag gearbeitet, zum Beispiel in Schaubildern oder Zeitungsberichten. Doch wie überschlägt und rundet man richtig? In dieser Unterrichtseinheit üben die Kinder das Runden und Überschlagen im Zahlenraum bis 1 000.
Gesamtwerk
Der Maßstab
Wie groß ist das in Wirklichkeit? Und wie berechne ich die tatsächlichen Strecken auf der Wanderkarte? Kinder kommen schon früh mit Modellen, Plänen und Karten in Berührung. Umso interessanter ist es, sich auch im Unterricht damit zu beschäftigen. Neben vielen Ansatzpunkten aus dem Alltag der Kinder, die für den Einstieg und im Verlauf der Einheit aufgegriffen werden können, bietet dieser Beitrag für den Mathematikunterricht der Grundschule zahlreiche Übungsvarianten auf allen Niveaustufen. So können Sie die Einheit kindgerecht und motivierend gestalten.
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