Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke Seite 17/37
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Mathematik
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Visualisierungen als Arbeitsmittel
Ein Bild kann einen Sachverhalt anschaulich machen, allgemeine Strukturen aufzeigen und Zusammenhänge darstellen. Daher spielen Visualisierungen eine wichtige Rolle beim Lernen – auch in der Mathematik. Bei welchen mathematischen Tätigkeiten können Visualisierungen wirklich sinnvoll genutzt werden und was ist für einen gewinnbringenden Einsatz wichtig? Anhand verschiedener Beispiele zu unterschiedlichen Inhalten wird gezeigt, wie Schülerinnen und Schüler den Umgang mit tragfähigen Visualisierungen erlernen können. Denn wie man gute Skizzen erstellt und mit Prozentstreifen, Einheitsquadraten oder Häufigkeitsnetzen arbeitet, ist kein Selbstläufer. Aus dem Inhalt: • Visualisierungen zur Brüchen gezielt auswählen • Grundvorstellungen zum Integral mit dynamische (GeoGebra-)Visualisierungen entwickeln • Situationsskizzen und mathematische Skizzen beim Modellieren nutzen Die zugehörige MatheWelt „Wie fair kann Zufall sein?“ zeigt, wie stochastische Zusammenhänge durch passende Visualisierungen sichtbar, begründbar und nutzbar werden.
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Kuboktaeder
Der Kuboktaeder ist vorstellungsweise ein Würfel, dessen acht Ecken abgeschnitten wurden. Um diese Körperform z. B. aus einem Gesteinswürfel zu erhalten, kennzeichnet man die Mittelpunkte aller Würfelkanten und schneidet die dadurch markierten acht Eckpyramiden ab. Die besondere Form des Körpers bietet Anlass zur Untersuchung einiger geometrischer Fragestellungen, die von der elementaren räumlichen Geometrie bis zur analytischen Vektorgeometrie des Raumes reichen. Mit diesem Beitrag schulen Sie insbesondere das räumliche Vorstellungsvermögen der Lernenden.
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Die Euler'sche Gerade
In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler die Euler‘sche Gerade kennen, die nach dem berühmten Schweizer Mathematiker Leonhard Euler (1707–1783) benannt wurde. Sie beschreibt eine Gerade durch drei charakteristische Punkte eines Dreiecks: den Umkreismittelpunkt, den Schwerpunkt und den Höhenschnittpunkt. Genauso wie Euler wird Ihre Klasse erstaunliche Eigenschaften der Punkte und Geraden entdecken und sie sowohl an konkreten Beispielen überprüfen als auch allgemein beweisen.
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Bestimmung von Teilverhältnissen mit affinen Koordinaten
Koordinatenachsen, die nicht senkrecht aufeinanderstehen? Und auch noch verschiedene Einheiten auf den Achsen? Mit diesem Beitrag fordern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler auf, Koordinatensysteme aus einem neuen Blickwinkel zu betrachten. Sie lernen, dass sie damit sogar schneller zum Ergebnis kommen können. Trotzdem greifen sie dabei auf Bekanntes wie Parametergleichungen und Schnittpunkte von Geraden zurück.
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Generationswechsel
Wann gehört man zur „älteren Generation“ im Lehrerzimmer? Wenn man vieles anders macht als zu Beginn der Laufbahn? In den Kollegien gibt es seit einigen Jahren viele Neuzugänge, die "Babyboomer", stellen bald nicht mehr den Großteil der Lehrkräfte. Wie verhalten sich die „Jüngeren“ und wie die ‚Älteren“ in den Kollegien? Vor allem aber: Wie kommen sie mit den anderen Generationen zurecht und können voneinander lernen? Aus dem Inhalt: Gedichtewerkstatt; Geburt als Anlass für Glückwünsche und Tweets (Englisch); Gruppenpuzzle zur "Spanischen Grippe"; Periodensystem als Ordnung chemischer Elemente; Ökologischer Fußabdruck Medienkompetent recherchieren.
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Problemlösen im Mathematikunterricht
Problemlösen wird – wie im Titelbild angedeutet – oft als Überwinden von Barrieren beschrieben. Es ist wichtiger Bestandteil aller curricularen Vorgaben und vieler Lerntheorien und damit eigentlich auch des Mathematikunterrichts. Dennoch spielt Problemlösen in der Unterrichtsrealität oft keine zentrale Rolle. In den fünf Beiträgen dieses Hefts wird die Unterrichtsrealität in den Blick genommen: Wie kann der Einstieg in Unterrichtseinheiten problemorientiert gestaltet werden? Wie kann im Unterricht langfristig Problemlösefertigkeit gefördert werden, ohne andere Inhalte zu vernachlässigen? Wie gestalten Lehrkräfte die Rückschauphase am Ende einer Problemlösestunde? Und welche Schwierigkeiten sehen Lehrerinnen und Lehrer bei der Vorbereitung problemorientierten Unterrichts im Rahmen von Fortbildungen?
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Helfen Tiere beim Lernen?
Hunde, Ziegen oder Bienen? Tiere im schulischen Einsatz werden immer beliebter. Tiergestützte Pädagogik ist ein vielversprechender Ansatz für soziale und emotionale Lernprozesse. Zu den nachgewiesenen positiven Effekten gehört. dass sie die Klassen ruhiger werden lässt und den Stress dort reduziert. Zum Thema: Potenziale tiergestützter Pädagogik;Wie Tiere zur Unterrichts- und Schulentwicklung beitragen; Weiterer Inhalt: Eine Fabel nach Aesop; Corona mathematisch verstehen; Ein englisches Bildwörterbuch gestalten und pflegen; Kreta und die Minoer; Madagaskar Taggeckos halten und beobachten; Schülerfirma und unternehmerisches Handeln.
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Winkel
Die Kopiervorlagen mit Übungen dieses E-Books helfen Ihnen, ergänzend zum Schulbuch, die mathematische Kompetenz Ihrer Schülerinnen und Schüler im Bereich der Winkel zu verbessern. Das übersichtlich strukturierte und kleinschrittige Material lässt sich sofort einsetzen und ermöglicht das selbstständige Erarbeiten und Wiederholen. Dabei helfen Kästchen mit Erklärungen wichtiger Begrifflichkeiten und Konstruktionsvorgänge. Mithilfe der Aufgaben erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler ein solides Grundwissen zu den einzelnen Themengebieten. Für alle Aufgaben werden Lösungen angeboten!
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Winkel - Inklusionsmaterial
Inklusiver Mathematikunterricht ist möglich! Die Kopiervorlagen mit Übungen in diesem E-Book helfen Ihnen – ergänzend zum Schulbuch – die mathematische Kompetenz aller Ihrer Schülerinnen und Schüler im Themengebiet Winkel zu vertiefen und zu festigen. Das übersichtlich strukturierte Material lässt sich sofort einsetzen und ermöglicht selbstständiges Erarbeiten und Wiederholen. Für Schüler mit sonderpädagogischem Förderbedarf stehen zusätzliche Arbeitsblätter bereit, die die Inhalte äußerst kleinschrittig und anschaulich vermitteln. Darüber hinaus erhalten Sie methodisch-didaktische Hinweise zum Einsatz der Materialien in inklusiven Lerngruppen und zu typischen Stolpersteinen beim Rechnen. Die Lösungen für alle Aufgaben sind enthalten.
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Produkt- und Kettenregel
In dieser Unterrichtseinheit üben Ihre Schülerinnen und Schüler anhand von zahlreichen Beispielen und Aufgaben das Ableiten von Funktionstermen mithilfe der Produkt- und der Kettenregel. Sichere Kenntnisse und Fertigkeiten zu diesen Verfahren helfen den Lernenden – neben dem inhaltlichen Verständnis des Ableitungsbegriffs –, wenn sie die Differenzialrechnung inner- oder außermathematisch anwenden. Solche eingeübten Vorgehensweisen helfen den Jugendlichen später im Berufsleben, da sie schon an das korrekte, verständige, schnelle und sichere Abarbeiten von Handlungsvorschriften gewöhnt sind.
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Den Mittelwert einer Funktion auf einem Intervall berechnen
Wie viele Menschen infizieren sich wöchentlich durchschnittlich mit dem Corona-Virus? Dies ist nicht nur für die Johns-Hopkins-Universität interessant, sondern stellt eine aktuelle Anwendung des Mittelwerts von Funktionen dar. Vom Begriff des arithmetischen Mittels ausgehend erarbeiten sich die Lernenden in diesem Beitrag den Mittelwert von Funktionswerten. Dies führt sie schließlich zum Mittelwertsatz der Integralrechnung, dessen Beweis sie ebenfalls kennenlernen. Als Ausblick verweist der Beitrag auf den verwandten Mittelwertsatz der Differentialrechnung. Die vorgestellten Begriffe vertiefen Ihre Schülerinnen und Schüler an einigen Aufgaben und zur Lernzielkontrolle finden Sie am Ende des Beitrags eine Klassenarbeit.
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Änderungsrate beim Flächeninhalt von Dreiecken
Beim Parkett verlegen geht es um jeden Millimeter. Besonders verwinkelte Räume und komplizierte Muster stellen eine Herausforderung dar. Bei einer strahlenförmigen Verlegung bilden sich ähnliche rechtwinklige Dreiecke. Wie sich ihr Flächeninhalt verändert, untersuchen Ihre Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag. Insbesondere erarbeiten sie sich zum Lösen und Überprüfen der Aufgaben den Umgang mit einer dynamischen Geometriesoftware.
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Änderungsrate beim Füllstand einer Talsperre
Die Dürre hatte die vergangenen Jahre viele Teile Europas fest im Griff. Sie lässt die Pflanzenwelt verkümmern, senkt den Grundwasserspiegel und den Wasserstand von Flüssen und Stauseen. Dadurch produzieren auch Wasserkraftwerke weniger „grünen“ Strom. Mit den Werkzeugen der Analysis untersuchen Ihre Schülerinnen und Schüler innerhalb dieses aktuellen Themas die Auswirkungen auf den Füllstand einer Talsperre.
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Kreuzworträtsel zu stochastischen Grundbegriffen
Absolute und relative Häufigkeit, Bernoulli-Kette, hypergeometrische Verteilung – Ihren Schülern begegnen in der Stochastik viele Fachbegriffe. Erst ein sicherer Gebrauch derselben ermöglicht es, stochastische Problemstellungen wie sie z. B. in Abiturprüfungen gestellt werden, richtig zu lösen. Der Beitrag vertieft und festigt den Umgang mit stochastischen Vokabeln auf spielerische Weise. Setzen Sie die Rätsel als Auffrischung zu Beginn einer Unterrichtsstunde ein oder auch am Ende, um den Wissensstand Ihrer Schüler zu überprüfen.
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Wahrscheinlichkeit - Binomialverteilung
In diesem Beitrag finden Sie zahlreiche Aufgaben, die Sie im Unterricht zum Thema Binomialverteilung verwenden können. Beginnend bei absoluten und relativen Häufigkeiten und über Wahrscheinlichkeiten führen die Aufgaben langsam an das Thema Verteilung heran. Ihre Schülerinnen und Schüler lernen sicher mit der Binomialverteilung und ihren Kennzahlen wie dem Erwartungswert, Varianz und der Standardabweichung umzugehen.
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Kryptografie
Mithilfe von Drehungen und Spiegelungen kann man Matrizen beschreiben. Geometrie und Algebra sind also verwandte Disziplinen. Einerseits können Ihre Schüler Berechnungen mit bestimmten Matrizen geometrisch beschreiben. Andererseits lassen sich geometrische Operationen durch Berechnungen bzw. Abbildung darstellen. Bei Drehungen und Spiegelungen und bei den Berechnungen mit entsprechenden Matrizen erkennt man, dass entgegen typischer Rechenoperationen mit Zahlen nicht das Kommutativgesetz gilt.
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Sinnvolle Lückenfüller für den Matheunterricht
Das inzwischen altbewährte Eckenrechnen hat ausgedient! Wenn noch etwas Zeit ist, Sie eine Stunde kurzweilig einleiten oder abschließen wollen, den (Mathe-)Vertretungsunterricht auflockern möchten oder eine Anregung für zwischendurch benötigen, haben Sie ab jetzt immer ein besonderes Ass im Ärmel: Mithilfe dieser 60 Ideen motivieren Sie Ihre Schülerinnen und Schüler zum Denken und Mitmachen und geben den Leerlaufphasen im Unterricht neuen Sinn. Ob Knobelaufgabe, knifflige Zahlenkreise oder die mathematische Version von Baseball – lassen Sie sich inspirieren und finden Sie die passende Aufgabe für jede Gelegenheit! Mit dem kleinen, handlichen Taschenbuch haben Sie immer alles dabei und können sofort loslegen. Denn die Ideen benötigen wenig Vorbereitung, beanspruchen nicht mehr als ca. 10 Minuten Zeit und sind somit schnell einsetzbar.
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Funktionsuntersuchungen mit Dynamischer Geometrie-Software
Das Unterrichtsmaterial für den Einsatz im gymnasialen Mathematikunterricht beschäftigt sich mit dem Einsatz von GeoGebra zur Untersuchung von Funktionen. Nutzen Sie den Einsatz der Dynamischen Geometrie-Software und den enthaltenen Schiebereglern zur interaktiven Variation von Parametern in Funktionen. Mit vorwiegend zum Selbstlernen geeigneten Problemstellungen modellieren Sie Grafen von quadratischen Funktionen, Schnittpunkte, Tangenten und Trigonometrischen Funktionen. Gestalten Sie Ihren Mathematikunterricht mit digitalen Zusatzelementen besonders anschaulich.
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Exponentielles Wachstum
Die Unterrichtseinheit zur Analysis für den gymnasialen Mathematikunterricht beschäftigt sich mit dem exponentiellen Wachstum am Beispiel der COVID-19-Pandemie. Sie ermöglichen Ihren Schülerinnen und Schülern wichtige Kenngrößen zu berechnen, Verläufe zu modellieren und Grafiken zum Thema zu interpretieren. Versetzen Sie die Lernenden in die Lage die Entwicklung der Pandemie eigenständig mathematisch analysieren zu können. Mit anwendungsbezogenen Aufgabenstellungen fördern Sie die Medienkompetenz Ihrer Klasse.
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, Dezember 2020
Mädchen für MINT-Berufe begeistern, Green IT, Materie und Antimaterie. In dieser Ausgabe haben wir wieder spannende Artikel zu diesen Themen und noch vielen weiteren zusammengetragen. Zusätzlich dürft ihr euch auch auf tolle Arbeitsblätter zur Ergänzung der Artikel „Green IT - Mehr als nur Stromsparen“, "Was bewirkt die Vermittlung von finanzieller Grundbildung in der Schule?", "Technik des Elektroantriebs im Unterricht" und "„Girls’ Digital Camps“ – Mädchen für MINT-Berufe begeistern" freuen.
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digital unterrichten – Mathematik -8/2020
digital unterrichten – Mathematik -8/2020
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Geometrie in Schule und Lehramtsausbildung – ein Nachwuchsheft
In der Realität des aktuellen Mathematikunterrichts hat die Geometrie in den letzten Jahren leider immer mehr das Nachsehen gehabt. Umso schöner ist es, wenn der mathematikdidaktische Nachwuchs sich neuen Lehr- und Forschungsprojekten zur Geometrieausbildung widmet und so die Grundlage dafür legt, dass diese perspektivisch nicht völlig ausstirbt und zum „Die Zeugnisse sind geschrieben – letzte Woche vor den Ferien“-Thema wird. In diesem Heft wurden Nachwuchswissenschaftlerinnen und ‑wissenschaftler aus der Mathematikdidaktik eingeladen, aus ihren Projekten zur Geometrie zu berichten. Dabei ist es gelungen, ein breites Spektrum von der Grund- bis zur Hochschule abzudecken.
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Didaktische Prinzipien
Prinzipien geben wertvolle Orientierung bei der Gestaltung von Lernprozessen. Im Laufe der Zeit wurden mannigfache (mathematik-)didaktische Prinzipien formuliert. Welche sind besonders relevant? Was macht sie aus und wie werden sie umgesetzt? Aus dem Inhalt: genetisches Prinzip am Beispiel Mittelwerte; operatives Prinzip am Beispiel von Lagebeziehungen und Streumaßen; EIS-Prinzip am Beispiel Innenwinkelsumme und Galtonbrett. Mit der zugehörigen MatheWelt können die Lernenden (ab 10. Schuljahr) das Umkehren als Strategie beim Problemlösen erfahren – von Alltagsbeispielen ausgehend über Umkehroperationen bis zu Transferaufgaben zu quadratischen Funktionen.
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So ein Zufall!
So ein Zufall!
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Mit algebraischen Mitteln die Geometrie erforschen
In diesem Beitrag entdecken Ihre Schülerinnen und Schüler geometrische Beziehungen bei Strecken, ebenen Figuren und Körpern und leiten daraus besondere algebraische Gesetzmäßigkeiten her. Die Materialien fördern die gegenseitige Kommunikation der Lernenden und wecken das Problembewusstsein mit Problemstellungen, die sich fast durchweg außerhalb der gängigen Lerninhalte bewegen. Die Materialien sind unabhängig voneinander einsetzbar. Methodisch können die Arbeitsaufträge als Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit bearbeitet oder auch in einem Stationenlauf eingesetzt werden.
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