Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke
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Mathematik
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Gesamtwerk
Gegenseitige Lage von Geraden
Zwei Geraden können im Raum grundsätzlich drei verschiedene Lagen zueinander haben: parallel, schneidend oder windschief. In diesem Beitrag wird vorgestellt, wie sich diese drei Möglichkeiten in der Analytischen Geometrie unterscheiden und rechnerisch untersuchen lassen. Die Jugendlichen haben die Gelegenheit, sich im Selbststudium oder als Wiederholung mit dieser Thematik vertraut zu machen. An zahlreichen Aufgaben wenden sie ihr neues Wissen an und testen sich in einer Lernerfolgskontrolle.
Gesamtwerk
Vermischte Übungen
Diese Aufgabensammlung beschäftigt sich intensiv mit Geraden und Ebenen und der Lage, die sie zueinander einnehmen können, aber auch mit Kugeln und Pyramiden. In einer Vielzahl von Aufgaben wiederholen und festigen die Lernenden den Stoff und schulen dabei ihr räumliches Vorstellungsvermögen. Insbesondere eine Übungsaufgabe, in der ein Sonnensegel am Strand modelliert wird, bietet ein anschauliches Beispiel für die praktische Anwendung des Gelernten. Eine Lernerfolgskontrolle bietet die Möglichkeit, die Aufgaben in Form von Übungstests zur Überprüfung der Kenntnisse zu verwenden.
Gesamtwerk
Das Atoll
Anhand des anschaulichen Beispiels einer kegelförmigen Insel lernen die Jugendlichen, die Werkzeuge, die ihnen die Mathematik in die Hand gibt, anzuwenden. Das Interpretieren und Ergänzen einer Skizze ist ebenso Teil der Aufgaben wie verschiedene Berechnungen. Die Jugendlichen wenden den Satz des Pythagoras an, berechnen die Oberfläche der Insel und machen sich Gedanken darüber, wie ein Tunnel quer durch ihr Inneres verlaufen kann. Anhand der Aufgabe erkennen die Schülerinnen und Schüler, dass sich mit den Mitteln der Mathematik die Wirklichkeit abbilden lässt.
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Gesamtwerk
Berechnungen zur Cheopspyramide
Mit Hilfe dieser Unterrichtseinheit trainieren Ihre Schülerinnen und Schüler intensiv die Grundlagen der Analytischen Geometrie am Beispiel der Cheopspyramide, welche die älteste und größte der drei berühmten Pyramiden von Gizeh in Ägypten ist. Die zugehörigen Aufgabenstellungen erfüllen die Kompetenzerwartungen und inhaltlichen Themenschwerpunkte des Bereichs Analytische Geometrie und Algebra in den aktuellen Kernlehrplänen Mathematik.
Gesamtwerk
MINT Zirkel – Ausgabe 2, Juni 2022
Wie vielseitig grüner Wasserstoff ist, welchen Beitrag Hecken leisten, wie sich Schülerinnen und Schüler mit den Phänomenen der Quantenphysik vertraut mach können und vieles mehr erwarten euch in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Außerdem sind wieder einige Zusatzmaterialien für euch dabei. Jetzt reinschauen!
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MINT Zirkel – Ausgabe 3, September 2022
Was es mit Tiefseeastronomie auf sich hat, wie uns der Klimawandel in Bewegung setzt, wie man die Wolfspopulation in Deutschland mathematisch untersuchen kann und vieles mehr erwarten euch in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Außerdem sind wieder tolle Zusatzmaterialien für den Unterricht dabei. Jetzt reinschauen!
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Lapbooks: Form und Raum
[SCHWEIZER VERSION] Die Schülerinnen und Schüler trainieren mithilfe abwechslungsreicher Lapbook-Vorlagen geometrische Grundlagen und -Begriffe zu den sechs Themen Flächen, Körper, Würfelgebäude, Symmetrie, Muster und Zirkel/Geodreieck. Die Kinder entdecken oder repetieren selbstständig die einzelnen Lerninhalte und halten ihre Lernergebnisse auf motivierende kreative Weise durch Basteln, Schreiben und Malen auf ihrem individuellen Lapbook fest. Dies macht den Kindern Spass und sie merken sich die Lerninhalte besser. Im Arbeitsprozess benutzen und automatisieren die Schülerinnen und Schüler Fachbegriffe wie beispielsweise «Flächen», «Kanten», «Winkel» und «Körper» und lassen sie in den persönlichen Sprachgebrauch genauso selbstverständlich mit einfliessen, wie die Bezeichnungen der Teile des Zirkels oder des Geodreiecks. Die Lapbooks bieten Arbeitsmaterial zu den Themen: Geometrische Flächen Geometrische Körper Würfelgebäude und Baupläne Symmetrie Muster und Parkettierungen Zirkel, Geodreieck und Co. Was sind Lapbooks? Lapbooks sind aus Papier gestaltete Klappbücher zum Präsentieren von Lerninhalten. Unterschiedliche Elemente, z. B. Bilder, Drehscheiben, Klappbüchlein oder Leporellos werden gestaltet und auf dem Papierbogen sinnvoll angeordnet. Sie wecken Neugier, steigern die Motivation und verbessern die Merkfähigkeit. Die Kinder setzen sich intensiv mit dem Thema auseinander, verschaffen sich selbstständig Informationen, arbeiten individuell, dokumentieren und präsentieren ihre Lernergebnisse.
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Ich-bin-fertig-Knobelkarten Mathematik Klassen 5-6
Sinnvolle Lückenfüller: Wenn das Arbeitstempo Ihrer Schüler*innen im Mathematikunterricht sehr unterschiedlich ist, sind Sie als Lehrkraft immer wieder gefordert, die schnellen Schüler*innen sinnvoll zu beschäftigen. Denn Langeweile der stärkeren Schüler*innen führt schnell zu Unruhe im Klassenraum und Ablenkung der schwächeren. Mit diesem Kartenset bieten Sie Ihren starken Schüler*innen ab sofort eine tolle und abwechslungsreiche Herausforderung gegen langweilige Wartezeiten. Denksport für Schnelle: Das Set enthält 56 Karteikarten, die Sie prima in einer kleinen Kiste im Klassenraum platzieren können. Sobald ein*e Schüler*in mit den Pflichtaufgaben fertig ist, wird eine Karteikarte gezogen und die enthaltene Aufgabe still bearbeitet. Die Aufgaben sind auch für stärkere Schüler*innen knifflig, die Bearbeitungsdauer liegt zwischen fünf und zehn Minuten. Motivierende Selbstkontrolle: Jede Knobelkarte beinhaltet eine ausführliche Lösung auf der Rückseite. So werden auch die leistungsstärkeren Schüler*innen gefordert, sich mit ihrem Lösungsweg auseinanderzusetzen und zusätzlich motivierende Lernerfolge zu erzielen. Die Denksportaufgaben sind für Lehrplaninhalte der Klassen 5 und 6 im Mathematikunterricht in der Sekundarstufe I konzipiert. Die Themen: Zahl und Operation; Raum und Form; Größen und Messen; Daten und Zufall; Logisch denken Das Kartenset enthält: 56 Karteikarten mit abwechslungsreichen Aufgaben; Motivierende Aufgaben in ansprechendem Layout; Lösungen zur Selbstkontrolle; Alle Karten auch im digitalen Zusatzmaterial. Inhaltliche Schwerpunkte: Aufgaben Mathe für schnelle Schüler; Knobelaufgaben Mathe Klassen 5 und 6; Denksportaufgaben Mathe Klassen 5 und 6; Schüler fordern Mathe Klassen 5 und 6.
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Der Mathematikunterricht Differenzieren im Mathematikunterricht: Forschungsbasiert und praxisrelevant zugleich?!
Beim Planen und Durchführen von Unterricht muss die Heterogenität der Lernenden berücksichtigt werden. Eine Herausforderung im Bereich des Differenzierens besteht darin, praxistaugliche Differenzierungsstrategien zu entwickeln und deren Wirkung auch im realen Unterricht empirisch zu untersuchen und zu untermauern. Dies wird anhand konkreter Beispiele aus dem Freiburger Promotionskolleg HeLPS dargestellt. Die entwickelten und untersuchten Lernumgebungen fokussieren auf eine Differenzierungsstrategie, die wir als „Flexibles Gruppieren nach Lernvoraussetzungen“ bezeichnen. Sie basiert auf der Forschung zu so genannten ATI-Effekten. Diese liegen vor, wenn unterschiedliche Lernformen bei unterschiedlichen Lernvoraussetzungen verschieden lernförderlich sind.
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digital unterrichten – Mathematik –5/2022
digital unterrichten – Mathematik –5/2022
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Mauri zaubert
Mauri zaubert
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Natürliche Differenzierung im Mathematikunterricht
Fachdidaktische Konzepte für heterogene Lerngruppen. Der Mathematikunterricht in der Grundschule hat durch die länderübergreifenden Bildungsstandards einen formalen Orientierungsrahmen erhalten, der substanzielles Lernen für alle Kinder fordert. In Verbindung mit Konzepten wie dem jahrgangsübergreifenden Lernen oder der Inklusion erweisen sich diese Formen eines zeitgemäßen Mathematikunterrichts als durchaus anspruchsvolles Unterfangen. Heterogene Lerngruppen erfordern einen differenzierenden Unterricht. Hierzu gibt es bereits seit vielen Jahren Empfehlungen in der pädagogischen und didaktischen Fachliteratur. Das vorliegende Buch greift diese auf und gibt zunächst einen Überblick über die klassischen Formen der (inneren) Differenzierung sowie die damit verbundenen Möglichkeiten und Probleme. Aus deren Analyse leiten die Autoren die Notwendigkeit einer ergänzenden Vorgehensweise ab, die als natürliche Differenzierung bezeichnet wird. Sie erfahren dabei was unter natürlicher Differenzierung zu verstehen ist, wie erprobte Unterrichtsvorschläge aussehen können, die eine natürliche Differenzierung ermöglichen, welche Materialien und Schülerdokumente Sie für die eigene Umsetzung im Unterricht nutzen können und welche Gelingensbedingungen für einen derart differenzierenden Unterricht zu bedenken sind: z.B. Gütekriterien für adäquate Lernangebote, Rahmenbedingungen für die sach- und kindgerechte Unterrichtsorganisation, eine angemessene Unterrichtskultur, Anforderungen an eine inhaltliche Unterrichtsvorbereitung sowie an spezifische Kompetenzen der Lehrpersonen. Der Praxisband richtet sich an Studierende, Referendare, Lehrende und Fortbildner/innen, die Anregungen zur Umsetzung eines differenzierenden Mathematikunterrichts in der Grundschule suchen.
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Kombinatorik und Ereignisse
Kombinatorik begegnet den Schülerinnen und Schülern oft im Alltag, ohne dass die Jugendlichen sich dessen bewusst sind. Dieser Beitrag zeigt an praxisnahen Beispielen, wie Mathematik mit unserer Lebenswelt verwoben ist. Die Lernenden wenden klassische kombinatorische Überlegungen an. Dabei berechnen sie Ereigniswahrscheinlichkeiten durch Laplace-Modellierung, mithilfe der Binomialverteilung, der Hypergeometrischen Verteilung und durch den Einsatz von bedingten Wahrscheinlichkeiten.
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Urnenmodelle und Ereigniswahrscheinlichkeiten
In diesem Beitrag dreht sich alles um das Thema Urnen. Die Jugendlichen lernen, welchen Einfluss das Zurücklegen der Kugeln oder das gleichzeitige Ziehen auf Wahrscheinlichkeiten hat. Der Beitrag bietet auf allen Niveaustufen einfache bis komplexe Aufgaben aus den Themenbereichen Kombinatorik, Ereigniswahrscheinlichkeiten, Zufallsvariablen, bedingte Wahrscheinlichkeiten, Bernoulli-Ketten und Binomialverteilung, sodass ein leistungsgerechtes und motivierendes Lernen ermöglicht wird.
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Laplace-Wahrscheinlichkeiten
Drei Türen, zwei Ziegen und ein Auto. Das bekannte Ziegenproblem lässt Köpfe rauchen und wilde Diskussionen entfachen. Die Aufgaben des Beitrags fordern die Lernenden heraus. Sie sollen dabei um die Ecke denken und strikt mathematisch argumentieren. Besonders spannend wird es, wenn Verallgemeinerungen des Problems betrachtet werden.
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Wahrscheinlichkeit und Seenotrettung
Im vorliegenden Beitrag lösen die Schülerinnen und Schüler anwendungsorientierte Problemstellungen der Stochastik anhand von Boxplotdiagrammen und Simulationen. Konkret werden dabei unterschiedliche Einheiten von Seenotrettern in quantitativer Weise verglichen. Es werden sowohl klassische Instrumente wie Baumdiagramme, bedingte Wahrscheinlichkeit und die Modelle des Ziehens mit und ohne Zurücklegen zur Lösung eingesetzt. Darüber hinaus kommen aber auch Größen wie Median und Sigmaintervall zur Sprache. In einem umfangreichen Aufgabenblock haben die Lernenden die Möglichkeit, anhand eines aktuellen, greifbaren Themas die erlernten zentralen stochastischen Konstrukte zu verinnerlichen.
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Einfache Punkt-zu-Punkt-Bilder: Kleines Einmaleins
Sind Sie auf der Suche nach motivierenden Aufgaben, mit denen Kinder mit sonderpädagogischem Förderbedarf das kleine Einmaleins spielerisch vertiefen können? Mit diesen Zahlenbildern rechnen Ihre Schülerinnen und Schüler mit Freude und fast von allein! Die Idee ist ganz einfach: Pro Arbeitsblatt deutet sich jeweils ein Motiv an, aber welches es genau ist, müssen die Kinder erst enträtseln. Dazu lösen sie Aufgaben in drei Schwierigkeitsstufen aus den Einmaleins-Reihen und verbinden die Ergebnisse in aufsteigender Reihenfolge. Als Ergebnis zeigt sich das Lösungsmotiv, das die Kinder zusätzlich noch anmalen können. Vorübungen zu den einzelnen Einmaleins-Reihen mit bildlichen Darstellungen helfen den Kindern dabei, die Aufgaben der Punkt-zu-Punkt-Bilder selbständig rechnen zu können. Besonderes Plus: Das E-Book bietet Ihren Schulkindern unterstützendes Hilfsmaterial wie zum Beispiel Einmaleins-Streifen zum Ausschneiden und ein Poster. Im digitalen Zusatzmaterial finden Sie alle Lösungen, die sich zu einem kleinen Heft zusammenstellen lassen.
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Mathematik im Kontext Physik
Sind Sie experimentierfreudig? Gerade im Mathematikunterricht lassen sich realistische Inhalte einbeziehen und Verbindungen zu anderen Fächern aufzeigen. Die Physik bietet dafür reichhaltige Kontexte – sei es als Aufhänger und Ausgangspunkt für mathematische Fragen oder als Anwendung von bereits entwickeltem mathematischem Wissen. Entdecken Sie in dieser Ausgabe Lerngegenstände, die in Bezug auf physikalische Phänomene einen echten inhaltlichen Mehrwert für den Mathematikunterricht bieten und über illustrative Anreicherungen hinausgehen. Auch wenn Physik nicht Ihr Unterrichtsfach ist, möchten wir Mut machen, an geeigneter Stelle gezielt die Verbindung zur Physik zu suchen. Aus dem Inhalt: Unser Sonnensystem maßstäblich begreifen: Größen in der Astronomie Die Dichte als zusammengesetzte Größe: Die Bedeutung des Zwei- bzw. Dreisatzes Mit der Holzeisenbahn zu Funktionen: Bewegungsvorgänge mathematisch beschreiben Die Eintauchtiefe einer Schwimmkerze: Modellieren an der Schnittstelle Mathematik/Physik Die zugehörige MatheWelt Be-„schwingt“ zur Sinusfunktion verbindet Mathe, Musik und Physik: Mit dem Programm Audacitiy werden Töne sichtbar – und Sinusschwingungen untersucht.
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digital unterrichten – Mathematik -4/2022
digital unterrichten – Mathematik -4/2022
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Extremwertprobleme und Flächenberechnungen bei einer Wurzelfunktionenschar
Funktionsuntersuchungen mit der Bestimmung gewisser Eigenschaften des Graphen einer Funktion gehören zu den Standardaufgaben des Analysisunterrichts der Oberstufe. Dies lässt sich um Extremalwertaufgaben erweitern, indem zwischen zwei Graphen Dreiecke, Rechtecke oder Trapeze eingefügt werden, deren Flächeninhalt maximal wird. Ebenso können Graphen den Umriss eines Rotationskörpers bilden, in dem ein Körper wie z. B. ein Kegel mit maximalem Volumen einbeschrieben wird. Da der Flächeninhalt zwischen dem Graphen einer Funktion und der x-Achse mit einem GTR/CAS nur approximiert ausgegeben werden kann, werden zur Näherung das Sehnentrapezverfahren und das Simpson-Verfahren vorgestellt.
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Extremwertprobleme und Anwendungen bei einer Exponentialfunktion
Funktionsuntersuchungen mit Eigenschaftsbestimmungen gehören zu den Standardaufgaben des Analysis-Unterrichts der Oberstufe. Nimmt man jedoch zum Graph einer Funktion noch z. B. den Graphen der Ableitungsfunktion oder den verschobenen bzw. gespiegelten Graphen der Funktion hinzu, so lassen sich dazwischen Dreiecke mit bestimmten Eigenschaften legen. Ebenso können Figuren zwischen die Graphen gelegt werden, sodass der Flächeninhalt maximal wird. Die Funktionsuntersuchung erweitert der Beitrag damit um Extremalwertaufgaben. Der Graph einer Exponentialfunktion und der gespiegelte bzw. verschobene Graph der Funktion bilden bei weiteren Aufgaben den Querschnitt von Körpern. Anwendungsaufgaben stellen bestimmte Anforderungen an diese Körper, welche die Lernenden lösen.
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Abiturvorbereitung Analysis
In diesem Beitrag finden Sie sechs Lernerfolgskontrollen bzw. Selbsttests zur Vorbereitung auf das schriftliche Abitur. Die Aufgaben beschäftigen sich mit verschiedenen gebrochen- und ganzrationalen Funktionen bzw. Funktionenscharen. Aber auch Wurzel-, Logarithmus- und Exponentialfunktionen bzw. -terme werden behandelt. Eine Bearbeitungszeitvorgabe sorgt dabei für realistische Bedingungen.
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Abstandsberechnungen
Abstandsberechnungen von geometrischen Objekten wie Punkt, Gerade und Ebene sind immer wieder ein wichtiges Thema in der Analytischen Geometrie. Es gibt hierzu Standardverfahren, aber auch Tricks, welche die Berechnung oft sehr vereinfachen.
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Aufgabensammlung Analytische Geometrie
Diese Aufgabensammlung liefert Ihnen und Ihren Schülerinnen und Schülern eine Vielzahl von Herausforderungen aus dem Bereich der Analytischen Geometrie. Die Lernenden beschäftigen sich mit der Lage von Geraden und Ebenen im Raum und untersuchen Würfel, Kugeln und Pyramiden. Auch die Berechnung von Flächen und Volumina, Abständen und Schnittpunkten sowie Schnittwinkeln kommt nicht zu kurz. Mit diesen Aufgaben wiederholen und festigen die Jugendlichen das Gelernte sowohl im Rahmen des Unterrichts als auch zu Hause.
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Abiturvorbereitung
Dieser Beitrag bietet Ihnen sechs Testklausuren, in denen die Jugendlichen ihre Fähigkeiten im Bereich Analytische Geometrie prüfen. Die Lernenden arbeiten mit Punkten und Vektoren in Koordinatensystemen und Vektorräumen und trainieren ihr räumliches Vorstellungsvermögen. Für realistische Prüfungsbedingungen sorgt dabei eine Bearbeitungszeitvorgabe.
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