Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke Seite 5/34
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Mathematik
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Wurzeln multiplizieren und dividieren
Du fragst dich, wie du Wurzeln multiplizierst und dividierst? Hier erklären wir dir, wie das funktioniert und worauf genau du achten musst!
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Graphisches Ableiten
Du kannst eine Funktion nicht nur rechnerisch, sondern auch an ihrem Funktionsgraphen graphisch ableiten. Wie das geht, erfährst du hier.
Gesamtwerk
Strukturgleichungsmodell
Du bist dir unsicher, wann und wie du ein Strukturgleichungsmodell anwenden sollst? Hier im Beitrag klären wir alle deine Fragen!
Testen kostet nichts
Probiere meinUnterricht 14 Tage lang aus. Kündigst du während deiner Probezeit, entstehen für dich keine Kosten.
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Bogenlänge berechnen
Du suchst die Formel zum Bogenlänge berechnen eines Kreises? Hier zeigen wir dir die Formel und wie du sie herleitest.
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Zuordnungen und Funktionen verstehen, üben und erweitern
Unruhe und Unsicherheit in der Klasse bei der Einführung einer neuen Funktionsklasse? Das muss nicht sein! Mit einfachen Tätigkeiten und behutsamer Einführung neuer Formulierungen und Begriffe wecken Sie bei Ihren Schüler:innen das Interesse und vertiefen das Verständnis für Funktionen. Der Begriff der Funktion gilt als einer der wichtigsten Begriffe in der Mathematik, und so widmet sich diese Ausgabe dem Verständnis für funktionale Zusammenhänge. Zu Beginn üben Sie mit Ihren Schüler:innen anhand praktischer Anwendungen das grundlegende Konzept der Zuordnung. Im nächsten Schritt wechseln Sie die Darstellungsformen zwischen Text, Tabelle, Schaubild, Graph und Gleichung, erarbeiten neue Begriffe und Verfahren und erforschen die funktionale und die algebraische Seite der Funktionen. Mit Waagen und Nagelbrettern, Papiertaschenrechnern und Parabelschablonen ausgestattet betreten Ihre Schüler:innen neugierig die spannende Welt der Funktionen. Aus dem Inhalt: „Funktionale Zusammenhänge“ – Verständnis aufbauen und festigen; „Gleich und doch anders“ – Funktionale Zusammenhänge durch Wiegen erkennen; „Schulwege beschreiben“ – Vom Schaubild zum Text und umgekehrt; „Einmaleins mal anders“ – Funktionaler Zusammenhang der Multiplikation; „Über Treppenstufen zur Steigung“ – Mit gespannten Geoboard-Gummibändern zum Steigungsbegriff; „Zuordnungen erkunden“ – Stationsarbeit zur Einführung der Begriffe „proportional“ und „antiproportional“;„Fehlvorstellungen als Chance“ – Typische Fehler beim „Graphen gehen“; „Fieberwahn“ – Ein Mystery zum Thema „Lineare Funktionen“; „Formeln funktional betrachten“ – Übergang vom Zylindervolumen zu quadratischen Funktionen; „Spielereien mit der Normalparabel“ – Die funktionale und die algebraische Seite einer Parabel betrachten; „Dem Bluthochdruck an den Kragen“ – Zerfallsprozesse beim Wirkstoff eines Medikaments untersuchen; „Die Sprache der Funktionen“ – Praktische Ansätze für eine fach- und sprachintegrierte Förderung; „Der Osteralgorithmus“ – Mit dem Gauß-Algorithmus den Termin für Ostern berechnen; „Mathematik zum BeGreifen“ – Der MUED-Funktionenkoffer; „Praxisbuch Infografik“ –Ein Nachschlagewerk mit vielen Anregungen und Ergänzungen zum Schulbuch
Verwandte Themen
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MINT Zirkel – Ausgabe 1, März 2025
Diese Ausgabe führt durch ein breites Spektrum aktueller MINT-Themen. Von Atomforschung und Technikbewertung über neue Ansätze in der Gentechnik bis hin zu Fragen nach Chancengerechtigkeit im Mathematikunterricht. Sie bietet Einblicke in naturwissenschaftliche Phänomene, mathematische Dimensionen und die Rolle des Mondes für unser Leben. Darüber hinaus finden sich kreative Zugänge zu Evolution, Chemie und kritischem Denken im Unterricht sowie spannende Perspektiven aus Forschung, Wissenschaft und digitaler Bildung.
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Achtsamkeit
Sich mehr zu bewegen und gesünder zu ernähren, aber auch Belastungen bei der Arbeit zu reduzieren nehmen sich Menschen immer wieder vor, aber die Umsetzung entsprechender Verhaltensweisen scheint nicht in gleichem Maße zu gelingen. Zur Unterstützung gibt es zunehmend Angebote zu „Achtsamkeit“, Krankenkassen bieten sie ihren Mitgliedern an und Unternehmen ihren Mitarbeitenden. Es geht um ein Aufmerksam-Sein im Hier und Jetzt und ohne zu urteilen – doch was heißt dies angesichts der Herausforderungen des Schulalltags? In diesem Heft setzen sich die Autor:innen mit der Frage auseinander, was genau Achtsamkeit meint und beinhaltet – und was nicht. Sie diskutieren auch die Gefahr der Funktionalisierung, bei der Übungen zur Achtsamkeit zeitsparend eingesetzt werden, um letztlich Störungen zu minimieren und den Output zu steigern. Dabei übersehen sie nicht die Aufgaben und Logiken der Schule. Die Texte befassen sich in fundierter Weise mit dem Konzept der Achtsamkeit aus verschiedenen Perspektiven und schlagen einen Bogen von der Wissenschaft zur Praxis.
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Mathematische Spiele
Mathematische Spiele
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Unterricht grundlegen und gestalten
Entdecke, wie sich dein Unterricht schon beim Planen, also beim didaktischen Grundlegen und methodischen Gestalten weiterentwickelt. Mit kleinen Aufgaben (Mikro-Selbstlernumgebungen), die selbstständiges Lernen anregen und durch reduzierte, reichhaltige Entdeckungshorizonte großen Output bieten. Aus dem Inhalt: Austausch über (Fehl-)Vorstellungen bei Brüchen; Problemlösen lernen mit Winkeldetektivaufgaben; Das Haus der Vierecke handelnd entdecken – durch Messen, Falten, Ordnen; Einstieg in Aufgabenvariation durch die Lernenden; Funktional argumentieren – ohne Formalismus; Über Exaktheit und Genauigkeit philosophieren; Digital gestütztes Experimentieren mit dynamischen Bruchstreifen; Vielecke am Geobrett
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Mathematik für Naturwissenschaften: Lineare Algebra und mehrdimensionale Differentialrechnung
Ziel dieses Buches ist eine angewandte Einführung in die Grundthemen der linearen Algebra sowie der mehrdimensionalen Differentialrechnung für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften. Schwerpunkte bilden die Matrizenrechnung (lineare Gleichungssysteme, Eigenwertprobleme), Vektorräume und lineare Abbildungen sowie die Methode der kleinsten Quadrate (mit Anwendung auf diskrete Fourier-Theorie). Außerdem zeigt der Text, wie die Sprache und Konzepte der linearen Algebra in der mehrdimensionalen Analysis (beispielsweise im Zusammenhang mit Optimierungsfragen) nützlich sind. Schließlich gehört auch der Einblick in den Einsatz numerischer Verfahren für komplexere Berechnungen zum Inhalt des Buches. Sowohl bei der Entwicklung der mathematischen Konzepte als auch in den zahlreichen Übungen wird auf eine anwendungsbezogene und verständnisorientierte Heranführung an die Themen geachtet.
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Mathematik für Naturwissenschaften: Analysis
Ziel dieses Buches ist eine angewandte Einführung in die Grundthemen der Analysis für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften. Schwerpunkt sind die Integral- und Differentialrechnung, das Modellieren mithilfe von Differentialgleichungen, die Behandlung von einigen elementaren numerischen Methoden sowie eine Einführung in komplexe Zahlen. Sowohl bei der Entwicklung der mathematischen Konzepte als auch in den zahlreichen Übungen wird auf eine anwendungsbezogene und verständnisorientierte Heranführung an die Themen geachtet.
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Textaufgaben
Du suchst nach Textaufgaben mit Lösungen? In diesem Beitrag zeigen wir dir Textaufgaben und erklären dir, wie du sie löst!
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Digitale Lernumgebungen
Das Angebot an Apps, digitalen Lernplattformen und Lernspielen wächst stetig – aber welche sind für meinen Unterricht wirklich lernförderlich? Wir stellen Ihnen einige digitale Lernmedien zu zentralen Themen für unterschiedliche Klassenstufen an praktischen Beispielen vor. Computer, Smartphones und Apps: Die Vielzahl angebotener digitaler Lernmedien auch für den Matheunterricht bietet eine Fülle an Möglichkeiten, die Inhalte lebendiger und zugänglicher zu vermitteln – man läuft aber auch Gefahr, den Überblick zu verlieren. Hier wollen wir Orientierung bieten. Bewährte und innovative digitale Lernmedien werden anhand fünf zentraler Qualitätsmerkmale für den Mathematikunterricht (kognitive Aktivierung, Verstehensorientierung, Lernendenorientierung und Adaptivität, Kommunikationsförderung, Durchgängigkeit) verortet und ihr Einsatz im Unterricht beschrieben. Aus dem Inhalt: Welches Tool ist passend? – Mathematikspezifische digitale Lernmedien: Kriterien für Auswahl und Einsatz; Was bedeutet eigentlich pro? – Multiplikative Textaufgaben mit Bildern lösen; X-Bert und die ganzen Zahlen – Ein digitales Lernspiel festigt das (Kopf-)Rechnen; Lineare Funktionen mit ASYMPTOTE – Grundvorstellungen digital fördern und diagnostizieren; Konfidenzintervalle verstehensorientiert unterrichten – Das Urnenmodell als Verständnisanker in einer digital angereicherten Lernumgebung; Warum nicht mal diagonal? Vierecke ordnen mit dem Heidelberger Winkelkreuz.
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Problemlösen analysieren und gestalten
Problemlösen analysieren und gestalten
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Analytische Geometrie
Das Werkzeug der Physik ist die Mathematik. Den Hammer der Physik muss man allerdings auch richtig verwenden, um den Nagel auf den Kopf zu treffen. Doch genau daran scheitert es bei vielen Jugendlichen. Hier lernen die Schülerinnen und Schüler die (analytische) Geometrie von Anfang an im physikalischen Kontext anzuwenden. Etwa bei ein- und zweidimensionalen Bewegungen, Kreisbewegungen, magnetischen und elektrischen Feldern, der Lorentzkraft oder bei den Gesetzen von Kepler. Dadurch verlieren sie ihre Scheu oder sogar Abneigung gegenüber mathematischen Formeln und Gesetzen im Physikunterricht.
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Stammfunktionen, Ortskurven, Flächen und Linearfaktoren
Sechs Übungstests, die sich auch als Abiturvorbereitung nutzen lassen können, helfen Ihnen dabei, sich ein Bild über den Kenntnisstand Ihrer Schülerinnen und Schüler im Bereich der Analysis zu bilden. Alternativ können Sie die Tests auch den Jugendlichen zur Selbstkontrolle zur Verfügung stellen. Zeitvorgaben sowie ein Bewertungsschlüssel sorgen dabei für realistische Prüfungsbedingungen. Anhand verschiedener Funktionsarten üben die Lernenden die Differenzial- und Integralrechnung. So kommen rationale Funktionen bzw. Funktionenscharen ebenso vor wie Logarithmen und Exponentialfunktionen. Auch Ortskurven der Extremstellen bei Funktionenscharen oder das Zerlegen einer Funktion in ihre Linearfaktoren sind Teil der Aufgaben.
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Vermischte Übungen mit Funktionenscharen:
In sechs umfangreichen Übungsaufgaben beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit verschiedenen Funktionen und Funktionenscharen. Gebrochenrationale Funktionen kommen dabei ebenso vor wie Exponentialfunktionen. Auch ein Kreis bzw. Halbkreis wird in Form einer Wurzelfunktion näher in Augenschein genommen. Die Aufgaben drehen sich um die Bestimmung von Asymptoten, Extrem- und Wendestellen sowie um das Berechnen von Flächeninhalten und Volumen.
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Wendepunkt, Extremwertprobleme und ein Rotationskörper
Funktionsuntersuchungen mit der Bestimmung von Extrem- und Wendepunkten einer Funktion gehören zu den Standardaufgaben des Analysisunterrichts der Oberstufe. Erweitert wird diese Aufgabensdtellung um die zeichnerische Ermittlung des Wendepunktes und um die Betrachtung der ""Güte"" der zeichnerisch ermittelten Wendestelle. Die Funktionsuntersuchung lässt sich um Extremalwertaufgaben erweitern, indem zwischen zwei Graphen Dreiecke oder Rechtecke eingefügt werden, deren Flächeninhalt maximal wird. Ebenso können Graphen den Umriss eines Rotationskörpers wiedergeben. Dieser Rotationskörper wird hinsichtlich Volumen und Oberfläche untersucht.
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Aufgaben zur Binomialverteilung
Anhand einer Reihe von Textaufgaben wenden Ihre Schülerinnen und Schüler ihr Wissen über die Binomialverteilung an. Dabei müssen sie aus den Beschreibungen ableiten, welche Werte für die Berechnungen relevant sind und wie sie die Binomialverteilung anwenden müssen, um die gesuchten Wahrscheinlichkeiten zu bestimmen. Das Ergebnis erhalten die Lernenden dann mithilfe von PC oder Taschenrechner oder durch Ablesen aus einem Tabellenwerk.
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Abzählen und Mittelwerte
Nicht nur mathematisches Verständnis, sondern auch die Fähigkeit, aus einem beschreibenden Text herauszufiltern, welche Berechnungen eigentlich nötig sind, braucht es für die Aufgaben dieses Materials. Thematisch dreht sich der erste Teil der Übungen um Fragen der Kombinatorik. Diese lösen die Schülerinnen und Schüler entweder durch ihr Wissen um Kombinationen, Permutationen oder Variationen – oder, in manchen Fällen, auch durch simples Nachdenken. Im zweiten Teil der Übungen geht es um Mittelwerte. Hier wenden die Lernenden ihr Wissen um das arithmetische, geometrische und harmonische Mittel an.
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Würfeln mit Oktaeder und Tetraeder
Als Spielwürfel werden überwiegend sechsseitige Würfel (Hexaeder), dessen Seitenflächen mit einem bis sechs Punkten beschriftet sind, genutzt. Im vorliegenden Material untersuchen Ihre Schülerinnen und Schüler das Würfeln mit einem Oktaeder sowie das Würfeln mit einem Oktaeder und einem bzw. zwei Tetraedern. Durch das zusätzliche Werfen einer Münze werden die gewürfelten Punkte gewichtet. Die Lernenden bestimmen hierzu (bedingte) Wahrscheinlichkeiten durch das Zeichnen von Baumdiagrammen bzw. durch Anwenden der Binomialverteilung. Ebenso berechnen sie den Erwartungswert und überprüfen, ob ein Spiel mit Tetraeder und Oktaeder fair ist.
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Pyramiden und Kugeln, Ebenen und Geraden
Vektorräume, Pyramiden, Kugeln. Das und mehr ist der Inhalt von sechs Übungstests aus analytischer Geometrie, mit denen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler auf das schriftliche Abitur vorbereiten. Alternativ können Sie den Jugendlichen die Übungsblätter aber auch zum Selbststudium und zur Selbstkontrolle zur Verfügung stellen. Ein Bewertungsschlüssel sowie Zeitvorgaben für jeden Test sorgen dabei für realistische Prüfungsbedingungen.
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Quader- und Pyramidenschar
Wählt man für den Parameter bei einer Punkte-, Geraden- oder Ebenenschar einen gültigen Zahlenwert, so erhält man genau einen Punkt, eine Gerade oder eine Ebene. In mehreren Aufgaben überprüfen die Schülerinnen und Schüler die Lagebeziehung von Punkten der Schar zu einer Geraden bzw. zu einer Ebene oder von Geraden einer Schar zu einer Ebene. Die Lernenden bestimmen den Parameter so, dass bestimmte Eigenschaften wie die Gleichschenkligkeit von Dreiecken erfüllt sind. Die Bestimmung des Parameters kann auch zu einem Extremwertproblem führen, bei dem die Jugendlichen die Extremstellen ermitteln. Dabei zeigt sich, dass sich auch Methoden der Analysis in Aufgaben aus dem Bereich der analytischen Geometrie anwenden lassen.
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Permanenzprinzip
Wie Mathematik in der Schule gelehrt und gelernt wird, prägt das Bild von ihr – für die meisten Menschen ein Leben lang. Wird Mathematik eher als ein fertiges Bauwerk präsentiert, das betreten und bewohnt werden soll? Oder vermittelt der Mathematikunterricht auch Einsichten in die architektonischen Prinzipien, die diesem eindrucksvollen Bauwerk zugrunde liegen? Worin bestehen die Bauprinzipien der Mathematik? Und wie kann man sie für die Lernenden im Unterricht erlebbar machen? Das Permanenzprinzip ist ein solches Bauprinzip. Hier setzt die vorliegende Ausgabe an und zeigt, wie Lernende durch eine Orientierung am Permanenzprinzip mathematische Inhalte erschließen und dabei Einblicke in die Konstruktionsweise der Mathematik erlangen können.
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MINT Zirkel – Ausgabe 3, Dezember 2024
Diese Ausgabe verbindet naturwissenschaftliche Faszination mit praxisnahen Unterrichtsideen. Sie führt von gescheiterten Innovationen und den Signalen der Schwerkraft bis zu neuen Erkenntnissen aus der Gentechnik und der Klimaforschung in der Arktis. Lehrkräfte finden Impulse, wie Berufsorientierung im Mathematikunterricht gelingen, Biodiversität erlebbar und forschendes Lernen spannend umgesetzt werden kann. Außerdem zeigt die Ausgabe, wie digitale Tools wie EduQuests für Abwechslung sorgen und warum Projekte wie der Bau eines Robotergreifarms oder „Mädchen machen Mathe“ Schülerinnen und Schüler nachhaltig motivieren.
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