Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke
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Mathematik
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Unabhängigkeit von Ereignissen
Die Lernenden erkennen in diesem Unterrichtsmaterial, dass sich die stochastische Unabhängigkeit zweier Ereignisse in der Mathematik deutlich von der gängigen Alltagsvorstellung unterscheidet. Am Beispiel eines Baumdiagramms wird zunächst die stochastische Unabhängigkeit definiert. Anschließend erarbeiten sich die Lernenden weitere Erkennungsmerkmale und den Zusammenhang mit dem umgangssprachlichen Begriff der Unabhängigkeit. Schließlich übt Ihre Klasse das erworbene Wissen anhand von zahlreichen Aufgaben ein, ehe eine Lernerfolgskontrolle die Einheit abrundet.
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Mathematik – Astronomie – Physik
Mathematik – Astronomie – Physik
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Mathe macht MINT
Wie sieht eine MINT-Bildung aus, die über den Fächerrand blickt und das Wechselspiel zwischen zwischen Mathematik und den Naturwissenschaften, Technik und Informatik in den Unterricht integriert? Lernen Sie interessante Projekte kennen, die Ihren Mathematikunterricht bereichern. Die vier Buchstaben MINT stehen für den mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen Bereich unserer Gesellschaft und bringen die Interdisziplinarität dieser Disziplinen zum Ausdruck. Aus der Perspektive der Mathematik zeigen wir exemplarisch deren Beziehung zu den anderen MINT-Fächer. Aus dieser Wechselbeziehung entwickelt sich eine umfassendere MINT-Bildung, die mit Blick auf das 21. Jahrhundert und die dafür wichtigen Kompetenzen ("4K") immer bedeutsamer wird. Aus dem Inhalt: Der Flut begegnen: Ein hochwassersicheres, schwimmendes Haus entwerfen; Wasser aufheizen und abkühlen als Beispiel für lineare und exponentielle Funktionen; Lautstärke und Beschleunigung: Daten der Smarphone-Sensoren auslesen und zum Modellieren nutzen. Weitere Beiträge stellen einen "Würfelsimulator" vor sowie ein Arbeitsblatt zu Textaufgaben, deren Lösungen mit ChatGPT erstellt wurden. In dem Arbeitsheft "MatheWelt: Nachhaltig für die Umwelt" können Lernenden (Klasse 9/10) in mehreren Szenarien Zusammenhänge auch mathematisch erfassen und Handlungsoptionen reflektieren.
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Integralrechnung
In einer Reihe von Übungsbeispielen beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Berechnung von Flächen und Volumina mithilfe der Integralrechnung. Dabei werden nicht nur exakte Berechnungen durchgeführt, in einem Beispiel stehen die Lernenden auch vor der Herausforderung, Intervallgrenzen nur näherungsweise zu bestimmen. Auch der Vergleich zwischen berechneten Flächen und Volumina wird in den Fokus gerückt. Zuletzt führen die Jugendlichen auch Kurvendiskussionen zu gegebenen Funktionen durch und interpretieren die Körper, die entstehen, wenn eine Kurve um die Koordinatenachsen rotiert.
Gesamtwerk
Reelle Funktionen und Arkusfunktionen
Während die Winkelfunktionen Sinus, Kosinus und Tangens im Unterricht meist sehr ausführlich behandelt werden, beschränkt sich die Anwendung von deren Umkehrungen Arkussinus, Arkuskosinus und Arkustangens meist auf einen Tastendruck am Taschenrechner. Das vorliegende Material bietet Ihnen daher Übungsaufgaben, die Ihre Schülerinnen und Schüler tiefer in die Welt der Arkusfunktionen eintauchen lassen. Dabei bestimmen sie Definitions- sowie Wertebereiche und betrachten das Monotonieverhalten von Funktionen. Sie verknüpfen reelle Funktionen mit den Arkusfunktionen, bestimmen die zugehörigen Integrale und Ableitungen und zeichnen die Funktionsgraphen.
Verwandte Themen
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Extremwertprobleme und Flächenberechnungen bei einer Wurzelfunktionenschar
Bei einer Wurzelfunktionenschar und einer Geradenschar, die oft fälschlicherweise von Schülerinnen und Schülern aus der Wurzelfunktionenschar hergeleitet wird, werden die Parameter bestimmt, sodass bestimmte Eigenschaften vorliegen. Erweitert werden diese Aufgabenstellungen noch um Aufgaben zur Flächenberechnung von Dreiecken sowie zur Volumenberechnung von Körpern, die bei der Rotation eines Graphen um die x-Achse entstehen.
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Abiturvorbereitung Analysis
Mit sechs Übungstests können Sie den Wissensstand Ihrer Schülerinnen und Schüler im Bereich der Analysis überprüfen und sie auf das schriftliche Abitur vorbereiten. Die Zeitvorgabe und der Bewertungsschlüssel helfen den Lernenden dabei, ihre Fähigkeiten unter realistischen Bedingungen zu erproben. Die Aufgaben decken dabei eine weite Bandbreite verschiedener Funktionen ab – angefangen von einfachen rationalen Funktionen bis hin zum Logarithmus oder dem Arkussinus.
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Kreise
In zwei Aufgabenblättern beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit einer Reihe von Aufgaben zum Thema Kreis. Anhand der Gleichungen bestimmen sie Mittelpunkte und Radien, berechnen Schnittpunkte und stellen Tangentengleichungen auf. Auch das Aufstellen einer Kreisgleichung anhand gegebener Tangenten oder Punkte ist Teil der Aufgaben. Ferner stellen sich die Lernenden der Frage, ob gegebene Kreise symmetrisch in Bezug zu einer Geraden sind. Indem sie zu einzelnen Beispielen Skizzen anfertigen, vereinfachen die Schülerinnen und Schüler sich die Aufgaben.
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Flugzeug und Ball
Am Beispiel eines Flugzeugs und eines Balls betrachten die Schülerinnen und Schüler eine geradlinige, gleichförmige Bewegung. Anhand vorgegebener Positionen des Flugzeugs treffen sie Vorhersagen darüber, zu welchen Zeitpunkten es andere Punkte erreichen und wie hoch es dabei fliegen wird. Ferner untersuchen die Lernenden, welchen Weg ein geworfener Ball in einem quaderförmigen Raum zurücklegt. Dabei muss auch das Abprallen an den Wänden in die Überlegungen mit einbezogen werden.
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Kugeln und berührende Flächen
Dieses Material bietet Ihnen drei Aufgaben aus dem Bereich der Analytischen Geometrie an, bei denen Kugeln und die Kugeln berührende Ebenen im Mittelpunkt stehen. Da der Kugelradius senkrecht auf der berührenden Ebene (Tangentialebene) im Berührpunkt B auf dem Radius steht, spielt der Normalenvektor bei der Lösung der Aufgaben eine entscheidende Rolle. Die Schülerinnen und Schüler lernen, ihre bereits erworbenen Fähigkeiten in der Analytischen Geometrie im räumlichen Koordinatensystem sicher anzuwenden. Sie bestimmen Mittelpunkte und Radien von Kugeln, jeweils den Berührpunkt von Kugel und Ebene sowie die Gleichungen der berührenden Ebenen.
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Die Entdeckung der eulerschen Zahl
Mathematik betreiben, ist mehr als rechnerisches Kalkül. Dass die Mathematik über das bloße Anwenden und Ausrechnen auch Argumentieren bedeutet, rückt immer wieder in den Hintergrund. Oftmals stehen Rechenverfahren und deren Anwendung zu sehr im Vordergrund. In diesem Beitrag wird das Verständnis der Herleitung der Zahl e, das damit verbundene Erkenntnisinteresse der Einführung der eulerschen Zahl in die Mathematik und die besonderen Eigenschaften und Gesetzmäßigkeiten in der Differentialrechnung von e-Funktionen gefördert und kann durch die detaillierte Betrachtung der Herleitung vertieft und nachhaltiger gelernt werden.
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Fit fürs schriftliche Mathematik-Abitur
In diesem Beitrag finden Sie Klausuren für den Grund- bzw. Leistungskurs zur Bearbeitung ohne (hilfsmittelfrei) und mit dem GTR bzw. CAS aus den Bereichen Analysis, Analytische Geometrie und Stochastik. Die Bearbeitung der Klausuren soll zur Vorbereitung auf das schriftliche Abitur dienen. Eine Bepunktung der einzelnen Aufgaben, eine Bearbeitungszeitvorgabe sowie ein Bewertungsraster sorgen dabei für realistische Bedingungen.
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MINT Zirkel – Ausgabe 1, März 2023
Ob Pandemien die Rache der Natur sind, wie man fürs Klima experimentieren kann, wie uns Entchen zu den Müllstrudeln der Welt führen und warum das Integrationfach WAT/AWT an seine Grenzen gerät, erfahrt ihr in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Außerdem sind wieder ein paar Zusatzmaterialien für euch dabei. Jetzt reinschauen!
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Wer kann unterstützen?
Das Leben wird heute von vielen Kindern und Jugendlichen als schwierig und krisenhaft wahrgenommen. In der Schule tun sich einige schwer mit dem Lernen, manche zeigen Auffälligkeiten im Zusammensein mit anderen und nicht wenige erkranken an einer psychischen Störung. Der Unterstützungsbedarf über den Unterricht hinaus ist groß. In diesem Heft zur Frage „Wer kann unterstützen?“ finden Sie nach einer Einführung mit Einblicken in die Praxis und einem Überblick über schulinterne Unterstützungssysteme verschiedene konkrete Formen der Unterstützung in Schule. Beiträge zu Schulsozialarbeit und Schulpsychologie, aber auch zu evangelischer und islamischer Schulseelsorge sowie zu Kunsttherapie lassen deutlich werden, welches Potenzial diese Möglichkeiten für die Menschen an Schulen haben, die der Unterstützung bedürfen. Ein Artikel zur Schulbegleitung und ein Praxisbericht runden den Thementeil ab und zeigen auf, dass Kooperation und Multiperspektivität wichtige Elemente einer adressatenorientierten Schulentwicklung sind. Aus dem Inhalt: „Niemals hat mich jemand gefragt, wie es mir geht“ – Warum ist Unterstützung an der Schule wichtig und wer kann diese leisten? Unterstützung im Schulalltag. Kooperieren und vernetzen im schulinternen Unterstützungssystem; Allrounder im Dienst von Kindern und Jugendlichen. Schulsozialarbeit als breit aufgestelltes Unterstützungsangebot; Nah an Lernenden und Lehrenden. Die Chancen schulpsychologischer Hilfssysteme; (Denk-)Räume öffnen. Schulseelsorge als Anlaufstelle - Geistlicher Beistand für alle Schüler:innen? Zur Notwendigkeit einer muslimischen Schulseelsorge in Theorie und Praxis; „Meine Wut ist heute dunkelgrün!“ Von Gefühlssternen und Wutmonstern in der schulintegrierten Kunsttherapie - Schulassistenz. Schüler:innen mit Beeinträchtigungen im Klassenzimmer unterstützen; Von Diagnostik und runden Tischen. Zwei Beispiele, wie Schule Unterstützungssysteme nutzen kann; Unterricht mit Instagram & Co. Social-Media-Beiträge zum kompetenzorientierten Lernen nutzen; Sichere Apps für digitales Lernen. DSGVO-konforme Software für Unterricht und Schule; Hamstern und Horten. Eine ausführliche Textarbeit zur Vertiefung von verschiedenen Aufgabenformaten; Tiny-Häuser für Obdachlose. Übungsaufgaben zur Flächen- und Volumenberechnung; Sexual Tolerance. Anhand von Filmhelden auf Englisch über ein Tabuthema sprechen; Über Gerechtigkeit sprechen. Philosophieren mit Kindern und Jugendlichen; Der Vertrag von Versailles. Die Forderungen und Beschlüsse der Siegermächte; Wenn die „Pumpe“ schlapp macht. Drei Kreislauferkrankungen mit Fallbeispielen kennenlernen; Nachhaltig lernen. Ressourcen für die Verwirklichung persönlicher Ziele; Bildungsaufgaben und -fragen. Rezensionen.
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Wahrscheinlichkeiten bei einer Kugelpyramide
Pyramiden sind Schülerinnen und Schülern als geometrische Körper bzw. aus dem alltäglichen Leben bekannt. Setzt man eine Pyramide aus Kugeln zusammen und versieht die einzelnen Kugeln auf der Oberfläche (Mantelfläche) der Pyramide jeweils mit einem Punkt, so bieten die bepunkteten Kugeln die Grundlage für unterschiedliche Zufallsexperimente. Zur Lösung der Aufgaben setzen die Jugendlichen (vereinfachte) Baumdiagramme, bedingte Wahrscheinlichkeiten, die Binomialverteilung oder Sigma-Intervalle ein. Zudem überprüfen sie, ob zwei Ereignisse stochastisch abhängig oder unabhängig sind; sie testen Hypothesen und berechnen den Fehler 2. Art beim Hypothesentest.
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