Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke
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Mathematik
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Gesamtwerk
Graphisches Ableiten
Bei der Kurvenuntersuchung liefern die drei Ableitungen einer Funktion Kriterien für notwendige und hinreichende Bedingungen zum Bestimmen markanter Punkte des Funktionsgraphen (Hoch-, Tief-, Wende- und Sattelpunkt) und werden zur Verlaufsbestimmung des Graphen (Monotonie, Krümmungsverhalten) angewendet. Somit kann grob der Verlauf einer Funktion gezeichnet werden. Den Schwerpunkt dieser Unterrichtseinheit bildet das graphische Differenzieren. Lassen Sie Ihre Klasse Erkenntnisse sowohl im Plenum als auch in Einzelarbeit, Partnerarbeit und Gruppenarbeit erarbeiten und in Stationenarbeit vertieft üben.
Gesamtwerk
Lineare Regression
Wie interpretiert man Messdaten und Statistiken? Hier wird die Linearregression als eine der Möglichkeiten vorgestellt, die zwar aufwendig, aber dennoch auch von Hand lösbar ist. Als Grundausstattung in modernen Tabellenkalkulationsprogrammen und Taschenrechnern enthalten ist sie heute leicht verfügbar.
Gesamtwerk
Lotterie, Würfel und Roulette
Wie muss man eine Lotterie gestalten, damit sie einerseits für potenzielle Spieler und Spielerinnen interessant ist, andererseits diese dann genügend Geld verlieren, um so ein gemeinnütziges Projekt zu finanzieren? Die Lernenden untersuchen hier einige Lotterie-Ideen mit den Gesetzen der Stochastik.
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Gesamtwerk
KI verstehen: Wie Maschinen lernen
Künstliche Intelligenz (KI) und ihre Anwendungen in der Schule zu thematisieren - das ist eine Herausforderung. Komplexe und umfangreiche Datensätze gehen in die Entwicklung von KI-Systemen ein. Bausteine für ein Verständnis algorithmischer Methoden des maschinellen Lernens können durchaus vermittelt werden, wenn man verschiedene elementare mathematische Themen neu akzentuiert und moderne Anwendungen einbringt. Bildung rund um Künstliche Intelligenz (KI) und ihre Anwendungen ist eine Herausforderung für viele Unterrichtsfächer: Informatik, Sozial- und Naturwissenschaften, Ethik und natürlich Mathematik. KI ist ein dynamisches Gebiet mit modernen mathematischen und algorithmischen Methoden. Komplexe und umfangreiche Datensätze gehen in die Entwicklung von KI-Systemen ein. Die Methoden können nicht umfassend im Unterricht aufgeschlüsselt werden. Bausteine für ein Verständnis können aber schon vermittelt werden, wenn man verschiedene elementare mathematische Themen neu akzentuiert und moderne Anwendungen einbringt. In dieser Ausgabe finden Sie dazu konkrete Anregungen und erprobte Vorschläge für Ihren Mathematikunterricht.
Gesamtwerk
Modell- und Prognosefunktionen
Cannabis, Marihuana, Weed, Pot, Dope oder einfach Gras. Es gibt viele Bezeichnungen für eine Droge, die polarisiert und gleichzeitig viele junge Erwachsene anspricht. Sachliche, neutrale und wissenschaftlich fundierte Informationen über Cannabis sind gerade im Zuge der Legalisierung so wichtig wie nie. Die Pharmakokinetik, also die Beschreibung der Prozesse, die das Betäubungs- und Arzneimittel im Körper durchläuft, bietet zudem interessante mathematische Einblicke und ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, ihr Wissen aus der Analysis anzuwenden.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
MINT Zirkel – Ausgabe 2, Mai 2024
Diese Ausgabe widmet sich spannenden Fragen rund um Energie, Bildung, Technologie und Gesellschaft. Sie zeigt, wie energieintensiv das Internet ist, welche Chancen Elektrolyseure für die Energiegewinnung bieten und wie E-Mobilität im Unterricht erlebbar wird. Außerdem geht es um nachhaltige Materialien, die beschleunigte Ausdehnung des Weltraums und neue Perspektiven auf Schule, Wertevermittlung und Wandel. Beiträge zu ChatGPT greifen sowohl seine Rolle in der Mathematik als auch in der Wissenschafts- und Unterrichtskommunikation auf.
Gesamtwerk
Männer und Frauen, Kombinationen und Gewinnwahrscheinlichkeiten
Auf wie viele Arten lässt sich eine Gruppe von Männern und Frauen an einem Tisch platzieren? Wie viele Möglichkeiten gibt es, einen Kuchen mit Marzipanherzen zu garnieren? Mit welcher Wahrscheinlichkeit lassen sich Volksfestspiele gewinnen? In anschaulichen Beispielen, die den Lernenden dabei helfen, einen Bezug zwischen mathematische Ideen und der Realität herzustellen, lösen die Lernenden Aufgaben aus dem Bereich der Kombinatorik und der Wahrscheinlichkeitsrechnung.
Gesamtwerk
Binomial- und Normalverteilung
Ausgehend von der Binomialverteilung wird hier ein gedanklicher Weg bis zu Konfidenzintervallen skizziert. Ihre Klasse setzt sich mit der Binomialverteilung, der Dichtekurve der Gaußschen Normalverteilung und Konfidenzintervallen auseinander. Ihre Schülerinnen und Schüler können sich dabei mithilfe von GeoGebra und anderen digitalen Hilfsmitteln viele der Inhalte auch selbstständig erarbeiten. Digitale Medien und spielerische LearningApps lockern die Inhalte auf und sorgen für Motivation.
Gesamtwerk
Gesunder Schlaf
Und schon wieder klingelt der Wecker viel zu früh. Nur noch einmal umdrehen. Ich schlafe bestimmt nicht mehr ein. Kennen Sie das? Ihre Schüler und Schülerinnen garantiert. In den Materialien setzen sich die Lernenden mit ihrem Schlaf auseinander und nutzen dabei verschiedene Werkzeuge der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Dabei lernen sie auch, was gesunder Schlaf eigentlich bedeutet. Sie stärken ihre digitalen Kompetenzen mit dem Sammeln und Auswerten eigener Daten, verbessern ihre Teamarbeit und erstellen dynamische Visualisierungen.
Gesamtwerk
Enaktive Zugänge gestalten
Wie kommt die Mathematik in den Kopf? Ein praktischer Zugang liegt im handelnden Umgang mit geeignetem Material. Enaktive Ansätze sind ein notwendiger Zugang zu mathematischen Inhalten, damit Schülerinnen und Schüler ein tragfähiges Verständnis zu mathematischen Begriffen, Konzepten und Verfahren aufbauen können. Im Mittelpunkt steht die Auseinandersetzung mit realen oder virtuellen Objekten in frei erkundenden oder strukturiert angeleiteten Lernumgebungen.
Gesamtwerk
Raumgeometrie mit digitalen Werkzeugen
Raumgeometrie mit digitalen Werkzeugen
Gesamtwerk
Bau und Flug eines Lenkdrachens
Das Basteln und „Fliegenlassen“ von Drachen bereitet Jugendlichen, aber auch Erwachsenen großen Spaß. Mit den Werkzeugen der Analysis untersuchen Ihre Schülerinnen und Schüler den Bau eines speziellen Lenkdrachens. Beim „Fliegenlassen“ wird anschließend die Lage des Drachens in der Luft ermittelt.
Gesamtwerk
Symmetrien, Stammfunktionen und Funktionenscharen
Überprüfen Sie die Leistung Ihrer Schülerinnen und Schüler mithilfe von sechs Übungstests, oder lassen Sie die Jugendlichen damit selbstständig ihre Fähigkeiten einschätzen. Für realistische Prüfungsbedingungen sorgen ein Bewertungsschlüssel sowie eine Zeitvorgabe. Im Rahmen der Aufgaben arbeiten die Jugendlichen mit verschiedenen Arten von Funktionen, auch abschnittsweise definierte Funktionen kommen dabei vor. Die Schülerinnen und Schüler führen Kurvendiskussionen durch, berechnen Flächeninhalte mithilfe per Integration und spiegeln Funktionen an den Koordinatenachsen. Die Bildung von Schnittwinkeln und die Untersuchung von Symmetrien runden das Aufgabenspektrum ab.
Gesamtwerk
Vermischte Übungen aus Analysis
Drei Übungsblätter stellen die Schülerinnen und Schüler vor verschiedene Herausforderungen aus dem Bereich der Analysis. Integrale und Ableitungen sind ebenso ein Teil der Aufgaben wie Grenzwerte und einfache Differenzialgleichungen. Auch das Schließen auf eine Funktionsgleichung anhand eines vorgegebenen Graphen kommt in den Übungen vor, ebenso eine Textaufgabe, bei der die Jugendlichen den Beschreibungstext in die Sprache der Mathematik übersetzen müssen. In den meisten Beispielen kommen rationale Funktionen oder Exponentialfunktionen vor, vereinzelt müssen die Schülerinnen und Schüler auch mit dem Logarithmus oder den trigonometrischen Funktionen arbeiten. Das Niveau der Beispiele bewegt sich von sehr einfach bis schwierig.
Gesamtwerk
Das Delische Problem
Die Aufgabe, zu einem gegebenen Würfel einen Würfel mit dem doppelten Volumen mit Zirkel und Lineal (ohne Markierungen) zu konstruieren, gehört zu den klassischen Aufgaben der griechischen Antike und wird Delisches Problem genannt. Obwohl eine Konstruktion nicht möglich ist, kann die Kantenlänge des Würfels mit doppelten Volumen ausgehend von der Dreiteilung einer der Quadratseiten und den daraus resultierenden Rechtecken hergeleitet werden. Mithilfe von Spiegelungen von Eckpunkten der Rechtecke und den dazu gehörenden Funktionen ergibt sich für eine Quadratseite ein Teilverhältnis, aus dem sich, übertragen in ein räumliches Koordinatensystem, ein Würfel mit doppeltem Volumen ergibt.
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