Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke
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Mathematik
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Gesamtwerk
Kombinatorik und Urnenmodell
Die Kombinatorik ist das Teilgebiet innerhalb der Stochastik, in dem es um die Bestimmung der Anzahl möglicher Anordnungen oder Auswahlen von Objekten geht. Innerhalb der Kombinatorik wird dann zwischen Permutationen, Kombinationen und Variationen unterschieden. Erfahrungsgemäß gehören Aufgabenstellungen aus der Kombinatorik zu den schwierigsten Problemen aus dem Bereich der Stochastik. Um sich einen gut nachvollziehbaren Zugang zu diesem Gebiet zu verschaffen, greift dieser Beitrag vor allem auf das sogenannte Urnenmodell zurück. Dieses Modell (Ziehen aus einer Urne) ist deshalb auch so wichtig, weil sich einerseits jedes Zufallsexperiment der Stochastik in dieses Modell übertragen lässt, und sich andererseits sämtliche Berechnungsformeln der Kombinatorik aus dem Urnenmodell herleiten lassen.
Gesamtwerk
Stochastik und Bevölkerung
Zwei Übungsblätter bieten Ihren Schülerinnen und Schülern anschauliche Textaufgaben zum Thema Bevölkerung. Die Jugendlichen finden die Verteilung von Rechts- und Linkshändern heraus, untersuchen den Anteil von Jungen- und Mädchengeburten oder berechnen den Wähleranteil einer fiktiven Partei in unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen. Dabei arbeiten sie mit Baumgraphen und Vierfeldertafeln, wenden die Pfadregeln an und bestimmen bedingte Wahrscheinlichkeiten.
Gesamtwerk
Flächeninhalte bei einer Dreieckschar
Zwei feste Punkte A und B bilden mit einem Punkt einer Punkteschar Ck eine Dreieckschar. Die Schülerinnen und Schüler zeigen, dass alle Punkte der Schar auf einer Geraden liegen und dass alle Dreiecke gleichschenklig sind. Sie bestimmen die Parameter der Punkte Ck, sodass das entstehende Dreieck gleichseitig bzw. rechtwinklig ist, und stellen eine von k abhängige Flächeninhaltsfunktion für die Dreiecke auf. Mit den Methoden der Analysis untersuchen sie diese Funktion bei eingeschränktem Definitionsbereich. Stochastische Überlegungen kommen ins Spiel, wenn die Jugendlichen mittels einer Unterteilung der entstehenden Flächeninhalte in vier Gruppen Ereignisse festlegen, deren Lösung mithilfe von (gekürzten) Baumdiagrammen oder der Binomialverteilung erfolgt.
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Gesamtwerk
Quadratisches gleichseitiges Antiprisma
Mit Spielzeug kann man auch in der Oberstufe gut in eine Unterrichtseinheit einsteigen. Insbesondere bei Aufgaben aus der Geometrie hat man damit sofort eine Vorstellung von dem betrachteten Körper und kann Ergebnisse von Winkelberechnungen näherungsweise abschätzen und überprüfen. Ein Antiprisma stellt einen nicht so häufig verwendeten, aber sehr anschaulichen Körper dar, an dem Ihre Schüler Winkel-, Flächen- und Volumenberechnungen durchführen.
Gesamtwerk
Kugeln, Ebenen und Kreise
Vier Übungsblätter bieten den Schülerinnen und Schülern eine Reihe von Aufgaben, die sich primär um die Kugel und ihre Gleichung drehen. Zusätzlich sind auch Kreise, Ebenen und Geraden Teil der Übungen. Die Lernenden bestimmen Schnittpunkte und Schnittwinkel, Tangenten und Tangentialebenen sowie die gegenseitige Lage von Objekten. Das Wissen um Polare und Polarebenen sowie der zentrischen Streckung ist in einigen Aufgaben von Vorteil.
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Bruchterme
Du fragst dich, was Bruchterme sind und wie du mit ihnen rechnest? Das und worauf du besonders achten musst, erklären wir dir hier im Video!
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Begabung fördern
Superschnelle Jugendliche, die unkonventionell denken und tief in ein Problem tauchen – so stellen wir uns oft begabte Lernende vor. Nicht immer zeigen sich Begabungen so direkt. Offenen, substanzielle Problemen, die von der ganzen Klasse bearbeitet werden können, zeigen, wo Potenziale liegen. Diese Ausgabe widmet sich der Begabungs- und Potenzialförderung (die Begabtenförderung im engeren Sinne einschließt). Vielfältige Zugänge und Lösungswege auf unterschiedlichem mathematischen Niveau sind hier möglich. Bei der Bearbeitung werden die verschiedenen Herangehensweisen und Problemlösestile erkennbar. Die Unterrichtsbeispiele wollen ermutigen, Elemente der Begabtenförderung im Unterricht einzusetzen und auch im Schulalltag zu etablieren. Vieles geht im Klassenzimmer, wie die Unterrichtsbeispiele zeigen. Eine weitergehende Förderung einzelner Schüler:innen kann in einem Drehtürmodell, in AGs oder in außerschulischen Angeboten erfolgen.
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Historiographische Perspektiven II
Historiographische Perspektiven II - Der Mathematikunterricht Nr. 3/2024
Gesamtwerk
Einmaleins verstehen, vernetzen, merken
Hilfen zur ganzheitlichen Erarbeitung des Einmaleins. In den meisten Bildungsplänen wird inzwischen gefordert, dass Kinder bei der Erarbeitung des Einmaleins nicht Malreihe für Malreihe auswendig lernen sollen. Vielmehr wird empfohlen, zunächst nur einige wenige, leicht zu merkende Kernaufgaben zu automatisieren. Von diesen ausgehend, lernen die Kinder das verständige rechnerische Ableiten aller anderen Aufgaben. Das Automatisieren des gesamten Einmaleins wird bewusst erst später, dann aber sehr gezielt betrieben. Der Praxisband führt in das fachdidaktisch wohlbegründete Konzept der "ganzheitlichen" Erarbeitung des kleinen Einmaleins ein. Das ganzheitliche Vorgehen hilft insbesondere auch Kindern mit sogenannter "Rechenschwäche", die mit dem traditionellen "Reihenlernen" oft dauerhaft scheitern. Es stellt aber hohe Anforderung an die Lehrperson. Deshalb bietet der Band das nötige didaktische Hintergrundwissen, konkrete Leitfäden für die Erarbeitung und das Üben des Einmaleins, zahlreiche Unterrichtsmaterialien und Kopiervorlagen für eine Lernkartei, die auch zum Download zur Verfügung stehen. Der Band richtet sich insbesondere an Referendarinnen und Referendare und an jene Grundschullehrkräfte, die in ihrer Ausbildung wenig auf den ganzheitlichen Zugang zum Einmaleins vorbereitet wurden. Darüber hinaus ist er auch hilfreich für Eltern und Förderkräfte, die Kinder beim Einmaleinslernen unterstützen wollen.
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Modellierung von Wachstumsvorgängen und Abbauprozessen
Die Cannabis-Legalisierung in Deutschland ist durch. Doch wie ist das eigentlich mit dem THC-Abbau im Körper: Wie lange sollte man nach dem Konsum von Cannabis kein Auto fahren? In dieser Unterrichtseinheit löst Ihre Klasse Problemstellungen im Sachkontext der THC-Konzentration, insbesondere im Rahmen der Modellierung von Wachstums- und Abklingvorgängen, und führt dabei unter anderem beliebige Exponentialfunktionen auf die natürliche Exponentialfunktion zurück. Gestalten Sie mit diesem Material Ihren Mathematikunterricht interessant und lebensnah.
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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.
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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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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.
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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.
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.
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