Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke Seite 4/47
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Mathematik
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RAABE
Gesamtwerk
Interpretation eines Graphen und Zusammenhänge bei Arkusfunktionen
Die zwei Übungstests in diesem Material eignen sich sowohl zur Wiederholung des Stoffs der Analysis als auch zur Selbstkontrolle der Schülerinnen und Schüler, wobei ein Bewertungsschlüssel und eine Zeitvorgabe für realistische Prüfungsbedingungen sorgen. Thematisch dreht sich der erste Test um die Interpretation eines vorgegebenen Funktionsgraphen sowie um das Arbeiten mit einer Funktion mit Exponentialterm. Im zweiten Test arbeiten die Lernenden mit Arkusfunktionen, nehmen eine Abschätzung vor und betrachten Zusammenhänge zwischen den Funktionen.
Gesamtwerk
Extremwertaufgaben lösen
Dieses Material liefert Ihren Schülerinnen und Schülern Texte, die Extremwertaufgaben enthalten. Es gilt, den Inhalt zu erfassen und ein passendes mathematisches Modell zu finden. Dann müssen die Lernenden eine geeignete Lösungsmethode wählen und das Ergebnis im Sinne der Aufgabenstellung interpretieren. Die Aufgaben stammen aus den unterschiedlichsten Bereichen, z. B. der Astronomie, der Schifffahrt und der Biologie. Neben graphischen Methoden und den Werkzeugen der Differenzialrechnung kommt der Solver von Excel zum Einsatz. Dieses Tool ist sehr mächtig. Man kann damit Variationen der Ausgangsbedingungen leicht berücksichtigen.
Gesamtwerk
Grundlagen der ebenen Geometrie
Die Materialien behandeln die Grundlagen der ebenen Geometrie und eignen sich sowohl als Ergänzung zur Einführung in das Thema als auch zur Wiederholung. Die Schülerinnen und Schüler lernen zweidimensionale Vektoren kennen und bilden damit Geraden in der Ebene. Es folgt eine Betrachtung von Kreisen. Dabei unterscheiden die Lernenden die verschiedenen Möglichkeiten, wie zwei Kreise zueinander liegen können, aber auch, wie eine Gerade zu einem Kreis liegen kann. Schließlich betrachten die Jugendlichen auch die Kegelschnitte und ihre Gleichungen in der Ebene: die Ellipse, die Hyperbel und die Parabel.
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Gesamtwerk
Würfelgebäude bauen und untersuchen
Ein gutes räumliches Vorstellungsvermögen ist nicht nur für den Mathematikunterricht wichtig, auch die Umwelt wird dadurch besser erschlossen. In dieser Unterrichtseinheit bauen die Kinder Würfelgebäude mit und ohne Vorgaben. Sie nutzen, erstellen und prüfen Baupläne, beschäftigen sich mit den verschiedenen Perspektiven der Gebäude, berechnen die Anzahl der verbauten Würfel und ergänzen Würfelgebäude zu vollen Quadern. Ein Spiel rundet die Unterrichtseinheit ab.
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Rückwärtsrechnen leicht gemacht
Für Kinder gibt es in der Welt der Zahlen stets neue Entdeckungen zu machen. In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler Umkehraufgaben kennen und durchdringen so die Zusammenhänge zwischen den Grundrechenarten. Die Kinder lernen, Rechenaufgaben umzukehren, ihre Rechenergebnisse zu überprüfen und einfache Gleichungen mit Platzhaltern zu lösen. Es geht darum, die Neugier der Kinder zu wecken und ihnen zu zeigen, wie vielseitig Mathematik sein kann.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Wie viel kostet das?
Geldbeträge gehören zum Alltagsleben von Kindern und Erwachsenen. Sie begegnen uns beim Einkaufen im Supermarkt oder bei anderen Gelegenheiten wie einem Flohmarkt. Um unser Geld richtig einteilen zu können, ist es notwendig, eine Vorstellung von Werten und Preisen zu entwickeln. Auf dieser Grundlage kann später der sachgerechte Umgang mit Geld erlernt werden. In diesem Beitrag für den Mathematikunterricht der Grundschule sollen die Kinder Anker für Preisgruppen kennenlernen und Relationen mathematisch notieren können.
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Minusrechnen im Anfangsunterricht
Abziehen, verringern, wegnehmen - im Alltag gibt es viele Begriffe für das Abziehen einer Zahl von einer anderen. In dieser Unterrichtseinheit für das Fach Mathematik lernen die Kinder, was das Minusrechnen mathematisch bedeutet. Die Materialien sind für den Anfangsunterricht in Mathematik für die Rechenoperation Subtraktion gedacht. Anschauliche Bilder vermitteln den Schülerinnen und Schülern ein visuelles Verständnis der Rechenoperation. In diesem Zusammenhang werden auch die Zahlenfreunde wiederholt. Die Übungen sind eingebettet in eine Begleitgeschichte rund um die Zwerge Fritz und Frida, die die Lernenden zusätzlich motiviert.
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Mathematische Aspekte von Gerrymandering
"Gerrymandering is illegal, but only mathematicians can prove it" titelt die Zeitschrift Wired am 16. April 2017. Diese Unterrichtseinheit verdeutlicht die mathematischen und ethischen Aspekte des im amerikanischen Wahlsystem bedeutenden Gerrymandering. Dabei regt sie die Lernenden zur kritischen Reflexion über Wahlgerechtigkeit auch in sich selbst bezeichnenden demokratischen Systemen an. Nutzen Sie das Material, um Demokratiebildung und interkulturelles Lernen fächerübergreifend zu fördern. Zeigen Sie auf, wie Mathematik auch in Gesellschaft und Politik eine Rolle spielt.
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Daten erfassen, darstellen und auswerten
Der Umgang mit Daten ist eine wichtige Basiskompetenz. Oft kommt im Unterricht die Frage auf, wozu man Mathematik in der Lebenswelt nutzen kann. Gleichzeitig ist die Demokratieförderung und damit unter anderem die Vermittlung des Verständnisses von Beteiligungsprozessen eine wichtige Aufgabe der Schulen. Diese Einheit ermöglicht es den Lernenden, Daten und Diagramme zu gebrauchen, um Wahlergebnisse zu beschreiben und zu interpretieren. Dies werden die Lernenden üben, indem sie diverse Methoden und binnendifferenzierte Übungsformen anwenden.
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Binomische Formeln algebraisch und geometrisch betrachtet
Mit Variablen zu rechnen, stellt viele Lernende vor große Herausforderungen. Wenn die binomischen Formeln eingeführt werden, sitzen oft die Grundlagen hierfür nicht mehr. Daher gliedert sich diese Unterrichtseinheit in drei Teile: im ersten Teil wird das Quadrieren von Produkten und Brüchen wiederholt, zudem das Aufl ösen von einem Minus vor der Klammer sowie das Multiplizieren zweier Terme, die in Klammern stehen. Sitzen diese Grundlagen, können Sie im zweiten Teil die binomischen Formeln als Vereinfachung des Multiplizierens zweier Klammern einführen. In Teil drei werden die binomischen Formeln geometrisch hergeleitet. Die beigefügte PowerPoint-Präsentation unterstützt das Verstehen und Erlernen der Teile eins und zwei begleitend und visuell.
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Größen in der Natur
Wale gibt es in verschiedenen Größen und Gewichtsklassen. Sie fressen unterschiedlich viel, tauchen unterschiedlich tief und lang und unterscheiden sich auch sonst in ganz vielen Einzelheiten. Na, wenn das nicht spannendes Material für abwechslungsreiche Berechnungen bietet! In dieser Einheit beschäftigen sich die Kinder intensiv mit den Riesen der Meere und üben so den Umgang mit Längen, Gewichten, Zeitmaßen und verschiedenen Rechenverfahren.
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Addition und Subtraktion bis 1000
Mit dieser Unterrichtseinheit können Grundschulkinder der dritten Klasse Plus- und Minusrechnen im Zahlenraum bis 1000 üben. Mithilfe zahlreicher visueller Darstellungen erarbeiten die Kinder halbschriftliche Rechenstrategien und schriftliche Rechenverfahren selbstständig und können sich optimal auf den Umgang mit größeren Zahlen vorbereiten. Durch den Vergleich der Strategien, das Aufstellen eigener Aufgaben und die Untersuchung von Mustern entwickeln die Schülerinnen und Schüler ein tiefes Verständnis der Grundrechenarten Addition und Subtraktion.
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Mengen erfassen
Kinder beginnen schon sehr früh zu zählen. Dabei zählen sie jedes Element einzeln ab. Erst später erfassen sie Mengen auf einen Blick oder durch taktisches Zählen, wie in 2er- oder 3er-Schritten. Es hat sich bewährt, in der 1. Klasse den Zahlenraum schrittweise zu erweitern und die Mengen sukzessive zu vergrößern. Deshalb gliedert sich diese Einheit für den Mathematikunterricht der Grundschule in drei Zahlenraum-Bereiche (bis 6, bis 10 und bis 20) mit vielfältigen und abwechslungsreichen Übungsangeboten. Im anschließenden Stationenlauf mit fünf Stationen können Ihre Schülerinnen und Schüler ihr erworbenes Wissen noch einmal testen. Hierbei steht das Arbeiten in Gruppen und das spielerische Miteinander im Vordergrund. Eine Reihe von Bewegungsspielen und der Ausblick auf den Zahlenraum größer 20 runden den Beitrag ab.
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Geometrische Formen
Spätestens im Kindergarten begegnen den Kindern geometrische Formen wie Dreiecke, Kreise und Vierecke. Die Auseinandersetzung mit diesen fördert die kognitiven Fähigkeiten der Kinder, denn das Erkennen von geometrischen Formen zählt zu den grundlegenden mathematischen Vorläuferkompetenzen. Außerdem erfolgt durch die Beschäftigung mit geometrischen Inhalten eine hohe Motivation für das Mathematiklernen. In dieser Unterrichtseinheit für den Mathematikunterricht der Grundschule erkunden die Kinder Gemeinsamkeiten und Unterschiede der geometrischen Formen.
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Rätselspaß Adventskalender
Den Unterricht in der Adventszeit spannend gestalten? Das gelingt Ihnen mit diesem Adventskalender: Ihre Klasse muss mittels mathematischen Geschicks und logischen Denkens über mehrere Tage hinweg einen spannenden Fall lösen. Tatorte sichten, Hinweise sammeln, Kombinieren und Aufklären. Wer schon einmal in einem Escape Room war, weiß: Im Team funktioniert das am allerbesten.
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Muster erkennen, beschreiben und fortsetzen
Muster findet man oft in der Lebenswelt. Auch in der Mathematik hat man sich seit Jahrzehnten für Muster interessiert und versucht, Regelmäßigkeiten zu entdecken. Die in diesem Material angelegte Lernumgebung basiert auf Punktemuster- und Zahlenfolgenaufgaben. Sie bieten den Lernenden neben der Möglichkeit, einzelne Aufgaben unterschiedlich zu bearbeiten, verschiedene Zugänge und Niveaustufen an.
Gesamtwerk
Schriftliches Dividieren
Die sichere Beherrschung der Grundrechenarten wird meist vorausgesetzt. Da aber gerade das schriftliche Dividieren oft besonders schwerfällt und die Lernenden häufig ganz unterschiedliche Voraussetzungen aus der Grundschule mitbringen, ist es wichtig, dieses Thema gründlich zu wiederholen. In dieser Unterrichtseinheit lösen die Lernenden in Gruppen Divisionsaufgaben mit und ohne Rest, zeichnen die Ergebnisse in ein Koordinatensystem ein und können ihre Ergebnisse anhand der entstandenen Figuren selbstständig kontrollieren. Mit der Rahmung von beruflichen Tätigkeiten und den chinesischen Tierkreiszeichen wird dabei die berufliche Orientierung und das interkulturelle Lernen gefördert.
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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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