Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke Seite 54/144
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Mathematik
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Didaktische Prinzipien
Prinzipien geben wertvolle Orientierung bei der Gestaltung von Lernprozessen. Im Laufe der Zeit wurden mannigfache (mathematik-)didaktische Prinzipien formuliert. Welche sind besonders relevant? Was macht sie aus und wie werden sie umgesetzt? Aus dem Inhalt: genetisches Prinzip am Beispiel Mittelwerte; operatives Prinzip am Beispiel von Lagebeziehungen und Streumaßen; EIS-Prinzip am Beispiel Innenwinkelsumme und Galtonbrett. Mit der zugehörigen MatheWelt können die Lernenden (ab 10. Schuljahr) das Umkehren als Strategie beim Problemlösen erfahren – von Alltagsbeispielen ausgehend über Umkehroperationen bis zu Transferaufgaben zu quadratischen Funktionen.
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Dreiecke
Das Dreieck ist ein wahrer Schatz für den Geometrieunterricht, denn es lädt zu vielfältigen Entdeckungen einer einfachen ebenen Figur ein. Das vorliegende Themenheft konzentriert sich auf geometrische Handlungserfahrungen rund um das Dreieck. Viele Kinder haben bereits vor dem Beginn der Grundschulzeit Begriffswissen zum Dreieck erworben. Wie können sie ihr Begriffsverständnis schärfen und erweitern? Lassen sich dabei auch räumlich-visuelle Fähigkeiten fördern? Dreiecke sind in ihrer Grundkonstruktion einfachste geometrische Figuren, treten aber in verschiedenen Arten auf, die auch schon in der Grundschule zu thematisieren sind. Die Begriffsbildung zum Dreieck bietet dementsprechend vielfältige Anlässe zur Erkundung dieses Facettenreichtums, mit dem sich auch prozessbezogene Kompetenzen und räumlich-visuelle Fähigkeiten der Wahrnehmung und der Raumvorstellung fördern lassen. Die erprobten Praxisideen in diesem Heft greifen sehr unterschiedliche Angebote aus der ebenen Geometrie zum Umgang mit Dreiecken auf. Neben dem Erkennen und Benennen von (verschiedenartigen) Dreiecken werden Repräsentanten hergestellt oder es wird mit solchen Reprasentanten auf neue Weise weitergearbeitet. Zudem treten Dreiecke in der Grundschule natürlich auch als Flächenformen an räumlichen geometrischen Objekten auf (z. B. am Tetraeder oder am Dreiecksprisma) oder werden im Zusammenhang mit arithmetischen Inhalten betrachtet (z. B. als Rechendreiecke oder Dreieckszahlen in figurierten Zahlenfolgen). Aus dem Inhalt: Dreiecke: Variantenreiche „Bausteine“ der ebenen Geometrie; Kinder entwickeln ein Verständnis für den Begriff Dreieck; „Paulas Reisen“: Verschiedenartige Dreiecke untersuchen; Dreiecke in der Umwelt und in Kunstwerken wahrnehmen, untersuchen und klassifizieren; Zerlegen und Konstruieren mit Dreiecken; Vom runden Geobrett zur Zeichenuhr; Familie der Dreiecke: Gruppierung von Dreiecken nach ausgewählten Merkmalen; Dreiecksmehrlinge legen und nutzen; Anschauliche und haltbare Korpermodelle konstruieren
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So ein Zufall!
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Wir werden Gewichtsexperten!
Die Kinder müssen zum Ende der Grundschule Größenvorstellungen besitzen und mit Größen in Sachsituationen umgehen können. Deshalb sollten Standardeinheiten, der Vergleich von Gewichten, Größenangaben und unterschiedliche Schreibweisen wiederholt und trainiert werden. Auch Sachaufgaben sind hier eine hervorragende Übung, um unterschiedliche Kompetenzen parallel zu fördern.
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Kennst du dich aus im Gitternetz?
Das Gitternetz ist vor allem bekannt durch das Spiel "Schiffe versenken". Mit dem Zeichnen im Gitternetz werden Grundbegriffe der ebenen Geometrie eingeübt und die korrekte Handhabung von Zeichengeräten wie Bleistift und Lineal trainiert. In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler sich im Gitternetz zu orientieren, genau zu beobachten und grundlegende Fertigkeiten beim Zeichnen einzuüben. Der Schwerpunkt der Übungen beinhaltet das Vergrößern und Verkleinern von ebenen Figuren als Vorübung für das maßstabsgerechte Zeichnen.
Verwandte Themen
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Die Uhr, Uhrzeiten und Zeitspannen kennenlernen
Die Uhr und Zeitangaben kennenzulernen ist für Kinder der Grundschule zentral und ein wichtiger Schritt in der persönlichen Entwicklung der Schülerinnen und Schüler. In der vorliegenden Einheit lernen die Kinder verschiedene Uhren kennen, lesen Uhrzeiten ab, ordnen Zeitangaben zu und beschäftigen sich mit Zeitspannen.
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Differenzierte Übungen im Zahlenraum bis 20
"Wann rechnen wir endlich richtig?" Diese Frage bekommen Lehrkräfte oft nach den einführenden Ziffern-Schreib-Kursen und der ersten Orientierung im Zahlenraum von Schulanfängern zu hören. Mit diesem Beitrag steht ein buntes Angebot an Additionsaufgaben zur Verfügung, das einen abwechslungsreichen, spielerischen Zugang mit vielen verschiedenen Formaten bietet.
Gesamtwerk
Mit algebraischen Mitteln die Geometrie erforschen
In diesem Beitrag entdecken Ihre Schülerinnen und Schüler geometrische Beziehungen bei Strecken, ebenen Figuren und Körpern und leiten daraus besondere algebraische Gesetzmäßigkeiten her. Die Materialien fördern die gegenseitige Kommunikation der Lernenden und wecken das Problembewusstsein mit Problemstellungen, die sich fast durchweg außerhalb der gängigen Lerninhalte bewegen. Die Materialien sind unabhängig voneinander einsetzbar. Methodisch können die Arbeitsaufträge als Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit bearbeitet oder auch in einem Stationenlauf eingesetzt werden.
Gesamtwerk
Figurierte Zahlen in Ebene und Raum
Mit dem Thema figurierte Polyederzahlen können Sie die spannende Thematik von figurierten Zahlen von der Ebene in den Raum fortsetzen. Dabei nutzen die Schülerinnen und Schüler beim handlungsorientierten Zusammenarbeiten die Darstellungsform der Polyeder. In dieser Unterrichtseinheit werden schwerpunktmäßig figurierte Polyederzahlen – Tetraeder- und Pyramidenzahlen – erforscht. Diese Zahlenfolgen werden aus bekannten (nicht zentrierten) figurierten Zahlen gebildet. Die Abbildung der zugrundeliegenden Zahlenfolgen als Kugelmuster erleichtert die Veranschaulichung der räumlichen Darstellung. Zum Modellieren ihrer Lösungen müssen die Schülerinnen und Schüler vielfältige mathematische Strategien anwenden.
Gesamtwerk
Lineare Funktionen
Die Algebra ist eine der großen Themenbereiche des Faches Mathematik. Die Schülerinnen und Schüler müssen die Gesetzmäßigkeiten der Algebra beherrschen, um die Prüfung der mittleren Reife erfolgreich bestehen zu können. Aber auch auf den weiterführenden Schulen bleibt den Lernenden die Auseinandersetzung mit algebraischen Problemstellungen auf dem Weg zum Abitur nicht erspart. Mit dieser Übungseinheit festigen die Schülerinnen und Schüler ihre Fertigkeiten und Fähigkeiten im Umgang mit Geraden. Außerdem üben die Lernenden, wie man auf verschiedenen Arten lineare Funktionen darstellen kann: die Wertetabelle, die Funktionsgleichung und der Graph sind Darstellungsformen für lineare Funktionen. Sie zeichnen Geraden, berechnen Wertetabellen und untersuchen die Lagebeziehung zweier Geraden anhand ihrer Funktionsgleichungen.
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digital unterrichten – Mathematik -7/2020
digital unterrichten – Mathematik -7/2020
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Die Entwicklung von Covid-19 aus mathematischer Sicht
Diese Unterrichtseinheit bietet anhand authentischer Kontexte die Möglichkeit, insbesondere die Kompetenzbereiche Modellieren und Werkzeuge nutzen zu stärken. Mathematik kann sich nur im Wechselspiel zwischen der Theorie und der Realität entwickeln, um so einen Beitrag zu leisten, die uns umgebende Welt zu verstehen und mitzugestalten. Die Materialien erlauben weitgehend eine selbstständige Erarbeitung der Sachzusammenhänge. Der GTR nimmt in diesem Beitrag einen breiten Raum ein, zum einen ist er ein wichtiges Hilfsmittel für die Berechnungen und grafischen Darstellungen im Zusammenhang mit Modellfunktionen, zum anderen bietet er Experimentiermöglichkeiten, um beispielsweise die e-Funktion als Lösung der Zerfallsgleichung durch Probieren zu finden.
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Steig- und Sinkflug beim Segelfliegen
Ohne Motor und mit einer ordentlichen Portion Mut geht es hoch in die Lüfte. Eine Seilwinde beschleunigt die schlanken Flieger, bis sie abheben. Danach nutzen die Piloten geschickt die Thermik aus und können so mehrere Stunden in der Luft bleiben. In diesem Beitrag werden die verschiedenen Segelflugphasen mit Polynomfunktionen modelliert. Mithilfe von Ableitungs- und Integralfunktionen bestimmen die Schüler und Schülerinnen damit unter anderem Flughöhen, -zeiten und Maximalgeschwindigkeiten.
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Reelle Funktionen
Dieser Beitrag enthält Lernerfolgskontrollen im Bereich der Exponential- und Logarithmusfunktionen. Ziel ist es, das Wissen der Schüler durch vorgefertigte Tests zu prüfen.
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Gebrochenrationale Funktionen
Eine Rennstrecke zu meistern, ist so anspruchsvoll wie das Lösen gebrochenrationaler Funktionen, mit denen sich der Verlauf der Rennstrecke modellieren lässt. Dieser Beitrag enthält Lernerfolgskontrollen im Bereich der gebrochenrationalen Funktionen. Ziel ist es, das Wissen der Schüler durch vorgefertigte Tests zu prüfen.
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Ganzrationale Funktionen
Stromtarife lassen sich durch eine ganzrationale Funktion modellieren. In diesem Beitrag geht es um Übungen im Bereich der ganzrationalen Funktionen. Ziel ist es, das Wissen der Schüler durch vorgefertigte Tests unter Beweis zu stellen und ihr Zeitmanagement zu fördern.
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Prognoseintervalle mit CAS-Rechner
Wirft man eine „ideale“ Münze n-mal und betrachtet das Ergebnis „Wappen“ als Treffer, so geht man davon aus, dass die Trefferwahrscheinlichkeit p = 0,5 ist. Trotzdem wird es in einer konkreten Stichprobe des Umfangs n häufig passieren, dass nicht genau die Hälfte der Ergebnisse „Wappen“ lautet. Vielmehr wird man erwarten dürfen, dass die Anzahl der Treffer zufallsbedingt in einem Intervall um den Erwartungswert liegt. Im Mathematikunterricht der Oberstufe lassen sich solche Prognoseintervalle im Zusammenhang mit den Sigma-Regeln der Binomialverteilung quantitativ berechnen und inhaltlich interpretieren. Sie bieten einen sehr guten Zugang zur Betrachtung von Konfidenzintervallen.
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Silbenrätsel zu stochastischen Grundbegriffen
Mit diesen Silbenrätseln wiederholen Ihre Schüler auf spielerische Art und Weise stochastische Grundbegriffe. Insbesondere für die Vorbereitung auf eine Klausur eignet sich dieser Beitrag.
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James Bond und Baccara
Zum Einstieg in diese Unterrichtseinheit kann ein Ausschnitt aus einem James-Bond-Film gezeigt werden. Im weiteren Verlauf werden zusätzliche Filmausschnitte analysiert. Diese Möglichkeit hat man im Mathematikunterricht nicht oft. Die Schüler erarbeiten die Regeln für das Glücksspiel Baccara (Variante „chemin de fer“). Sie berechnen Wahrscheinlichkeiten für ausgewählte Ereignisse.
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Mittelwert und Median, Quartile
Diese Unterrichtseinheit behandelt die sogenannten „statistischen Lagemaße“: Mittelwert, Median und die Quartile. In statistischen Erhebungen wie etwa Befragungen erlauben diese Maße eine gute erste Beurteilung der Verteilung der Daten. Ihre Schüler lernen mit den hier zusammengestellten Aufgaben anhand von kurzen und einfachen Datenreihen die Begriffe kennen und üben ihre Ermittlung ein. Außerdem sind erste Anwendungen beispielhaft enthalten. Schließlich finden sich etwas schwierigere Aufgaben, die vor allem den Unterschied von Mittelwert und Median anschaulich verdeutlichen.
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Fehler bei der Produktion
Es wird viel produziert! Besonders bei der Massenanfertigung können kleine Fehler große Auswirkungen haben. In diesem praxisnahen Beitrag lernen die Schüler, dass die Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik unverzichtbar in unserer heutigen Welt geworden sind. Besonders die Binomialverteilung und bedingte Wahrscheinlichkeiten dienen den Schülern hier als Werkzeug, um Fehler in der Fertigung abschätzen und bewerten zu können.
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MINT Zirkel - Ausgabe 3, Oktober 2020
Escape-Games im Chemieunterricht? Nachhaltige Ernährung durch digtales Spielen? Und wie man den Schulalltag entschleunigt? In dieser Ausgabe haben wir wieder spannende Artikel zu diesen Themen und noch vielen weiteren zusammengetragen. Zusätzlich dürft ihr euch auch auf tolle Arbeitsblätter zur Ergänzung der Artikel „Fleischkonsum und Nachhaltigkeit“ und "Des Menschen Bild vom Tier" freuen.
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Analytische Geometrie am Himmeli
Mit einem traditionellen Weihnachtsschmuck aus Skandinavien, dem „Himmeli“, verbessern die Lernenden in diesem Beitrag besonders ihr räumliches Vorstel-lungsvermögen. In vielfältigen Aufgaben und Problemstellungen wenden sie ihr Können und Wissen der analytischen Geometrie an und bestimmen etwa Schnitt-punkte, Schnittwinkel und Abstände zwischen Geraden und Ebenen.
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Über Kegel, die eine Kugel enthalten
Nehmen wir einmal an, die Eiskugeln schmelzen. Dann ist die kegelförmige Eistüte mit Wasser gefüllt. Oder konkreter: Was passiert mit dem Wasserspiegel, wenn man die Inkugel aus einem auf der Spitze stehenden, vollständig mit Wasser gefüllten Kegel entfernt? Versucht man dieses oder ähnliche Probleme zu lösen, sind verschiedene Teilgebiete der Mathematik hilfreich. So können beispielsweise Kenntnisse aus elementarer Geometrie, analytischer Geometrie oder der Analysis hier vernetzt werden.
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Untersuchung einer Abzugshaube beim Schmieden
Ein Hobbyschmied möchte in seiner Heimwerkstatt in einer Mauerecke über einer Schmiedebank eine Abzugshaube anbringen. Bei dieser praktischen Anwendungsaufgabe bestimmen die Lernenden Abstände, Schnittmengen, Schnittwinkel sowie Flächeninhalte und Volumina elementargeometrisch und mithilfe der Vektorrechnung.
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