Naturwissenschaften

Zahnräder im Mathematikunterricht

Veröffentlicht am 28.06.2007
  • Sekundarstufe II
  • Projektarbeit; Vorbereitung im Unterricht: 1 Stunde Projektpräsentation: 2-3 Stunden
  • Unterrichtsplanung, Arbeitsmaterial, Audiovisuelles Medium, Lernkontrolle
  • 1 Arbeitsmaterial

Um Modelle von Zahnrädern und einfachen Zahnradgetrieben zu entwickeln, wird das Computeralgebrasystem MuPAD in der hier vorgestellten Projektarbeit zur Visualisierung eingesetzt. Ebene Drehungen werden dabei mithilfe der trigonometrischen Funktionen definiert.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Für die Durchführung der hier angeregten Projektarbeit müssen Grundkenntnisse im Umgang mit MuPAD vorhanden sein (Prozeduren, Listen, Sequenzgenerator). Tipps und Anregungen zum Einsatz des CAS bietet das vom Autor dieser Unterrichtseinheit verfasste Buch "MuPAD im Mathematikunterricht" (Cornelsen: Volk und Wissen, ISBN-13: 978-3-06-000089-0).

  • Hinweise zum unterrichtlichen Einsatz
    MuPAD-Notebook 1 zum Thema Zahnrad kann im Klassenunterricht genutzt werden. Die Notebooks 2 und 3 sollten Projektarbeiten besonders interessierter Schülerinnen und Schüler initiieren, die bereit sind, sich auf weiterführende Themen einzulassen.
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Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • Kenntnisse über Kreis und Drehung auf die Konstruktion von Zahnrädern anwenden können.
  • erkennen, dass ein "naiv" konstruiertes Zahnrad technische Mängel aufweist, die durch Anwendung weiterführender mathematischer Verfahren behoben werden können.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaZahnräder im Mathematikunterricht
AutorRolf Monnerjahn
FachMathematik
Zielgruppeab Klasse 10
ZeitraumProjektarbeit; Vorbereitung im Unterricht: 1 Stunde Projektpräsentation: 2-3 Stunden
Technische VoraussetzungenVerfügbarkeit von MuPAD/Mathworks

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Avatar Rolf Monnerjahn

ist Realschullehrer für Mathematik, Physik und Informatik. Er ist Autor von Schulbüchern, Unterrichtshandreichungen und Lernsoftware und hat an Lehrplanentwicklung und an Modellversuchen zum computerunterstützten Unterricht mitgewirkt.

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