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Die Zukunft des MINT-Lernens: digitale Lernumgebungen für den MINT-Unterricht

Dossier

Unterrichtsmaterial zum digitalen Lernen im MINT-Unterricht der Sekundarstufen Wie können digitale Medien im MINT-Unterricht pädagogisch und didaktisch sinnvoll eingesetzt werden, um positive Effekte auf die Lernprozesse von Schülerinnen und Schülern zu haben? Die hier gebündelten Unterrichtseinheiten für die Fächer Informatik, Mathematik und Physik zeigen beispielhaft auf, wie digitale Medien den MINT-Unterricht der Sekundarstufen bereichern können. Die Lernenden beschäftigen sich anhand von digitalen Lernumgebungen mit Themen wie der mathematischen Modellierung, Künstlicher Intelligenz, funktionalen Zusammenhängen oder Messunsicherheiten. Alle Unterrichtseinheiten verfügen über einen Stundenverlaufsplan, einen Link zur jeweiligen Lernumgebung und Kompetenz-Zuordnungen. Neben Fach-, Medien- und Sozialkompetenzen werden dabei auch zu erwerbende 21th-Century-Skills aufgeführt. Weiterhin weist jede Unterrichtseinheit im didaktisch-methodischen Kommentar digitale Kompetenzen aus, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen. Die Beiträge sind im Rahmen des von der Deutschen Telekom Stiftung geförderten Projekts "Die Zukunft des MINT-Lernens" entstanden. Das Dossier wird kontinuierlich um weitere Unterrichtseinheiten ergänzt. Über das Projekt "Die Zukunft des MINT-Lernens" Im Projekt "Die Zukunft des MINT-Lernens" entwickeln fünf Universitäten ( Humboldt-Universität zu Berlin , die Technische Universität Kaiserslautern , die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel , die Universität Koblenz-Landau und die Universität Würzburg ) seit Herbst 2018 in einem Entwicklungsverbund gemeinsam Konzepte für einen guten MINT-Unterricht in der digitalen Welt . Diese werden in die Aus- und Fortbildung von MINT-Lehrkräften integriert sowie von Expertinnen und Experten aus Deutschland, Estland, den Niederlanden und Österreich unterstützt.

  • Fächerübergreifend
  • MINT: Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik

Proportionale und antiproportionale Zuordnung

Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit für das Fach Mathematik der Klasse 7 führt die Schülerinnen und Schüler über proportionale und antiproportionale Zuordnungen an den Dreisatz heran. Über drei Arbeitsblätter erarbeiten die Lernenden Zuordnungen und deren graphische Darstellung, bevor sie lernen, den Dreisatz anzuwenden. Einen lebensweltnahen Zugang schaffen dabei Fragestellungen rund um das Gebäudereiniger-Handwerk. So wird nicht nur der Bezug des Mathematik-Unterrichts zu ihrer Lebenswelt veranschaulicht; ihnen wird auch die Bedeutung der Rechenwege für den späteren Berufsalltag deutlich. In dieser Mathematik-Einheit lernen die Schülerinnen und Schüler die Begriffe und die Eigenschaften zur proportionalen Zuordnung (Ausgangsgröße, zugeordnete Größe, quotientengleich, Proportionalitätsfaktor), zur antiproportionalen Zuordnung (Ausgangsgröße, zugeordnete Größe, produktgleich, Hyperbel) und zum Dreisatz kennen. Darüber hinaus erarbeiten sie die graphische Darstellung der Zuordnungen und berechnen die Größen zu Wertetabellen über den Dreisatz. Ziel ist die Umsetzung eines Unterrichts im Sinne des selbstgesteuerten Lernens mit differenzierten Aufgaben. Die Unterrichtseinheit ist anhand der Arbeitsblätter in drei Abschnitte aufgeteilt: Arbeitsblatt 1: proportionale und antiproportionale Zuordnung (Grundlagen) Arbeitsblatt 2: graphische Darstellung von proportionaler und antiproportionaler Zuordnung Arbeitsblatt 3: proportionaler und antiproportionaler Dreisatz (Grundlagen) Sie erstreckt sich auf 8 bis 12 Unterrichtsstunden (2-3 Wochen bei 4 Mathematik-Stunden pro Woche). In jeder Woche kann mithilfe eines Arbeitsblattes ein neuer Themenbereich erarbeitet werden. Die Aufteilung der Arbeitsblätter in einen Informations- und einen Aufgabenteil ermöglicht es den Schülerinnen und Schüler, die Themen auch eigenständig (z. B. als Wochenplan oder in Vertretungsstunden) zu erarbeiten. Werden die Lernenden nicht durch die Mathematik-Lehrkraft angeleitet, kann sich die Bearbeitungszeit um 1 bis 2 Wochen verlängern. Die differenzierten Aufgaben sollen die Schülerinnen und Schüler bei der eigenständigen Erarbeitung unterstützen. Lösungsblätter ermöglichen es den Lernenden, sich eigenständig zu überprüfen. Diese Einheit basiert auf dem Prinzip des eigenständigen Lernens. Hierzu dienen Infokästchen und ausführliche Erklärungen zur Erarbeitung des Inhaltes. An diesen Erklärungen knüpfen differenzierte Aufgaben an, die verschiedene Leistungsniveaus abbilden zu können. Die Arbeitsblätter 1 bis 3 können in der Jahrgangsstufe 7 eingesetzt werden und bauen aufeinander auf, sodass es sinnvoll ist, dass die Schülerinnen und Schüler diese chronologisch bearbeiten. Jedes Arbeitsblatt beinhaltet ein Informationsblatt und Übungsaufgaben. Die Aufgaben bauen auf diesen Informationen auf, um auf die Informationsblätter als Quelle indirekt zu verweisen. Insbesondere die Aufgaben mit einem Stern haben einen direkten Bezug zu den Informationsquellen, um den einfachen Einstieg in das Thema zu ermöglichen. Es werden die Begrifflichkeiten „proportionale Zuordnung“ und „antiproportionale Zuordnung“ verwendet, da diese in der Regel auch in den Schulbüchern genutzt werden. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sollten für die Erarbeitung der Unterrichtseinheit Vorkenntnisse in Bruchrechnen, der Anwendung von Formeln und dem Anfertigen bzw. Ablesen von Koordinatensystemen mitbringen. Da in dieser Unterrichtseinheit mit Einheiten gerechnet wird, sollte auch das Kürzen der Einheiten in der Bruchrechnung bereits bekannt sein. Wenn nicht, bietet es sich an, dies anhand der Beispielaufgaben zu thematisieren. Vertiefung Diese Unterrichtseinheit gibt die Formeln zu Berechung des proportionalen und antiproportionalen Dreisatzes bereits nach x aufgelöst vor. Für ein vertiefendes Verständnis ist es auch möglich, die Formeln von den Zuordnungen ausgehend aufzustellen und die Terme nach x aufzulösen. Dies bietet sich für Klassen mit einem hohen Leistungsniveau an. Voraussetzung hierfür ist, dass die Lernenden bereits mit dem Aufstellen und Umformen von Termen vertraut sind. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lösen realitätsnahe Probleme im Zusammenhang mit linearen, proportionalen und antiproportionalen Zuordnungen. erkennen und beschreiben funktionale Zusammenhänge und stellen diese in sprachlicher, tabellarischer oder graphischer Form […] dar. analysieren, interpretieren und vergleichen unterschiedliche Darstellungen funktionaler Zusammenhänge (wie lineare, proportionale und antiproportionale). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler suchen, verarbeiten und bewahren Inhalte und Materialien auf. kommunizieren und kooperieren auf verschiedenen Ebenen miteinander. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können sach- und adressatengerecht kommunizieren. können gemeinsam Aufgaben bearbeiten und ausführen. können sich an Absprachen und Vereinbarungen halten.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I

Zuordnungen entdecken und selbst gestalten

Unterrichtseinheit

Zuordnungen begegnen uns andauernd in der Mathematik und auch im Alltag müssen wir unterbewusst ständig mit Zuordnungen umgehen können. Ein Beispiel dafür ist die gefahrene Strecke und die dafür benötigte Zeit. Das Verständnis von Zuordnungen ist daher ein vorrangiges Ziel im Mathematikunterricht. In dieser Unterrichtseinheit sollen die Schülerinnen und Schüler Zuordnungen selbst entdecken, Eigenschaften beschreiben und eigenständig gestalten. Die vorgestellte Unterrichtseinheit ist nach dem Unterrichtskonzept des Deeper Learnings von Anne Sliwka und Britta Klopsch konzipiert und nach den drei Phasen des Deeper Learning-Modells aufgebaut. Weitere Informationen bietet das Workbook für Lehrkräfte: Deeper Learning gestalten (Beigel, Klopsch & Sliwka, 2023) der Deutschen Telekom Stiftung, das am Ende der Einheit verlinkt ist und kostenlos zur Verfügung steht. Die Schülerinnen und Schüler bauen in dieser Unterrichtseinheit fachliches Wissen auf und entwickeln Handlungsmöglichkeiten ko-kreativ und ko-konstruktiv. Übergeordnetes Ziel ist das Erlernen der 4Ks und der 21. Century Skills sowie die Entwicklung in Co-Agency von Mastery, Kreativität und Identität. Was sind Zuordnungen und wie kann man diese (mathematisch) erfassen? In der Phase I "Instruktion und Aneignung“ wird im Rahmen des gemeinsamen Unterrichts unter Anleitung der Lehrkraft eine Grundlage aufgebaut. Dazu gehört vor allem die mathematische Beschreibung von Zuordnungen. Diese umfasst die grafische Darstellung und die Beschreibung mittels Formeln. Erprobt wird dies an diversen Beispielen. In einem weiteren Schritt erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler in selbst gewählten Kleingruppen, was proportionale und antiproportionale Zuordnungen sind. Eventuell kann hier auch die Lehrkraft Unterstützung leisten. In der Phase II "Ko-Konstruktion und Ko-Kreation" erarbeiten die Schülerinnen und Schüler authentische Lernprodukte wie Lernplakate, in denen sie ihr neuerworbenes Wissen zu Zuordnungen darstellen. Je nach zeitlichem Rahmen können diese Lernprodukte in einem Vortrag vermittelt werden. Wichtig sind hierbei die Eigenständigkeit der Lernenden-Gruppen in ihrer Wissensaneignung. Die Lehrkraft unterstützt mit Materialangeboten und kleinen Hilfestellungen, soll aber nicht die vordergründige Rolle als Wissensvermittler einnehmen. Wesentliches Kernstück der Einheit ist die Phase III die „authentische Leistung “. Die Lernenden wenden ihr Wissen kreativ an und erstellen ein Lernprodukt, welches präsentiert wird und als Mitmachangebot zu verstehen ist. Dies kann entweder in Form eines Escape-Rooms oder in einem selbst durchgeführten Experiment zum Thema Zuordnungen geschehen. Die Lernenden erstellen im Escape Room im Idealfall unterschiedlich anspruchsvolle Rätsel, die mit dem Wissen aus den vorherigen Phasen gelöst werden können. In diesem Zusammenhang wird eine möglichst kreative und stringente Rahmengeschichte entworfen und ansprechend gestaltet. Die Escape Rooms können im Anschluss mit der Klasse gespielt werden. Die andere Möglichkeit zielt darauf ab, einen Zusammenhang aus der realen Welt zum Thema Zuordnungen experimentell zu untersuchen. Hier ist die Anbindung an die Naturwissenschaften von großer Bedeutung, um den Aufbau und die Auswertung der Ergebnisse formalisiert durchzuführen. Das Arbeitsblatt besteht aus fünf verschiedenen Materialien für die Phasen I-III: Einstiegsaufgabe zu Zuordnungen Lernplakat Test zur Überprüfung des Wissens aus den Lernplakaten Aufgabenstellungen zur authentischen Lernleistung und Bewertungskriterien sowie Protokoll Bewertung des Projekts Relevanz des Themas Neben dem oben genannten Bezug zum Alltag und zu verschiedenen Sachsituationen ist auch die innermathematische Relevanz hervorzuheben. Die Arbeit mit Funktionen als eindeutige Zuordnungsvorschrift ist ein zentrales Element der Mathematik und aller Naturwissenschaften. Der Grundstein für dieses Verständnis wird im Thema Zuordnungen gelegt. Vorkenntnisse Die Unterrichtseinheit ist so konzipiert, dass die notwendigen fachlichen Kenntnisse in der Aneignungs- und Instruktionsphase den Schülerinnen und Schülern vermittelt werden. Hilfreich sind für die Lernenden Kenntnisse im Dreisatz und die Bedeutung einer Variablen. Didaktisch-methodische Analyse Diese Lerneinheit versucht, die Kompetenzen des Lehrplans zielsicher zu vermitteln und gleichzeitig den Schülerinnen und Schülern möglichst viele Gestaltungsfreiheiten zu lassen. Der Beginn (Phase I) lässt sich dabei am ehesten mit dem klassischen Unterricht vergleichen. Durch die Bewegungsabläufe, die die Lernenden idealerweise selbst durchführen und beschreiben, wird ein hoher Grad an Schülerinnen und Schüler-Aktivierung erreicht. Intuitiv entdecken sie damit die Bedeutung der Zuordnung "Weg à Zeit“. Gleichzeitig wird bereits auf die grafische Darstellung von Zuordnungen eingegangen. Es findet also bereits eine Modellierung statt. Weitere Beispiele und einzelne Übungsaufgaben festigen dieses Wissen zunächst. Etwas formalisierter sollen solche Zusammenhänge dann mit Formeln beschrieben werden, die sich vor dem Hintergrund der didaktischen Reduktion zunächst auf lineare Wachstumsvorgänge beschränken. Je nach zeitlichem Umfang können auch andere Vorgänge (etwa der Bremsweg) mit Formeln beschrieben werden. Hier sollte allerdings nicht zu viel vorgegriffen werden, sollten die Lernenden dies in Phase III untersuchen wollen. Darauffolgend erstellen die Schülerinnen und Schüler in selbst gewählten Kleingruppen Lernplakate zu Proportionalität und Antiproportionalität (Phase II). Hier wird die Lehrkraft nur bei inhaltlichen Nachfragen aktiv, um die individuelle Lernleistung nicht zu beeinträchtigen. Die Lernenden recherchieren eigenständig, organisieren sich in ihren Gruppen und wählen verständnisfördernde Beispiele. Damit alle Gruppenmitglieder aktiv sind, wird ein Aktivitätsprotokoll von der Gruppe ausgefüllt. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass es bei den klassischen Streitigkeiten ("Ich habe am meisten gemacht.“) einen gemeinsamen Bezugspunkt, auch für die Bewertung, gibt. Durch das eigenständige Nutzen von mobilen Devices und die selbständige Recherche fördert man an dieser Stelle auch die Medienkompetenz. Nachdem die Lernplakate erstellt worden sind, soll eine Lernzielkontrolle stattfinden. Dies schafft eine Verbindlichkeit und bildet einen Grundstein für eine Bewertung. Es empfiehlt sich im Vorhinein den Lernenden in einer gemeinsamen Stunde die Möglichkeit zu geben, Fragen zu stellen. In der Phase III haben die Lernenden die Wahl zwischen zwei Projekten. Die Modellierungskompetenz wird vor allem bei der Erstellung des Escape Rooms gefördert. Hierbei muss eine Rahmengeschichte erstellt werden und reale Situationen werden in ein mathematisches Modell in Form einer Aufgabe beziehungsweise eines Rätsels übersetzt (Mathematisieren). Durch die Vorgabe, dass unterschiedlich schwierige Rätsel erstellt werden sollen, wird auch der Differenzierung innerhalb der Gruppe Rechnung getragen. Minimalziel ist die Erstellung eines Schnellhefters. Ein Lösungsblatt soll für die Lehrkraft erstellt werden. Bei dem Experiment müssen die Schülerinnen und Schüler einen Sachverhalt ihrer Wahl untersuchen. Alternativ kann die Untersuchung des Bremsweges vorgeschlagen werden. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich zunächst, wie man einen Versuch zur Prüfung von Proportionalität aufbaut, die Daten notiert und am Ende mathematisch auswertet. Die Lehrkraft kann beim Versuchsaufbau, beim Protokoll und so weiter Hilfestellungen geben. Bewertet wird die Leistung der Lernenden in Form eines bepunkteten Erwartungshorizonts. Eine Gewichtung kann anteilig von 55 Punkten berechnet werden. Fachbezogene Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler charakterisieren Zuordnungen und grenzen diese anhand ihrer Eigenschaften voneinander ab. beschreiben zu gegebenen Zuordnungen passende Sachsituationen. lösen innermathematische und alltagsnahe Probleme mithilfe von Zuordnungen auch mit digitalen Mathematikwerkzeugen (Taschenrechner, Tabellenkalkulation, Funktionenplotter und Multirepräsentationssysteme). Prozessbezogene Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler stellen eigene Fragen zu realen Situationen, die mithilfe mathematischer Kenntnisse und Fertigkeiten beantwortet werden können. übersetzen reale Situationen in mathematische Modelle beziehungsweise wählen geeignete Modelle aus und nutzen geeignete Darstellungen. beziehen erarbeitete Lösungen auf die reale Situation, interpretieren diese als Antwort auf die Fragestellung und überprüfen die Plausibilität von Ergebnissen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen Informationsrecherchen zielgerichtet durch und wenden dabei Suchstrategien an. filtern und strukturieren themenrelevante Informationen und Daten aus Medienangeboten, wandeln diese um und arbeiten sie auf. 21ft Century Skills Die Schülerinnen und Schüler arbeiten ko-konstruktiv und ko-kreativ bei der Erstellung ihrer Lernprodukte. hinterfragen die von ihnen bearbeiteten Materialien kritisch und bewerten die Qualität der Informationen. kommunizieren ihre Arbeitsergebnisse sach- und adressatengerecht in ihren Gruppen und vor der Schulgemeinschaft.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I

Energie mit Erik und Tina entdecken

Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit für den Sachunterricht der Klassen 3–4 führt die Schülerinnen und Schüler an das Thema Energie heran. Sie lernen Erik und Tina kennen und entdecken mit ihnen die Themen Strom und erneuerbare Energien. Dabei setzen sie sich mit aktuellen Fragen zu erneuerbaren Energien und Nachhaltigkeit spielerisch und entdeckend auseinander. Mithilfe der Figuren Erik und Tina vermittelt das Unterrichtsmaterial Schülerinnen und Schülern grundlegendes Wissen zu den Aufgaben, dem Arbeitsalltag und den Arbeitsmitteln von Elektronikerinnen und Elektronikern. Dabei geht es auch um die Themen Elektromobilität und Energiegewinnung. Die altersgerechte Auseinandersetzung mit erneuerbaren Energien bildet hier einen Schwerpunkt. Neben Erik und Tina als Identifikationsfiguren sorgen Lückentexte, Bildergeschichten, Zuordnungsaufgaben oder ein Memory für die spielerische und zugleich handlungsorientierte Auseinandersetzung. Der Kompetenzaufbau wird durch wechselnde Sozialformen gefördert. Die Unterrichtseinheit "Energie mit Erik und Tina entdecken" ist Teil des Dossiers "An den Schaltstellen der Zukunft". Sie bietet neben dem detaillierten Unterrichtsablauf und dem methodisch-didaktischen Kommentar auch die Unterrichtsmaterialien zum Download. Diese bestehen aus verschiedenen didaktischen Angeboten wie Bildergeschichten, Zuordnungsaufgaben, einem Lückentext und einem Memory . Sie können direkt in der Unterrichtseinheit "Energie mit Erik und Tina entdecken" heruntergeladen werden.

  • Sache und Technik
  • Primarstufe

Direkte Proportionalität

Unterrichtseinheit

Mithilfe der hier vorgestellten Materialien sollen die Schülerinnen und Schüler in Klasse 6 den Schritt von der direkten Proportionalität zur linearen Funktion nahezu selbstständig erarbeiten.Zu Beginn der Unterrichtseinheit erfolgt eine Wiederholung des Dreisatzes für die direkte Proportionalität, zuerst in Text- und dann in Tabellenform (Arbeitsblatt 1). Das Ausfüllen von Wertetabellen bildet die Grundlage für das anschließende Eintragen der Werte in ein Koordinatensystem (Arbeitsblatt 2). Bei der Bearbeitung von Arbeitsblatt 3 erfolgt die Auswertung der Ergebnisse nun auch anschaulich: Die richtig eingetragenen Werte werden als Funktion angezeigt! Einsatzmöglichkeiten Die Unterrichtseinheit zielt in erster Linie auf das Übertragen von Werten aus einer Wertetabelle in ein Koordinatensystem. Dazu können die interaktiven Übungen der Arbeitsblätter entweder nach der Behandlung des Themas im Unterricht zur selbstständigen Schülertätigkeit angeboten werden (eine Unterrichtsstunde), oder bereits für die Erarbeitung des Themas "Darstellung der direkten Proportionalität im Koordinatensystem" verwendet werden (drei Unterrichtsstunden). In Klasse 6 empfiehlt sich der Einsatz eines Beamers, wenn die Kinder die Arbeit mit interaktiven Arbeitsblättern noch nicht gewohnt sind. Interaktives Koordinatensystem Die Schülerinnen und Schüler sollen den Dreisatz für die direkte Proportionalität richtig anwenden. Wertetabellen richtig ausfüllen. Zuordnungsvorschriften der Form y=mx formulieren. das Eintragen von Wertepaaren in ein Koordinatensystem beherrschen. erkennen, dass die Graphen direkt proportionaler Zuordnungen ansteigende Geraden ergeben, die durch den Koordinatenursprung verlaufen. Thema Proportionalität Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 6 Zeitraum 1-3 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplatz (am Besten ein Computer pro Kind), Browser mit aktiviertem Javascript

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I

Lineare Funktionen – die Funktionsmaschine

Unterrichtseinheit

In der Unterrichtseinheit "Lineare Funktionen" machen die Schülerinnen und Schüler mithilfe des mathematischen Modells der Funktionsmaschine ihre erste Bekanntschaft mit dem Funktionsbegriff. Im weiteren Verlauf der Unterrichtseinheit wird die lineare Funktion als solche anschaulich und ausführlich mit vielen interaktiven Übungen untersucht. Da der Funktionsbegriff in der weiteren Schullaufbahn der Lernenden einen hohen Stellenwert einnehmen wird, ist es von herausragender Bedeutung frühzeitig fundierte Grundlagen zu schaffen. Deshalb beginnt die Unterrichtseinheit mit dem Modell der Funktionsmaschine (Schmuckbild links bitte anklicken). Die hier vorgestellten interaktiven Übungen der Arbeitsblätter können entweder nach der Behandlung des Themas im Unterricht zur selbstständigen Schülertätigkeit angeboten (eine Unterrichtsstunde pro Arbeitsblatt mit Vorbesprechung und Auswertung) oder bereits für die Erarbeitung des Themas "Lineare Funktionen" verwendet werden. Dabei empfiehlt sich der Einsatz eines Beamers, wenn die Lernenden die Arbeit mit interaktiven Arbeitsblättern noch nicht gewohnt sind. Die Unterrichtseinheit dient der Erarbeitung des Funktionsbegriffs. Da sehr viele Schülerinnen und Schüler Schwierigkeiten haben, den Funktionsbegriff zu verinnerlichen, wird gerade auf die anschauliche Darstellung der Funktion als Maschine, die Zahlen verändert, Wert gelegt. Das Modell der Funktionsmaschine hat sich in der Mathematik-Didaktik als sehr anschaulich und einprägsam für die Lernenden erwiesen. Die auf dem ersten Arbeitsblatt verwendete Animation soll einen Beitrag zur weiteren Erhöhung dieser Anschaulichkeit leisten. Damit die Animation richtig angezeigt wird, muss ein Flash-Player für den Browser installiert sein und interaktive Webinhalte müssen zugelassen werden. Einsatz der Materialien Hinweise zum Einsatz der Arbeitsblätter, Links zu den Onlinematerialien und Screenshots. Die Schülerinnen und Schüler verinnerlichen anhand der Funktionsmaschine den Funktionsbegriff. kennen Zuordnungsvorschriften linearer Funktionen und wenden diese an. formulieren Zuordnungsvorschriften der Form y=mx+n. beherrschen das Ablesen von linearen Funktionen aus dem Koordinatensystem. beherrschen das Eintragen von linearen Funktionen in ein Koordinatensystem. erkennen Achsenabschnitte als Hilfsmittel zur Darstellung linearer Funktionen. lernen das grafische Lösen linearer Gleichungssysteme kennen. Das erste Online-Arbeitsblatt (funktionsmaschine.html) demonstriert den Schülerinnen und Schülern anhand einer Funktionsmaschine anschaulich, was hinter dem Begriff "Funktion" steckt und vermittelt erste Grundlagen der Begrifflichkeit (Argument, Funktionswert, … ). Alle Arbeitsblätter dieser Unterrichtseinheit stehen online zur Verfügung, können aber auch im Downloadbereich auf der Startseite des Artikels als ZIP-Ordner heruntergeladen werden. Das zweite Arbeitsblatt (funktionsmaschine_II.html) soll den Lernenden mithilfe des Modells der Funktionsmaschine erste Schritte beim Erkennen und Nachvollziehen von Zuordnungsvorschriften ermöglichen. Nach der Erarbeitung des Begriffs "lineare Funktion" kann anhand von Arbeitsblatt 3 (lineare_funktionen_I.html) mit dem Erkennen vorgegebener linearer Funktionen fortgefahren werden. Dabei erhöht sich der Schwierigkeitsgrad der Aufgaben sowie die Anforderungen bei der Beantwortung der Fragen. Das Einzeichnen von linearen Funktionen anhand der Achsenabschnitte wird bei der Bearbeitung von Arbeitsblatt 4 verlangt (lineare_funktionen_II.html). Dabei begegnen die Schülerinnen und Schüler erneut dem interaktiven Koordinatensystem, das ihnen bereits aus den Unterrichtseinheiten zur direkten und indirekten Proportionalität bekannt sein könnte (Unterrichtseinheiten Direkte Proportionalität und Indirekte Proportionalität des Autors im Fachportal Mathematik). Das fünfte Arbeitsblatt (lineare_funktionen_III.html) dient der abschließenden Untersuchung zusammenhängender linearer Funktionen. Ziel ist es, Schnittpunkte linearer Funktionen zu bestimmen - als Grundlage für das grafische Lösen linearer Gleichungssysteme.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I

Indirekte Proportionalität

Unterrichtseinheit

Die Schülerinnen und Schüler berechnen Wertetabellen und übertragen die Zahlen in ein interaktives Koordinatensystem. Mit den hier vorgestellten Materialien sollen die Schülerinnen und Schüler nach der direkten Proportionalität die Darstellung umgekehrt proportionaler Zusammenhänge kennen lernen. Am Anfang steht die Wiederholung des Dreisatzes für die indirekte Proportionalität zuerst in Text- und dann in Tabellenform. Das Ausfüllen der Wertetabellen bildet die Grundlage für das anschließende Eintragen der Werte in ein interaktives Koordinatensystem. Hier erfolgt die Auswertung der Ergebnisse nun auch anschaulich: Die richtig eingetragenen Werte werden als Funktion angezeigt! Einsatzmöglichkeiten und Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit zielt in erster Linie auf das Üben des Übertragens von Werten aus einer Wertetabelle in ein Koordinatensystem. Dazu können diese interaktiven Übungen bereits bei der Behandlung dieses Themas im Unterricht als selbstständige Schülertätigkeit angeboten werden. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die direkte Proportionalität bereits auf diese Weise bearbeitet wurde (siehe Unterrichtseinheit Direkte Proportionalität ). In Klasse 6 empfiehlt sich der Einsatz eines Beamers, wenn die Kinder die Arbeit mit interaktiven Arbeitsblättern noch nicht gewohnt sind. Interaktives Koordinatensystem Die Schülerinnen und Schüler sollen den Dreisatzes für die indirekte Proportionalität richtig anwenden. Wertetabellen richtig ausfüllen können. Zuordnungsvorschriften der Form y=m/x formulieren können. das Eintragen von Wertepaaren in ein Koordinatensystem beherrschen. erkennen, dass die Graphen indirekt proportionaler Zuordnungen keine ansteigende Geraden mehr ergeben, sondern bestimmte Arten von Kurven: Hyperbeläste (ohne den Begriff zu kennen). Thema Indirekte Proportionalität Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 6 Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplatz (im Idealfall ein Computer pro Kind), Browser mit aktiviertem Javascript

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I

Die Welt der Berufe und der Arbeit

Unterrichtseinheit

In der Unterrichtseinheit für den Sachunterricht der Klassen 3–4 entdecken die Schülerinnen und Schüler, wie Werkzeuge, Maschinen und technische Hilfsmittel den Menschen bei der Arbeit unterstützen. Die Unterrichtseinheit fördert das Verständnis für Arbeitsgeräte im Alltag und zeigt, wie moderne Technik – etwa der Mähdrescher – verschiedene Werkzeuge vereint. Durch Lesetexte, Zuordnungsaufgaben und Interviews erkunden die Kinder Arbeitsweisen und Berufsbilder früher und heute. Analoge wie elektrische Werkzeuge und Maschinen umgeben uns überall im Alltag und werden in den alltäglichsten bis speziellen Situationen passgenau verwendet. Diese Unterrichtseinheit knüpft an diesen Lebensweltbezug der Schülerinnen und Schüler an und thematisiert im Fach Sachunterricht und dessen Lehrplanthemenfeld "Arbeit und Beruf" Werkzeuge, Arbeitshilfen und Maschinen, die den Menschen heute und/oder in vergangenen Tagen bei der Arbeit unterstütz(t)en. Die Schülerinnen und Schüler lernen im Rahmen dieses Materials Begrifflichkeiten durch Wort-Bild-Zuordnungen kennen und setzen sich mit der Frage auseinander, wo sie diese Werkzeuge und Maschinen bereits in ihrem Alltag kennen. Am Beispiel des Mähdreschers wird im zweiten Arbeitsblatt die Zusammenführung verschiedener Werkzeuge und Hilfsmittel in einer modernen Großmaschine thematisiert, die die Arbeit in der Landwirtschaft optimiert und maximiert. Die Schülerinnen und Schüler lernen mittels Wort-Bild-Zuordnung und Lückentext zu einem Kurzfilm die Bestandteile und die Arbeitsweise eines Mähdreschers kennen. Das dritte Arbeitsblatt thematisiert exemplarische Berufsfelder, die zu bestimmten Werkzeugen, Maschinen und Lokalitäten wie Werkstätten, Baustellen oder Backstuben gehören. Hier werden kurze Lesetexte fiktiven Charakteren zugeordnet. In einer Anschlussaufgabe werden die Schülerinnen und Schüler dazu aufgefordert, ein Interview in der Art der Lesetexte mit einer Handwerkerin oder einem Handwerker in ihrem Ort zu führen, um dadurch zu erfahren, in welcher Lokalität mit welchen Werkzeugen und Maschinen gearbeitet wird. Ergänzendes Arbeitsblatt Zur weiteren Vertiefung mit der Unterrichtseinheit steht das Arbeitsblatt " Beruf, Tätigkeiten, Maschinen und Werkzeuge im Handwerk: Wortschatz-Übungen mit Wimmelbild " zum Download bereit. Der Lehrplan des Sachunterrichts in der Grundschule sieht die Behandlung des Themenfeldes "Arbeit und Beruf" vor. Gerade dieses Thema bietet jede Menge Anknüpfungspunkte an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler. Der Schwerpunkt liegt in diesem Unterrichtsmaterial auf Arbeitshilfen, Werkzeugen und Maschinen, die Menschen im Alltag sowie im Berufsleben in ihrer Arbeit unterstützen. Das Arbeitsblatt 1 thematisiert zunächst Werkzeuge und Maschinen von damals und heute. Da die passenden Begrifflichkeiten zu den Geräten oftmals noch unbekannt oder ungenau sind, arbeiten die Lernenden hier mit Wort-Bildzuordnungen, denen eine Internetrecherche für schnelle Schülerinnen und Schüler (binnendifferenzierende Sprint-Aufgabe) angeschlossen werden kann. Durch Austausch im Plenum teilen die Schülerinnen und Schüler ihre Begegnungen mit diesen Arbeitshilfen in ihrem Leben mit. Ziel ist die Erweiterung des (muttersprachlichen) Wortschatzes sowie eine Sensibilisierung für diese Werkzeuge und Maschinen in der eigenen Lebenswelt. Auf dem zweiten Arbeitsblatt beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit einer modernen Maschine aus der Landwirtschaft: dem Mähdrescher (in Kombination mit einem Traktor). Zunächst lernen sie durch Wort-Bildzuordnung die Hauptbestandteile eines Mähdreschers kennen, identifizieren den Dreschflegel und die Sense als ursprüngliche Arbeitshilfen in ihm und schauen sich dann einen Erklärfilm zur Arbeitsweise eines Mähdreschers an, zu dem sie einen kurzen Lückentext ausfüllen. Es bietet sich an, die eingefügten Lückenwörter während der Ergebnissicherung an die Tafel zu schreiben, die Arbeitsblätter dann umdrehen zu lassen und die Lernenden dazu aufzufordern, die Arbeitsweise des Mähdreschers mithilfe der Keywords und des Think-Pair-Share-Prinzips nachzuerzählen. Im dritten Arbeitsblatt werden die exemplarischen Werkzeuge und Maschinen der vorigen Arbeitsblätter drei Berufsfeldern mittels kleinerer Lesetexte zugeordnet. Die Texte können als Muster für eigene Texte dienen, die die Kinder zu selbst ausgewählten Arbeitshilfen verfassen. Des Weiteren bietet die Aufgabe 2 an, ein Interview mit einer Handwerkerin oder einem Handwerker in der Region nach Lesetextvorlage zu führen und mehr über ihre/seine Werkzeuge, Maschinen und Tätigkeiten zu erfahren. Diese Unterrichtseinheit eignet sich auch für die sprachsensible Arbeit mit Schülerinnen und Schülern nichtdeutscher Muttersprache und bietet durch verschiedene Sozialformen und Aufgabenstellungen Möglichkeiten zu Binnendifferenzierung an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihren fremd- oder muttersprachlichen Wortschatz um konkrete Begrifflichkeiten von Werkzeugen, Arbeitshilfen und Maschinen per Wort-Bildzuordnung. lernen die Arbeitsweise und die Bestandteile einer modernen Maschine, dem Mähdrescher, kennen, die frühere Einzelarbeitshilfen in einem Gerät vereint. ordnen Lesetexte über Berufstätigkeiten und Arbeitshilfen exemplarischen Berufsfeldern zu und führen ein Interview mit einem Handwerksbetrieb in der Region zum Thema berufsspezifische Tätigkeiten, Werkzeuge und Maschinen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren aufgabengeleitet im Internet. führen ein Interview nach Vorlage durch. präsentieren Ergebnisse mündlich in der Klasse. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre Fähigkeit zu konzentrierter produktiver Einzel- und Teamarbeit. lernen, sich zuzuhören und auf Gesagtes einzugehen.

  • Sache und Technik
  • Primarstufe

Zoonosen – krank durch Tiere?

Unterrichtseinheit
14,99 €

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler, dass Krankheiten auch zwischen Menschen und Tieren übertragbar sind. Sie erfahren, was eine Zoonose ist, lernen die bekanntesten Zoonosen kennen und erarbeiten, wie sie sich vor den Krankheitserregern schützen können.Zoonosen sind Krankheiten, die durch Erreger ausgelöst werden, die sowohl den Menschen, als auch Tiere befallen können und zwischen Mensch und Tier übertragen werden können. Die wohl bekannteste Zoonose aktuell ist das Corona-Virus. Eine der Ursprungshypothesen, die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aufgestellt haben, geht davon aus, dass die Krankheit sich zunächst bei Fledermäusen ausbreitete, bevor sich der Mensch mit der ersten Virus-Variante von SARS-CoV-2 infizierte. Ob die Fledermaus jedoch der Überträger war oder ob es noch einen weiteren Zwischenwirt gab, ist bisher nicht abschließend geklärt. Sicher belegt ist allerdings, dass auch verschiedene Tierarten sich beim Menschen angesteckt haben. So erkrankten beispielsweise Zootiere am Corona-Virus, die sich bei Pflegenden angesteckt hatten. Obwohl der Begriff "Zoonose" zunächst einschüchternd klingt und insbesondere im Zusammenhang mit dem Corona-Virus mit einer Gefahr für den Menschen assoziiert wird, geht von vielen Erregern zunächst keine besondere Gefahr aus. Fast zwei Drittel aller Krankheitserreger, die Infektionskrankheiten bei Menschen auslösen können, können von Tieren übertragen werden. Dies betrifft sowohl einfache Erkältungsviren als auch Krankheiten mit bedrohlicherem Verlauf wie die Tollwut oder BSE. Eine Übertragung kann durch direkten Kontakt oder Lebensmittel, aber auch durch tierische Zwischenwirte wie Zecken oder Mücken erfolgen. In dieser Unterrichtseinheit für den Sachkunde-Unterricht setzten sich die Schülerinnen und Schüler mit Zoonosen auseinander. Nachdem sie den Begriff 'Zoonose' kennengelernt haben, erarbeiten sie sich mithilfe einer Zuordnungsaufgabe die bekanntesten Zoonosen und deren Überträger. Außerdem lernen die Schülerinnen und Schüler das Risiko einzuschätzen, an Zoonosen wie Borreliose, Tollwut oder Malaria zu erkranken. Abschließend erarbeiten die Lernenden mithilfe eines Lückentextes Hygienemaßnahmen, mit denen sie sich vor der Ansteckung mit einer Zoonose schützen können. Das Thema "Zoonosen" im Unterricht Auf den ersten Blick mag das Thema "Zoonosen" Schülerinnen und Schüler im Grundschulalter kaum betreffen. Innerhalb der vergangenen Jahre hat das Corona-Virus jedoch auch schon Kindern aufgezeigt, dass es gefährliche Krankheiten gibt, die zwischen Mensch und Tier übertragbar sind. Die Sachkunde-Unterrichtseinheit aus dem Bereich der Biologie muss jedoch gar nicht an einer pandemischen Viruserkrankung aufgezogen werden. Deutlich näher an der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler sind die eigenen Haustiere. Auch diese können erkranken und ihre Besitzenden anstecken. Außerdem können auch Menschen unsere tierischen Mitbewohnerinnen und Mitbewohner mit Krankheiten infizieren. Hat die ganze Familie eine Erkältung, kann es durchaus passieren, dass auch der Hund sich damit infiziert. Wissen wird in der Unterrichtseinheit "Zoonosen – krank durch Tiere?" an konkreten Beispielen aufgearbeitet. Auf diese Weise bleibt es für die Lernenden kein abstrakter Unterrichtsinhalt, sondern wird durch den Lebensweltbezug deutlich greifbarer. Darüber hinaus können die Schülerinnen und Schüler eigene Erfahrungen in Bezug auf kranke Haustiere in den Unterricht einbringen. Didaktische Analyse An der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler orientiert, erklärt der Einstieg in die Unterrichtseinheit das Thema 'Zoonosen' anhand von Zootieren, die am Corona-Virus erkrankt sind. Da den Lernenden bewusst gemacht werden soll, dass verschiedene, alltägliche Krankheiten zwischen Mensch und Tier übertragen werden können, wird die Begriffseinführung nun am Beispiel von Haustieren weitergeführt. Eine Zuordnungsaufgabe erweitert das Wissen der Schülerinnen und Schüler über die Übertragungsmöglichkeiten von Zoonosen. Eine anschließende Risikobewertung soll den Lernenden nicht nur verdeutlichen, in welchen Situationen sie Vorsichtsmaßnahmen bezüglich der Ansteckung mit Zoonosen ergreifen sollten (beispielsweise das Absuchen nach Zecken im Anschluss an einen Waldbesuch und die anschließende Beobachtung des Zeckenbisses), sondern ihnen auch die Angst nehmen, sich mit bestimmten Zoonosen zu infizieren. Anschließend werden die Lernenden über Hygienemaßnahmen aufgeklärt, die sie ergreifen können, um sich vor Zoonosen zu schützen. Auf diese Weise wird die Handlungskompetenz der Schülerinnen und Schüler in Bezug auf Infektionskrankheiten gestärkt. Methodische Analyse Das Thema 'Zoonosen' wird in dieser Unterrichtseinheit mithilfe von Arbeitsblättern erarbeitet. Unterschiedliche Aufgabentypen gestalten die Arbeitsmaterialien abwechslungsreich und schülernah. Ein kurzer Informationstext erklärt den Lernenden zunächst, was eine Zoonose ist. Eine Eselsbrücke in bildlicher Form soll ihnen helfen, den komplizierten Begriff 'Zoonose' zu verstehen und zu behalten. Das zweite Arbeitsblatt gibt den Schülerinnen und Schülern in einer Zuordnungsaufgabe einen Überblick über bekannte Zoonosen. So werden sie spielerisch über die Infektionskrankheiten und ihre Überträger informiert. Der Lückentext, der die Unterrichtseinheit abschließt, fasst die wichtigsten Informationen zu Zoonosen noch einmal zusammen. Die Wiederholung zum Anschluss festigt das Gelernte. Abschließend wird im Plenum noch einmal aufgegriffen, wie gefährlich Zoonosen tatsächlich sind. Den Schülerinnen und Schülern soll so das Risiko einer Ansteckung verdeutlicht und die Angst vor Zoonosen genommen werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich den Begriff 'Zoonose'. beurteilen die Gefahr, sich durch ein (Haus-)Tier mit einer Krankheit zu infizieren. erweitern ihr Wissen zu Infektionskrankheiten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler interpretieren Bildaussagen und Sachtexte. bringen Informationen aus den Medien themengerecht in den Unterricht mit ein. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler helfen sich bei Bedarf gegenseitig. gehen wertschätzend miteinander um. präsentieren Ergebnisse adressatengerecht.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Primarstufe

Prismen und Körper selbstgesteuert erlernen

Unterrichtseinheit / Interaktives
14,99 €

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Prismen und Körper" lernen die Schülerinnen und Schüler die Begriffe und die Eigenschaften verschiedener Körper kennen. Sie berechnen die Oberfläche und das Volumen eines Quaders und eines Würfels. Sie lernen die Volumeneinheiten mit einfachen Umrechnungen kennen. Ziel ist die Umsetzung im Sinne des selbstgesteuerten Lernens. Diese Unterrichtseinheit hat das Ziel, die Lerninhalte zum Thema "Prismen und Körper" für eine 5. Klasse der Realschule mit den Elementen des selbstgesteuerten Lernens den Schülerinnen und Schülern zu vermitteln. Die Unterrichtseinheit ist thematisch in vier Lernmodule eingeteilt. Zu jedem Modul stehen Lernkarten als interaktives H5P Element bereit: Lernmodul 1: Begriffe zu Körper und Prismen mit den interaktiven H5P Lernkarten "Körperarten" . Lernmodul 2: Netze und Schrägbilder mit den interaktiven H5P Lernkarten "Begriffe" und "Netze und Schrägbilder" . Lernmodul 3: Mantelflächenberechnung und Oberflächenberechnung mit den interaktiven H5P Lernkarten "Oberflächenberechnung" . Lernmodul 4: Volumenberechnung und Volumenberechnung II mit den interaktiven H5P Lernkarten "Volumeneinheiten" und "Volumenberechnung" . Die Inhalte der Lernmodule sind jeweils der Beschreibung der Plenumsphase aus dem Unterrichtsablauf zu entnehmen. Vorkenntnisse Für die inhaltliche Umsetzung sind für die jeweiligen Lernmodule folgende Voraussetzungen relevant: Bestimmung der Begriffe Kanten, Ecken und Flächen und Bestimmung der Eigenschaften von Würfel, Quader, Zylinder, quadratische Pyramide, Kegel und Kugel mit der Zuordnung zu den Prismen (Lernmodul 1). Die Zuordnung von Netzen und das Erstellen von Schrägbildern fokussiert auf Würfel und Quader (Lernmodul 2). Die Berechnung der Oberfläche O ist beschränkt auf Quader und Würfel (Lernmodul 3). Die Berechnung der Volumina V ist beschränkt auf Quader und Würfel (Lernmodul 4). Didaktische und methodische Analyse Diese Einheit basiert auf dem Prinzip des eigenständigen Lernens. Die Lernenden arbeiten in den Übungsphasen an den Lernmodulen wöchentlich nach eigenem Zeitplan . Die Lehrkraft klärt in den Plenumsphasen, die sich nach einem festgelegten Zeitraster orientieren, mit den Lerngruppen die Themen- und Aufgabenstellung des jeweiligen Lernmoduls. Es empfiehlt sich, mehrere solcher Phasen in einer Woche anzubieten, sodass die Lernenden sich ihre "Präsenszeit" aussuchen können. Die Rückmeldungsphase gestaltet sich individuell über die Plenumsphasen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler operieren gedanklich mit Strecken, Flächen und Körpern. stellen Körper (zum Beispiel als Netz, Schrägbild oder Modell) dar und erkennen Körper aus ihren entsprechenden Darstellungen. berechnen Volumen und Oberflächeninhalt von Prisma, Pyramide, Zylinder, Kegel und Kugel sowie daraus zusammengesetzten Körpern. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler suchen, verarbeiten und bewahren Inhalte und Materialien auf. kommunizieren und kooperieren auf verschiedenen Ebenen miteinander. setzen digitale Werkzeuge zum Lösen von Problemen ein. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren sachlich. bearbeiten und führen gemeinsam Aufgaben aus. halten sich an Absprachen und Vereinbarungen.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I

Einführung in die Sinus- und Cosinusfunktion

Unterrichtseinheit
14,99 €

Die Definition von Sinus und Cosinus im rechtwinkligen Dreieck bildet die Grundlage für die Erweiterung der Winkelfunktionen auf die gesamte reelle Zahlenmenge. In dieser Unterrichtseinheit werden die Sinus- und Cosinuswerte anschaulich über den Winkelbereich des rechtwinkligen Dreiecks hinaus erweitert und die Entstehung der Graphen sowie die grundlegenden Größen der Winkelfunktionen visualisiert und verständlich vermittelt. Ausgehend von der Definition von Sinus und Cosinus im rechtwinkligen Dreieck wird in dieser Unterrichtseinheit ein rechtwinkliges Dreieck mit der Hypotenuse 1 in Verbindung mit einem Viertelkreis betrachtet. Dabei wird anschaulich gezeigt, wie die Punkte auf dem Kreis mit den Sinus- und Cosinuswerten sowie dem entsprechenden Winkel zusammenhängen. Diese Überlegungen werden anschließend auf den Vollkreis erweitert, um die Zusammenhänge zwischen den Winkelfunktionswerten in verschiedenen Bereichen zu erarbeiten und zu visualisieren. Die Zuordnung von Winkeln zu den Sinus- und Cosinuswerten wird grafisch verdeutlicht und die Verläufe der beiden Funktionen für x E R werden systematisch entwickelt. Darüber hinaus werden die Einflüsse der Parameter auf die Funktionen untersucht, um ein tieferes Verständnis für deren Verhalten zu schaffen. In interaktiven GeoGebra-Übungen wird das erarbeitete Wissen gefestigt. Rückmeldungen und Visualisierungen unterstützen die Lernenden dabei, die Inhalte nachhaltig zu verinnerlichen. Als thematische Unterstützung und begleitend zum zweiten Arbeitsblatt dient das Arbeitsmaterial " Winkel: Gradmaß und Bogenmaß ". Die Unterrichtseinheit setzt grundlegende Kenntnisse zu Sinus und Cosinus im rechtwinkligen Dreieck sowie zum Bogenmaß (" Winkel: Gradmaß und Bogenmaß ") voraus. Ziel ist es, den Lernenden ein tiefes Verständnis für die Werte von Sinus und Cosinus außerhalb des Winkelbereichs von 0° bis 90° zu vermitteln. Hierfür wird der Einheitskreis als zentrales Werkzeug genutzt, um die Zusammenhänge zwischen Winkeln und den entsprechenden Funktionswerten anschaulich zu visualisieren. Mithilfe von GeoGebra wird die Zuordnung von Winkeln zu den Sinus- und Cosinuswerten interaktiv dargestellt und deren Übertragung in die Funktionsgraphen nachvollziehbar gemacht. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung der Parameter in den allgemeinen Funktionsgleichungen f( x) =A∙ sin( ax+b) +d und f( x) =A∙ cos⁡ ( ax + b )+ d . Die einzelnen Parameter werden schrittweise analysiert, um ihre spezifischen Einflüsse auf die Amplitude, die Periodenlänge, die Phasenverschiebung und die Verschiebung entlang der y-Achse zu verdeutlichen. Abschließend wird das erarbeitete Wissen in interaktiven Übungen gefestigt, die durch gezielte Rückmeldungen und Visualisierungen unterstützt werden. Ein kurzer Exkurs in die Tangensfunktion ergänzt die Einheit und bietet den Lernenden einen umfassenden Überblick über die grundlegenden Winkelfunktionen. Fachbezogene Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler erfahren die Bedeutung des Einheitskreises für die Werte von Sinus und Cosinus. kennen die Bedeutung der Parameter in den allgemeinen Winkelfunktionen. wenden das Wissen auf unterschiedliche Fragestellungen an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler produzieren und präsentieren Ergebnisse. setzen mobile Endgeräte im Unterricht ein. analysieren und reflektieren anhand dynamischer Geometriesoftware. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler steigern ihr Selbstwertgefühl und das eigenverantwortliche Lernen (Rückmeldungen zu Antwortmöglichkeiten). haben die Möglichkeit, in Teamarbeit Hilfsbereitschaft zu zeigen. lernen, auf vielfältige Fragenstellungen zu den Winkelfunktionen adäquat einzugehen.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I
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