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Arbeitsblatt, Bild, Text

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Projekt PRIMAS, Pädagogische Hochschule Freiburg

Aufzüge im Hochhaus

Eine große Firma zieht in ein neues Hochhaus. Das Gebäude enthält sechs Aufzüge mit denen die Mitarbeiter ihre Büros erreichen. In den ersten Wochen entstehen jeden Morgen lange Wartezeiten vor und in den Aufzügen. Wie kann die Steuerung der Aufzüge möglichst effektiv programmiert werden, damit die Mitarbeiter schnell in Ihr Büro kommen? Die Aufgabe ist als Optimierungsaufgabe für leistungsstarke Schüler oder für die Oberstufe gedacht.


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Projekt PRIMAS, Pädagogische Hochschule Freiburg

Wasserversorgung

Bei dieser Aufgabe geht es um die Wasserknappheit, ein ernst zu nehmendes Problem für viele Länder Europas und der ganzen Welt. Im Jahr 2025 wird voraussichtlich die Hälfte der Weltbevölkerung mit Wassermangel konfrontiert sein. Die SchülerInnen haben im Rahmen dieser Aufgabe die Gelegenheit, sich mit Messen, Größen und einfacher Statistik zu beschäftigen. Außerdem können sie ihre naturwissenschaftlichen Kenntnisse zum Thema Wasser und Überlegungen zum Umweltschutz in den Lösungsweg mit einfließen lassen.


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Projekt PRIMAS, Pädagogische Hochschule Freiburg

Von James Bond zu den Kurvenscharen

"James Bond meets Mathematics!" So lautet das Thema einer Unterrichtsstunde, in der Schülerinnen und Schüler zum mathematischen Berater des Filmteams werden. In einer Stuntszene soll James Bond mit dem Motorrad in den Istanbuler Markt springen. Welche mathematischen Fragen sollten vor dem Dreh beantwortet werden? Anhand des Filmausschnitts entdecken die Schüler in Gruppenarbeit das Prinzip der Kurvenscharen und übertragen dieses Wissen auf weitere Funktionen.


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Projekt PRIMAS, Pädagogische Hochschule Freiburg

Perlen und Formeln

Bei dieser Aufgabe geht es darum, den binomischen Satz von Newton und damit verbundene Konzepte (Kombinationen, Pascalsches Dreieck) nach dem Ansatz des forschenden Lernens zu vermitteln, indem man die Verbreitung eines Gerüchts modelliert.


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Projekt PRIMAS, Pädagogische Hochschule Freiburg

Felder und Farben

"Stellt euch ein normales Schachbrett mit 8x8 Feldern vor, an dem zwei diagonal gegenüber liegenden Eckfelder herausgesägt wurden; d. h. wir haben 62 Felder. Ist es möglich, 31 Dominosteine mit einer Größe von jeweils genau zwei Schachfeldern so darauf zu legen, dass alle 62 Felder vollständig bedeckt sind?" Die Aufgabe basiert auf dem berühmten Rätsel vom zerstörten Schachbrett des Philosophen Max Black und gibt SchülerInnen die Möglichkeit, mehrere Varianten des Rätsels sowie andere mathematische Probleme, die mit Parität zu tun haben, zu untersuchen. Bei dieser Aufgabe werden Lösungen durch inhaltliche Überlegungen ausgehend von den Feldern und Farben erarbeitet, ohne dass es formaler Beweise bedürfte.


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Projekt PRIMAS, Pädagogische Hochschule Freiburg

Kompetenzen diagnostizieren

Bei offenen Aufgaben und forschendem Lernen werden neben der Vermittlung der fachlichen Inhalte auch zahlreiche Kompetenzen erworben: Umgang mit Unsicherheit, Größen schätzen, Vereinfachen, Mathematisieren, Validieren, ... Durch die Variation einer offenen Aufgabenstellung ist es im Unterricht möglich, einzelne Kompetenzen zu diagnostizieren, zu fördern oder in einer Klassenarbeit zu überprüfen [1], [2]. Im Folgenden wird dies an einigen Beispielen dargestellt. Während der Durchführung einer offenen Aufgabe im Unterricht zeigt sich ziemlich schnell, bei welchen Kompetenzen Schwierigkeiten auftreten. Zum Diagnostizieren, Fördern und Überprüfen von Modellierungskompetenzen können spezielle Aufgaben und Arbeitsblätter herangezogen werden. Oft passen diese aber nicht zum aktuell behandelten Stoff. In diesem Fall kann es sinnvoll sein, eine gerade behandelte offene Aufgabenstellung so umzuformulieren, dass eine spezielle Kompetenz gefördert wird. Anhand der Tabelle und dreier Aufgaben aus dem Unterricht wird diese Umformulierung im Folgenden beispielhaft gezeigt.

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So lecker kann Pizza sein

Eine Pizza kann so lecker sein! Mit dem Lieblingsessen vieler Schülerinnen und Schüler ist es auch möglich jede Menge Mathematik zu betreiben: Vom Bruchrechnen mit Pizzastücken über die Flächenberechnung von runden Pizzen bis hin zu offenen Aufgaben für eine Pizzaparty. In der Aufgabenstellung "Pizza für Dich, für Deine Party und Deine Schule" sollen Schüler folgendes überlegen und planen: Welche Zutaten benötigt man für eine Pizza? Welche Packungsgrößen und Preise bietet der nächste Supermarkt? Wie groß ist die bestreichbare Fläche einer Dose Tomatensauce? Wie viel Geld muss ein Pizzastück bei der Filmnacht in der Schule kosten?

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Mathe rund um den Riesenstuhl

Große Stühle werden gerne als Werbeträger vor Möbelhäusern verwendet. Mit einem solchen Objekt lässt sich im Unterricht jede Menge Mathematik machen. Die Unterrichtsstunde fängt nach einem entsprechenden Unterrichtseinstieg mit den Fragen der Schüler an: "Wie groß ist der Mensch, der auf diesem Stuhl Platz nimmt?", "Wie viele Smarties passen auf die Sitzfläche?", ... Die verschiedenen Fragen werden in Gruppen bearbeitet und von den Schülern gegenseitig korrigiert. Der offene Aufgabentyp kann auch Bestandteil einer Klassenarbeit sein.


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Gänse und Schafe

Du siehst auf einer Wiese 20 Beine stehen. Wie viele Schafe und Gänse stehen auf der Wiese? Zunächst wird das Problem mit einem einfachen Beispiel an der Tafel erarbeitet. Zum Lösen der eigentlichen Aufgabe gehen die Schülerinnen und Schüler in Partnerarbeit. Mit Hilfe von Streichhölzern können die Kinder die Beine darstellen und spielerisch herausbekommen wie viel Tiere auf der Wiese stehen: Findest Du eine Lösung? Findest Du mehrere Lösungen? Findest Du alle Lösungen?

Anderer Ressourcentyp, Text

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Projekt PRIMAS, Pädagogische Hochschule Freiburg

Geometrie mit Papierstreifen

Bei dieser Aufgabe geht es darum, verschiedene geometrische Formen zu erforschen. Die SchülerInnen legen zwei Papierstreifen übereinander und betrachten die Formen, die sich durch die Überschneidung ergeben. Experimentell erzeugen die SchülerInnen verschiedene geometrische Formen und untersuchen ihre Eigenschaften wie z. B. die mögliche Parallelität zweier Seiten, Eigenschaften der Diagonalen und Zusammenhänge zwischen Seitenlängen oder Winkelgrößen.