Laplace-Wahrscheinlichkeit wiederholen und vertiefen/Vorwissen und Trigonometrische Funktionen/Didaktischer Kommentar: Unterschied zwischen den Seiten

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Main>Florian Bogner
(lsg 1.8: png statt jpg)
 
Main>Silvia Joachim
 
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== Zufallsexperiment ==
*[[Trigonometrische Funktionen 2|Zurück zur Einführung]]


----


{{Aufgaben-M|1.1|Weißt du noch, was genau ein '''Zufallsexperiment''' ist? Schreibe es auf!}}


[[Datei:Roulette.jpg|rechts|250px]]
==Kurzübersicht==
Versuche dich zu erinnern und schreibe eine möglichst genaue Beschreibung des Begriffs "Zufallsexperiment" auf. Informiere dich wenn nötig in deinen Unterlagen aus der Schule oder recherchiere im Internet danach.
Der Lernpfad besteht aus zwei unabhängigen Mini-Lernpfaden, die Station 1 und 2 genannt werden, sowie Anwendungen mit vertiefenden Aufgaben.


{{Lösung versteckt|{{Kasten_grün|
{|
;Zufallsexperiment
|
:Ein realer, stochastischer Vorgang heißt {{Hintergrund_gelb|ideales Zufallsexperiment}}, wenn:
{| class="wikitable"
:* das Experiment unter exakt festgelegten Bedingungen, denn sogenannten ''Versuchsbedingungen'', durchgeführt wird,
|- class="hintergrundfarbe5"
:* die möglichen Ergebnisse (Ausgänge) vor der Durchführung des Experiments bekannt sind,
! style="background-color: white;" |  !!  style="background-color:#ffff00;" |Station 1: Einfluss der Parameter !! style="background-color:#ffff00;" |Station 2: Bestimmung der Funktionsgleichung und mehr !!  style="background-color:#ffff00;" |Anwendungen 
:* das Experiment beliebig oft unter identischen Bedingungen wiederholt werden kann.
|-
}}
|   
}}
Schulstufe
|colspan="3"| 6. Schulstufe in Österreich bzw. 10. Jahrgangsstufe in Deutschland
|-
|   
Unterrichtsfächer


||
Mathematik
||
Mathematik
||
Mathematik und Physik
|-
|   
Dauer


{{Aufgaben-M|1.2|Welche der folgenden Beispiele sind Zufallsexperimente? Kreuze die richtigen Antworten an und klicke anschließend auf „prüfen!“}}
||  
 
2-3 Stunden 
<div class="multiplechoice-quiz">
  ||
(Ziehung der Lottozahlen) (Schere, Stein, Papier) (!Wettervorhersage) (!Elfmeterschießen im WM-Finale) (dreimaliges Werfen eines Würfels) (ein Marmeladenbrot fällt vom Tisch)  (!Benotung deiner Klassenarbeit)  (Werfen einer Münze) (Werfen eines gezinkten Würfels) (!Geschwindigkeitsmessung der Polizei) (!physikalisches Experiment)
1-2 Stunden
</div>
||
 
1-2 Stunden
''Hinweis: Du kannst das Multiplechoice-Quiz nochmal versuchen, indem du nach Aufgabe 1.5 die Buttons „Korrektur“ und „Neustart“ anklickst!''
 
 
{{Aufgaben-M|1.3|Anna wirft mit ihrem Banknachbar Fritz eine Münze, um zu entscheiden wer morgen das Mathebuch in die Schule mitbringen muss. Lege für die beiden die oben angesprochenen ''Versuchsbedingungen'' vor dem Zufallsexperiment „Münzwurf“ fest.
}}
 
''Durch Markieren der grauen Fläche wird ein Lösungsvorschlag sichtbar:'' <u style="color:lightgrey;background:lightgrey">Es wird festgelegt, dass die Münze auf den gebeugten Zeigefinger gelegt und mit dem Daumen in die Luft geschnipst werden soll. Die Münze wird gefangen und auf den Handrücken gelegt. Die Seite gewinnt, welche nach der Landung oben liegt.</u>
 
== Ergebnis und Ereignis ==
 
Zur korrekten mathematischen Beschreibung von Zufallsexperimenten benötigt man eine formale Sprache.
 
In der folgenden Aufgabe, kannst du am Beispiel des Würfelwurfs kontrollieren, ob du die richtige Schreibweise beherrschst.
 
{{Aufgaben-M|1.4|Ziehe die grünen Kästchen mit den mathematischen Schreibweisen in die Zeile des zugehörigen Begriffs! Darunter sind auch einige konkrete Beipiele aus dem Würfelwurf. Fallen dir noch mehr ein?
 
''(Sollte dieses Quiz auf deinem Computer nicht funktionieren, musst du unter deinen ZUM-Wiki Einstellungen PNG statt HTML als Anzeigeformat von TeX-Umgebungen einstellen!)''
}}
 
<div class="zuordnungs-quiz">
{|
| Ergebnis || <math>\omega_i</math> || <math>6</math>
|-
|-
| Ereignis || <math>E</math> || <math>\left\{2,4,6\right\}</math>
|  
Technische Voraussetzungen*
|colspan="3"|
Internet und Java, YouTube für Avatar und Videos 
|-
|-
| Elementarereignis ||<math>\left\{6\right\}</math> || <math>\left\{\omega\right\}</math>
|  
Medien
||
Java-Applets, GeoGebra, Avatar, Bilder
||
Java-Applets, GeoGebra, Avatar, Bilder
||
Java-Applets, GeoGebra, Avatar, Bilder, Videos
 
|-
|-
| Ergebnismenge || <math>\Omega</math> || <math>\left\{1,2,3,4,5,6\right\}</math>
|  
Lernziele
||  
Erkennen der Auswirkung der Variation von Parametern im Funktionsterm auf die Graphen der Sinus- und Kosinusfunktion. 
||  
Bestimmung der Parameter bzw. des Funktionsterms aus den Gaphen der Sinus- und Kosinusfunktion.
||
Festigung der in Station 1 und 2 erworbenen mathematischen Kenntnisse und Identifikation unterschiedlicher Variablenbezeichnungen.
|-
|-
| Gegenereignis || <math>\overline{E}</math>
|  
Kompetenzen*
||  
Operieren, Interpretieren, Kommunizieren, Argumentieren, Dokumentieren 
||
Operieren, Interpretieren, Kommunizieren, Argumentieren, Dokumentieren
||
Modellieren, Transferieren, Kommunizieren, Argumentieren
 
|-
|-
| unmögliches Ereignis || <math>\emptyset</math>
|  
|-
Methodik*
| Mächtigkeit des Ergebnisraums || <math>\left| \Omega \right|</math>
||  
Expertenteams oder Pferdestall, evtl. Mind Map 
||
Gruppenarbeit incl. Kreisbrief
||
Pferdestall und Vokabelheft
|-
|-
|   
Spiele*
|colspan="3"| 
Pferdestall oder Mathe-Millionär
|-
|   
Autoren
|colspan="3"| 
[[Benutzer:Silvia Joachim|<b>Silvia Joachim</b>]], [[Benutzer:Karlo Haberl|<b>Karl Haberl</b>]] und [[Benutzer:Franz Embacher|<b>Franz Embacher</b>]] 
|}
(*) Genauere Erläuterungen folgen.
|}
|}
</div>


==Technische Voraussetzungen==


Lösungshinweise:
Die GeoGebra-Applets benötigen Java. Dies kann kostenlos von [http://www.java.com/de/ www.java.com] heruntergeladen werden.  
{{versteckt|{{Kasten_grün|
*;Ergebnis: Man bezeichnet die einzelnen {{Hintergrund_gelb|Ergebnisse}} (Ausgänge) eines Zufallsexperiments mit <math>\omega_1,\omega _2,\omega _3,...,\omega_n</math>.


*;Ergebnismenge:Die Menge aller Ergebnisse bezeichnet als {{Hintergrund_gelb|Ergebnismenge}} (man sagt auch auch Ergebnisraum oder Grundraum)<math>\Omega=\left\{\omega_1,\omega _2,\omega _3...\omega_n\right\}</math>.
Kenntnisse und Handhabung von GeoGebra erleichtern die Arbeit am Lernpfad. GeoGebra kann kostenlos von [http://www.geogebra.org/cms/ www.geogebra.at] herungergeladen werden.


*;Ereignis:Jede Teilmenge <math>E\subseteq\Omega</math> wird als {{Hintergrund_gelb|Ereignis}} bezeichnet. Ein Ereignis ist also eine Menge von Ergebnissen. Mehrere Ereignisse kann man mit <math>E_1,E_2,E_3,...</math> benennen. Ein Ereignis <math>E</math> tritt ein, wenn das Ergebnis des Zufallsexperiments in der Menge <math>E</math> enthalten ist.
==Aufbau des Lernpfads==


*;Elementarereignis:Eine einelementige Teilmenge <math>\left\{\omega_i\right\},i=1,...,n</math> der Ergebnismenge <math>\Omega</math> ist ein {{Hintergrund_gelb|Elementarereignis}}.
Die GeoGebra-Applets bieten vielfältige Möglichkeiten, mathematische  Zusammenhänge experimentell zu erkunden. So können die SchülerInnen in der ersten Station selbstständig den Einfluss der Variation der Parameter einer allgemeinen Sinus- und Kosinusfunktion auf das Aussehen ihrer Graphen erforschen und erleben. Wie man umgekehrt aus den Graphen die zugehörigen Parameter bestimmt, erfahren die SchülerInnen in der Station zwei. Um das unterschiedliche Lerntempo auszugleichen, bieten Zusatzaufgaben den schnelleren SchülerInnen die Möglichkeit, die evtl. übrige Zeit sinnvoll zu nutzen. Normalerweise werden die SchülerInnen die Stationen in der vorgegebenen Reihenfolge vollständig bearbeiten. Aber es ist natürlich auch möglich, nur eine der Stationen in den Unterricht einzubauen. Bei den Anwendungen können die SchülerInnen - anhand von Anwendungsbeispielen - die in Station 1 und 2 erworbenen mathematischen Kenntnisse festigen und lernen dabei auch unterschiedliche Variablenbezeichnungen zu identifizieren.


*;sicheres Ereignis:Ganz sicher tritt das Ereignis <math>\Omega=\left\{\omega_1,\omega _2,\omega _3...\omega_n\right\}</math> ein. (Sicherlich ist <math>\Omega</math> eine Teilmenge von sich selbst.)
==Kompetenzen==


*;unmögliches Ereignis:Das Ereignis das nie eintritt, ist die leere Menge <math>\emptyset</math>. (Auch das ist eine Teilmenge von <math>\Omega\ .</math>)
Bei Station 1 und Station 2 soll Neues erlernt werden. Daher stehen hauptsächlich die Kompetenzen Operieren und Interpretieren im Vordergrund. <br>
Die SchülerInnen können für diesen Funktionstyp verschiedene Darstellungen angeben. Sie erkennen den Zusammenhang Graph und Formel als verschiedene Darstellungsformen und können zwischen diesen Darstellungen wechseln.<br>
Für durch Gleichungen gegebene Funktionen mit mehreren Veränderlichen können mit Kenntnis der Parameter Graphen gezeichnet und aus Graphen können die Parameter ermittelt werden. <br>
Die Bedeutung der Parameter für den Funktionsterm und den Graphen können im Kontext gedeutet und richtig interpretiert werden. <br>
Aus Graphen und Gleichungen von allgemeinen Sinusfunktionen können Werte(paare)ermitteln und im Kontext gedeutet werden.<br>
Bei den Anwendungen wird das erworbene Wissen angewendet. Die SchülerInnen müssen die gegebene Situation modellieren und ihre Kenntnise auf den Sachverhalt transferieren.


*;Gegenereignis:Bildet man aus allen Elementen von <math>\Omega</math>, die nicht in <math>E</math> enthalten sind ein Ereignis, so erhält man das {{Hintergrund_gelb|Gegenereignis}} &nbsp;<math>\overline{E}=\Omega\setminus E\ .</math>&nbsp;(man sagt auch Komplement)
Je nach eingesetzter Methode, wie Gruppenarbeit, Expertenteams, "Pferdestalle" sind auch die Kompetenzen Argumentieren und Kommunizieren angesprochen. <br>
Da die SchülerInnen selbstständig Hefteinträge erstellen müssen, dokumentieren sie auch.


*;Mächtigkeit: Anzahl der Elemente einer Menge, z.B. eines Ereignisses: <math>\left| E \right|</math>
Insgesamt werden alle Handlungskompetenzen<br>
}}
Modellieren - Transferieren - Operieren - Interpretieren - Dokumentieren - Argumentieren - Kommunizieren<br>
}}
genutzt, gefordert und gefördert.


==Genderaspekte==


{{Aufgaben-M|1.5|Bestimme für die folgenden vier Zufallsexperimente eine geeignete Ergebnismenge <math> \Omega </math>.  
Mit Blick auf die Genderproblematik wurde bei den Stationen 1 und 2 darauf geachtet, dass sie Mädchen und Jungen gleichermaßen ansprechen. Bei den Anwendungen kann man annehmen, dass fächerübergreifende Physik-Ecke mehr auf auf die Interessen von Jungen ausgerichtet sein wird. Dagegen spricht "Marie und ihre Freundinnen" sicher Mädchen an. Deshalb kann bei den Anwendungen je nach Interessenlage ausgewählt werden, ob man physikalische Themen oder ein anderes Thema bearbeiten will.


Kreuze zur Überprüfung jeweils dessen Mächtigkeit <math>n=|\Omega|</math> an.}}
==Aufgaben und Lösungen==


<quiz display="simple">
Zu fast allen Aufgaben sind Lösungen angegeben. Die SchülerInnen haben so die Möglichkeit, ihre Antworten selbst zu kontrollieren. Die Lösungen stehen allerdings nicht unmittelbar nach der jeweiligen Aufgabe, sondern am Ende der zu bearbeitenden Seite. So soll verhindert werden, dass sich die SchülerInnen gleich nach dem Lesen der Aufgabe die Lösung anschauen.


{ Eine Münze und ein Würfel werden gleichzeitig geworfen. }
==Hefteintrag==
- 8
+ 12
- 36


{ Es wird dreimal gewürfelt. }
Es ist sinnvoll, dass die SchülerInnen nach dem Bearbeiten des Lernpfades über Notizen verfügen, anhand derer Sie das Gelernte wiederholen können. Deshalb wurden in den Stationen 1 und 2 Hefteinträge integriert. Die entsprechenden Texte sind gelb hinterlegt und sollen von den SchülerInnen übernommen werden. Dabei empfiehlt es sich aus Gründen der Übersichtlichkeit das Heft im Querformat zu verwenden. Hinweise zum Hefteintrag sind für die SchülerInnen zusätzlich im Lernpfad integriert.
- 18
- 56
+ 216


{ Drei Münzen und zwei Würfel werden geworfen.}
==Avatar==
- 72
- 216
+ 288


Um SchülerInnen entgegenzukommen, denen es schwer fällt, die Bedeutung schriftlicher Texte zu verstehen, weil etwa ihre Lesekompetenz nur schwach ausgeprägt ist oder sie an Legastenie oder einer Sehbehinderung leiden, wurden in den Lernpfad Videos eingefügt, mit denen sie sich den Text von einem Avatar „vorlesen“ lassen können. Zu diesem Zweck sollte ihnen allerdings ein Kopfhörer zur Verfügung stehen.


{ Aus einer Urne, die jeweils fünf blaue, rote und grüne Kugeln enthält, werden nacheinander drei Kugeln gezogen. }
==Methodik==


- 9
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diesen Lernpfad - oder Teile davon - in den Lernprozess der SchülerInnen zu integrieren. Einzelne dieser Möglichkeiten, wie etwa das Arbeiten in Expertenteams, Pferdestall oder Kreisbrief werden im Folgenden ausführlich erläutert. Natürlich kann der Lernpfad auch zum selbstständigen Erarbeiten des Stoffes linear bearbeitet oder in Gruppen-, Partner- oder Einzelarbeit eingesetzt oder zur Wiederholung des Stoffes im Unterricht bzw. zu Hause verwendet werden.
+ 27
- 72


</quiz>
===Station 1: Einfluss der Parameter===


Lösungshinweise:
Die Station eins wurde so konzipiert, dass sie das Arbeiten in Expertenteams oder das Arbeiten im Pferdestall unterstützt.
{{versteckt|
:* <math>\left|\Omega_1\right|=2\cdot 6</math>
:* <math>\left|\Omega_2\right|=6\cdot 6\cdot 6=6^3</math>
:* <math>\left|\Omega_3\right|=2\cdot 2\cdot 2\cdot 6\cdot 6=2^3\cdot 6^2</math>
:* <math>\left|\Omega_4\right|=3\cdot 3\cdot 3=3^3</math>
}}


'''Expertenteams:'''
Beim Arbeiten in Expertenteams handelt es sich um eine spezielle Form von Gruppenarbeit, wobei sich jede Gruppe zunächst mit einem anderen Aspekt eines bestimmten Themas beschäftigt. Zur Einteilung der Gruppen können die vorgeschlagenen Karten verwendet werden. Sie sollten am besten auf farbiges Papier gedruckt, laminiert und zugeschnitten werden. Alle SchülerInnen erhalten eine Karte. Zunächst werden die SchülerInnen mit demselben Buchstaben auf der Karte zusammen arbeiten. Damit sich nicht gleich zu Beginn der Stunde alle SchülerInnen umsetzen müssen, ist es sinnvoll SchülerInnen, die neben einander sitzen, Karten mit demselben Buchstaben zu geben. Hinweise für die SchülerInnen für das Arbeiten in Expertenteams sind im Lernpfad integriert.


{{Aufgaben-M|1.6|a) Notiere dir für folgende Ergebnismengen ''alle'' Ereignisse. Wie viele sind es jeweils? Kannst du ein Gesetz erkennen?
Nun untersucht jede Gruppe den Einfluss eines anderen Parameters auf das Aussehen des Graphen. Jeder Schüler dieser Gruppe ist dann Experte für den Einfluss eines Parameters. Es wird ein erster Hefteintrag notiert. Dazu sollten die SchülerInnen ihr Heft im Querformat verwenden, eine Überschrift notieren und vier Spalten für den Einfluss je eines Parameters anlegen. Nach der Arbeitsphase in diesen Gruppen werden die SchülerInnen mit Hilfe der Zahlen auf den Karten in neue Gruppen eingeteilt. Die neuen Gruppen bestehen aus vier SchülerInnen, genauer je einem Experten für einen der vier Parameter. Die SchülerInnen sollen nun auch die Auswirkungen der anderen Parameter erforschen, sich über deren Einfluss austauschen und die Spalten des Hefteintrages vervollständigen. Danach werden gemeinsam Aufgaben bearbeitet. Diese sind so konzipiert, dass zu ihrer Lösung meist das Expertenwissen der einzelnen SchülerInnen benötigt wird.


:<math>\quad \Omega_1=\left\{1\right\},\qquad \Omega_2=\left\{1,2\right\},\qquad \Omega_3=\left\{1,2,3\right\},\qquad \Omega_4=\left\{1,2,3,4\right\}</math>
[[Trigonometrische_Funktionen/Einteilung der Expertenteams|Expertenteamkarten zum Ausdrucken]]


'''Pferdestall''' (bei der Bearbeitung der Tabelle „Einfluss von a, b, c und d")


b) Wie viele Ereignisse gibt es bei dem Zufallsexperiment „Werfen von drei Münzen“?
# Die SchülerInnen werden in zwei Gruppen eingeteilt, z.B. in die "linke" und "rechte Hälfte" des Klassenzimmers.
}}
# Die SchülerInnen der "linken Hälfte" bearbeiten die Aufgabe P1 und die SchülerInnen der "rechten Hälfte" die Aufgaben P2 und P3.
# Nun werden die SchülerInnen wieder in zwei Gruppen eingeteilt, in "Pferde" und "Ställe". Dazu sollen z.B. alle SchülerInnen nacheinander jeweils Pferd oder Stall sagen. Eine andere Möglichkeit wäre es, die SchülerInnen reihenweise abwechselnd in "Pferde" und "Ställe" einzuteilen, so dass immer ein "Pferd" neben einem "Stall" sitzt. <br>
# Die "Ställe" bleiben auf ihrem Platz sitzen und die "Pferde" stehen auf und setzen sich auf einen beliebigen Platz eines "Pferdes" in der anderen Hälfte. So erhält jeder Schüler einen anderen Nachbarn.<br>
# Je zwei SchülerInnen (Nachbarn) stellen sich gegenseitig die gerade bearbeten Aufgaben und die zughörigen Lösungen vor. Zur Kontrolle ist jeweils eine Lösungsmöglichkeit am Ende der Lernpfadseite angegeben.<br>
# In Partnerarbeit erfolgen gemeinsam erarbeitete Einträge in ein "Vokabelheft" (Aufgabe Federpendel-Vokabelheft).
# "Die Pferde reiten wieder zu ihrem Stall zurück". Jetzt sitzt wieder jeder auf seinem Platz und die ursprünglichen Nachbarn vergleichen ihre Einträge ins "Vokabelheft" und verbessern diese ggf.


Lösungshinweise:
1. Die SchülerInnen werden in zwei Gruppen eingeteilt, z. B. linke Hälfte und rechte Hälfte. Alle SchülerInnen der linken Hälfte untersuchen den Einfluss von a, alle SchülerInnen der rechten Hälfte den Einfluss von b.<br>
{{versteckt|:a)
2. Alle SchülerInnen sollen nacheinander jeweils Pferd oder Stall sagen. Oder noch Reihen... <br>
:* <math>\Omega_1\ \mathrm{besitzt\ } 2\ (=2^1)\ \mathrm{Ereignisse.}</math> &nbsp;(Das sichere und das unmögliche Ereignis)
3. Die "Ställe" bleiben auf ihrem Platz sitzen und die "Pferde" stehen auf und setzen sich auf einen beliebigen Platz eines "Pferdes" der anderen Hälfte. So erhält jeder Schüler einen neuen Nachbarn, der Kenntnisse über den Einfluss eines anderen Parameters besitzt.<br>
:* <math>\Omega_2\ \mathrm{besitzt\ } 4\ (=2^2)\ \mathrm{Ereignisse.}</math>  
4. Je zwei Schüler (Nachbarn) erklären sich nacheinander das neue Wissen.  
:* <math>\Omega_3\ \mathrm{besitzt\ } 8\ (=2^3)\ \mathrm{Ereignisse.}</math>
5. Die SchülerInnen werden wieder in zwei Gruppen eingeteilt, z. B. linke Hälfte und rechte Hälfte. Alle SchülerInnen der linken Hälfte untersuchen nun den Einfluss von c, alle SchülerInnen der rechten Hälfte den Einfluss von d.<br>
:* <math>\Omega_4\ \mathrm{besitzt\ } 16\ (=2^4)\ \mathrm{Ereignisse.}</math>
6. "Die Pferde reiten wieder zu ihrem Stall zurück". Jetzt sitzt wieder jeder auf seinem Platz und die ursprünglichen Nachbarn erklären sich nacheinander das neue Wissen.
}}


'''Partner- bzw. Gruppenarbeit incl. Mind Map:'''


Lösung: {{Lösung_versteckt|
Die SchülerInnen erstellen in Partner- oder Gruppenarbeit eine Mind Map zum Thema „Einfluss der Parameter von trigonometrischen Funktionen auf das Aussehen des Graphen“. Eine entsprechende Aufgabe (Aufgabe 5 - Zusatzaufgabe Mind Map) ist in der Station 1 integriert.<br> Am Ende präsentiert mindestens ein Schüler seine Mind Map vor der Klasse.
:Das vermutete Gesetz lautet:
{{Kasten_grün|<math>\mathrm{Zu\ jedem\ } \Omega\ \mathrm{gibt\ es\ } 2^{\left|\Omega\right|}\ \mathrm{verschiedene\ Ereignisse.}  </math>
}}


===Station 2: Bestimmung der Funktionsgleichung und mehr===


:b) <math>\left|\Omega\right|=8 \quad \Rightarrow \quad \mathrm{Es\ gibt\ } 2^8=256\ \mathrm{Ereignisse\ .}</math>
Die Station zwei wurde so konzipiert, dass sie Partner- bzw. Gruppenarbeit und das Arbeiten mit einem Kreisbrief unterstützt.  
}}


== Laplace-Wahrscheinlichkeit ==
'''Partner- bzw. Gruppenarbeit incl. Kreisbrief'''


[[File:Pierre-Simon Laplace.jpg|150px|left]]
Am besten teilt man die SchülerInnen in Gruppen von 2 bis 4 Personen ein. Ein Gruppenmitglied ist der Leiter und liest die Aufgaben vor, ein anderes Gruppenmitglied ist der Zeitwächter. Der Zeitrahmen zur Bearbeitung für jede Aufgabe beträgt 10 Minuten, anschließend stehen jeweils fünf Minuten zur Verfügung, in denen u. a. folgende Fragen diskutiert werden können: <br>
* Welches Ziel verfolgt die Aufgabe? <br>
* Was wird geübt?<br>
* Wie kommt man auf die Lösung?


{{wpde|Laplace|Pierre-Simon Laplace}} (1749 - 1827) war ein Physiker und Mathematiker, unter anderem auch am Hofe Napoleons. Er beschäftigte sich mit der Wahrscheinlichkeitsrechnung, vor allem in Verbindung mit dem Glücksspiel.
Für die SchülerInnen sind [[Trigonometrische_Funktionen 2/Bestimmung_der_Funktionsgleichung_aus_dem_Graphen/Kreisbrief|Hinweise zur Bearbeitung der Aufgabe 2 mit Hilfe eines Kreisbriefes]] in der Station 2 integriert.
Den SchülerInnen soll so bewusst werden, dass es nicht nur eine richtige Lösung gibt. Auch Verständnisprobleme sollen spätestens bei der Diskussion deutlich werden.


===Anwendungen: Physik-Ecke===


{{Aufgaben-M|1.7|Schreibe auf, was man unter den Begriffen '''Laplace-Experiment''', '''Laplace-Würfel''' und '''Laplace-Wahrscheinlichkeit''' versteht!}}
Die Physik-Ecke wurde so konzipiert, dass sie das Arbeiten im Pferdestall und das Führen eines "Vokabelheftes" unterstützt.


{{Lösung versteckt|{{Kasten_grün|
'''Pferdestall''' (bei der Bearbeitung der Aufgaben P1, P2, P3 und "Federpendel-Vokabelheft")
;Laplace-Experiment
:Haben alle Ergebnisse eines Zufallsexperiments die gleiche Wahrscheinlichkeit, dann spricht man von einem {{Hintergrund_gelb|Laplace-Experiment}}.
:Beispiel: Ziehung der Lottozahlen.
;Laplace-Würfel
:Ist ein Würfel ungezinkt, fair, oder symmetrisch, so spricht man von einem {{Hintergrund_gelb|Laplace-Würfel}}. Jede Augenzahl wird mit der Wahrscheinlichkeit&nbsp;&nbsp;<math>\frac{1}{6}</math>&nbsp;&nbsp;gewürfelt.
:Achtung: In der Realität gibt es keinen echten Laplace-Würfel, aufgrund von Symmetrieeigenschaften. Eine Geldmünze ist aus dem selben Grund keine echte Laplace-Münze.
;Laplace-Wahrscheinlichkeit
:Die {{Hintergrund_gelb|Laplace-Wahrscheinlichkeit}} eines Ereignisses E, ist gegeben durch den Quotienten


:<math> p(E) = \frac { \mathrm {Anzahl\ der\ f\ddot u r\ E\ g\ddot u nstigen\ Ergebnisse}} { \mathrm {Anzahl\ der\ m\ddot o glichen\ Ergebnisse}} = \frac {\left| E \right| } {\left| \Omega  \right| }\ .</math>  
# Die SchülerInnen werden in zwei Gruppen eingeteilt, z.B. in die "linke" und "rechte Hälfte" des Klassenzimmers.
# Die SchülerInnen der "linken Hälfte" bearbeiten die Aufgabe P1 und die SchülerInnen der "rechten Hälfte" die Aufgaben P2 und P3.
# Nun werden die SchülerInnen wieder in zwei Gruppen eingeteilt, in "Pferde" und "Ställe". Dazu sollen z.B. alle SchülerInnen nacheinander jeweils Pferd oder Stall sagen. Eine andere Möglichkeit wäre es, die SchülerInnen reihenweise abwechselnd in "Pferde" und "Ställe" einzuteilen, so dass immer ein "Pferd" neben einem "Stall" sitzt. <br>
# Die "Ställe" bleiben auf ihrem Platz sitzen und die "Pferde" stehen auf und setzen sich auf einen beliebigen Platz eines "Pferdes" in der anderen Hälfte. So erhält jeder Schüler einen anderen Nachbarn.<br>
# Je zwei SchülerInnen (Nachbarn) stellen sich gegenseitig die gerade bearbeten Aufgaben und die zughörigen Lösungen vor. Zur Kontrolle ist jeweils eine Lösungsmöglichkeit am Ende der Lernpfadseite angegeben.<br>
# In Partnerarbeit erfolgen gemeinsam erarbeitete Einträge in ein "Vokabelheft" (Aufgabe Federpendel-Vokabelheft).
# "Die Pferde reiten wieder zu ihrem Stall zurück". Jetzt sitzt wieder jeder auf seinem Platz und die ursprünglichen Nachbarn vergleichen ihre Einträge ins "Vokabelheft" und verbessern diese ggf.


:Beispiel:  Die Wahrscheinlichkeit mit einem Spielwürfel eine gerade Zahl zu würfeln beträgt&nbsp;&nbsp;<math>\frac{3}{6}=\frac{1}{2}\ .</math>
===Anwendungen: Marie und ihre Freundinnen===
}}
}}


'''Pferdestall''' (bei der Bearbeitung der Aufgaben "Riesenrad", "Tageslängen" und "Marie's Vokabelheft")


{{Kasten_blass|'''„Racing Game with One Dice“ (Rennspiel mit einem Würfel)'''
Analog zum Pferdestall bei der "Pysik-Ecke" kann man dies bei "Marie und ihre Freundinnen" machen.
Die linke Hälfte bearbeitet "Riesenrad",die rechte Hälfte "Tageslängen". <br>
Danach wird wie in der Physik-Ecke verfahren.


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==Spiele==


Spiele lockern das Lernen auf und ermöglichen nochmals in einer "Nicht-Lern-Athmosphäre" das Gelernte zu wiederholen und wiederzugeben.


:Hast du Lust auf eine kurzes Laplace-Experiment zu zweit, oder gegen den Computer?
Am Ende einer Station oder am Ende des Lernpfades kann "Pferdestall" und/ oder "Mathe-Millionär" als Spiel angeboten werden.


{{Rechtsklick Fenster}}[http://www.shodor.org/interactivate/activities/RacingGameWithOneDie/ Racing Game with One Dice] ist ein Autorennspiel auf einer englischsprachigen Internetseite (dazu muss Java installiert sein).
'''Pferdestall-Spiel'''


:Mit Hilfe des einfachen Würfelwurfs wird entschieden, welches Auto nach vorne fahren darf.
# Jeder Schüler überlegt sich eine Frage zum Inhalt und schreibt diese oben auf einen Zettel.<br>
 
# Die SchülerInnen werden in zwei Gruppen eingeteilt. Dazu sollen z.B. alle SchülerInnen nacheinander jeweils Pferd oder Stall sagen. Eine andere Möglichkeit wäre es, die SchülerInnen reihenweise abwechselnd in "Pferde" und "Ställe" einzuteilen, so dass immer ein "Pferd" neben einem "Stall" sitzt. <br>
:* Öffne den Link in einem neuen Fenster.
# Die "Ställe" bleiben auf ihrem Platz sitzen und die "Pferde" stehen auf und setzen sich auf einen beliebigen Platz eines anderen "Pferdes". So erhält jeder Schüler einen anderen Nachbarn.<br>
:* Entscheidet euch im mittleren Kasten, wer von euch das rote oder das blaue Auto „fährt“.
# Je zwei SchülerInnen (Nachbarn) stellen sich gegenseitig die Fragen, notieren gemeinsam die Antwort unter der jeweiligen Frage und falten die Zettel so, dass man zwar die Frage, aber nicht die Antwort lesen kann. Die Zettel werden getauscht.<br>
:* Klickt nun im oberen Kasten so oft auf den Buton '''„Roll Dice“''', bis ein Auto über die Ziellinie fährt! <br> Es ist voreingestellt, dass rot bei ungerader Augenzahl fährt („Red moves on“) und blau bei gerader Augenzahl weiterkommt.
# "Die Pferde reiten wieder zu ihrem Stall zurück". Jetzt sitzt wieder jeder auf seinem Platz und die ursprünglichen Nachbarn stellen sich gegenseitig die notierten Fragen. Die Antwort steht zur Kontrolle bereits auf der Innenseite.  
:* Wenn ihr auf den Button '''„Restart“''' klickt, kann es von vorne los gehen.
:* Verändere die Einstellungen nach deinen Wünschen:
:** Mit dem Schieberegler '''„Race segments“''' stellt ihr die Länge der Rennbahn, also die Anzahl der Spiele ein.
:** Jetzt müsst ihr noch untereinander aushandeln, bei welchen Augenzahlen euer Auto fahren darf.
:** Im unteren Kasten könnt ihr viele Rennen auf einmal durchführen lassen.
 
:Auf die Plätze, fertig, los!
}}
 
 
{{Aufgaben-M|1.8|[[Datei:Pasch.jpg|right]]Anna würfelt mit zwei unterscheidbaren Würfeln.
 
Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie einen Pasch würfelt?}}
 
Lösungshilfe: {{versteckt|:Übertrage die Tabelle auf dein Blatt. In die Lücken gehören alle Ereignisse des zweifachen Würfelwurfs eingetragen. Kannst du sie vervollständigen?
 
:[[Datei:FeldertafelzweiWürfel.jpg|250px|li]]
}}
 
 
{{Lösung versteckt|:Man kann aus der Tabelle prima die Ergebnismenge und das Ereignis „Pasch“ ablesen:
 
:[[Datei:FeldertafelzweiWürfel.png|250px|li]]
 
:Man sagt dazu „36-Feldertafel“, auf Grund der Mächtigkeit der Ergebnismenge.
 
 
:<math>\Omega=\{(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),...,(6,5),(6,6)\}, \quad \left| \Omega \right| = 6^2 = 36 </math>
 
:<math>E_{Pasch} =  \{(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(5,5),(6,6)\}, \quad  \left| E_{Pasch} \right| = 6 </math>
 
:<math>\Rightarrow \quad p(E_{Pasch}) = \frac{6}{36} =\frac{1}{6}\ .</math>
}}


'''"Mathe-Millionär-Spiel"'''


# Jeder Schüler überlegt sich eine Frage zum Thema und notiert diese zusammen mit vier Antwortmöglichkeiten (A, B, C, D) auf einem Zettel. Dabei kreuzt er die richtige Antwort an und ergänzt ob er die Frage als leicht, mittel oder schwer einschätzt.<br>
# ''Hinweis für SchülerInnen'': Taktisch ist es sinnvoll, sich eine möglichst schwierige Frage zu überlegen, da man selbst – wenn die Frage später vom Lehrer gestellt wird – die Antwort weiß, die anderen SchülerInnen aber mit höherer Wahrscheinlichkeit nicht.<br>
# Die Zettel werden eingesammelt und vom Lehrer grob der Schwierigkeit nach sortiert. Dabei können ein paar leichte Fragen für einen eventuellen zweiten Durchgang aufgehoben werden.<br>
# Die SchülerInnen zerteilen ein Blatt in vier kleine Blätter, auf denen sie je einen Buchstaben A, B, C und D schreiben. Alle SchülerInnen stehen auf.
# Der Lehrer liest eine Frage vor. Beim Satz „Bitte entscheidet Euch jetzt!“ heben alle SchülerInnen gleichzeitig den gewählten Buchstaben nach oben. Der Lehrer sagt die richtige Antwort und die SchülerInnen mit einer falschen setzen sich. Jetzt kann eine Erklärung folgen oder die nächste Frage.
# Gewonnen haben die letzten ein bis drei noch stehenden SchülerInnen.


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*[[Trigonometrische Funktionen 2|Zurück zur Einführung]]
{{Kasten Mathematik|[[Mathematik-digital/Laplace-Wahrscheinlichkeit wiederholen und vertiefen/Glücksspiel| <big> '''→ Weiter zu''' </big><colorize>Gustavs Glücksspiel!</colorize>]]}}

Version vom 19. Januar 2011, 00:05 Uhr


Kurzübersicht

Der Lernpfad besteht aus zwei unabhängigen Mini-Lernpfaden, die Station 1 und 2 genannt werden, sowie Anwendungen mit vertiefenden Aufgaben.

Station 1: Einfluss der Parameter Station 2: Bestimmung der Funktionsgleichung und mehr Anwendungen

Schulstufe

6. Schulstufe in Österreich bzw. 10. Jahrgangsstufe in Deutschland

Unterrichtsfächer

Mathematik

Mathematik

Mathematik und Physik

Dauer

2-3 Stunden

1-2 Stunden

1-2 Stunden

Technische Voraussetzungen*

Internet und Java, YouTube für Avatar und Videos

Medien

Java-Applets, GeoGebra, Avatar, Bilder

Java-Applets, GeoGebra, Avatar, Bilder

Java-Applets, GeoGebra, Avatar, Bilder, Videos

Lernziele

Erkennen der Auswirkung der Variation von Parametern im Funktionsterm auf die Graphen der Sinus- und Kosinusfunktion.

Bestimmung der Parameter bzw. des Funktionsterms aus den Gaphen der Sinus- und Kosinusfunktion.

Festigung der in Station 1 und 2 erworbenen mathematischen Kenntnisse und Identifikation unterschiedlicher Variablenbezeichnungen.

Kompetenzen*

Operieren, Interpretieren, Kommunizieren, Argumentieren, Dokumentieren

Operieren, Interpretieren, Kommunizieren, Argumentieren, Dokumentieren

Modellieren, Transferieren, Kommunizieren, Argumentieren

Methodik*

Expertenteams oder Pferdestall, evtl. Mind Map

Gruppenarbeit incl. Kreisbrief

Pferdestall und Vokabelheft

Spiele*

Pferdestall oder Mathe-Millionär

Autoren

Silvia Joachim, Karl Haberl und Franz Embacher

(*) Genauere Erläuterungen folgen.

Technische Voraussetzungen

Die GeoGebra-Applets benötigen Java. Dies kann kostenlos von www.java.com heruntergeladen werden.

Kenntnisse und Handhabung von GeoGebra erleichtern die Arbeit am Lernpfad. GeoGebra kann kostenlos von www.geogebra.at herungergeladen werden.

Aufbau des Lernpfads

Die GeoGebra-Applets bieten vielfältige Möglichkeiten, mathematische Zusammenhänge experimentell zu erkunden. So können die SchülerInnen in der ersten Station selbstständig den Einfluss der Variation der Parameter einer allgemeinen Sinus- und Kosinusfunktion auf das Aussehen ihrer Graphen erforschen und erleben. Wie man umgekehrt aus den Graphen die zugehörigen Parameter bestimmt, erfahren die SchülerInnen in der Station zwei. Um das unterschiedliche Lerntempo auszugleichen, bieten Zusatzaufgaben den schnelleren SchülerInnen die Möglichkeit, die evtl. übrige Zeit sinnvoll zu nutzen. Normalerweise werden die SchülerInnen die Stationen in der vorgegebenen Reihenfolge vollständig bearbeiten. Aber es ist natürlich auch möglich, nur eine der Stationen in den Unterricht einzubauen. Bei den Anwendungen können die SchülerInnen - anhand von Anwendungsbeispielen - die in Station 1 und 2 erworbenen mathematischen Kenntnisse festigen und lernen dabei auch unterschiedliche Variablenbezeichnungen zu identifizieren.

Kompetenzen

Bei Station 1 und Station 2 soll Neues erlernt werden. Daher stehen hauptsächlich die Kompetenzen Operieren und Interpretieren im Vordergrund.
Die SchülerInnen können für diesen Funktionstyp verschiedene Darstellungen angeben. Sie erkennen den Zusammenhang Graph und Formel als verschiedene Darstellungsformen und können zwischen diesen Darstellungen wechseln.
Für durch Gleichungen gegebene Funktionen mit mehreren Veränderlichen können mit Kenntnis der Parameter Graphen gezeichnet und aus Graphen können die Parameter ermittelt werden.
Die Bedeutung der Parameter für den Funktionsterm und den Graphen können im Kontext gedeutet und richtig interpretiert werden.
Aus Graphen und Gleichungen von allgemeinen Sinusfunktionen können Werte(paare)ermitteln und im Kontext gedeutet werden.
Bei den Anwendungen wird das erworbene Wissen angewendet. Die SchülerInnen müssen die gegebene Situation modellieren und ihre Kenntnise auf den Sachverhalt transferieren.

Je nach eingesetzter Methode, wie Gruppenarbeit, Expertenteams, "Pferdestalle" sind auch die Kompetenzen Argumentieren und Kommunizieren angesprochen.
Da die SchülerInnen selbstständig Hefteinträge erstellen müssen, dokumentieren sie auch.

Insgesamt werden alle Handlungskompetenzen
Modellieren - Transferieren - Operieren - Interpretieren - Dokumentieren - Argumentieren - Kommunizieren
genutzt, gefordert und gefördert.

Genderaspekte

Mit Blick auf die Genderproblematik wurde bei den Stationen 1 und 2 darauf geachtet, dass sie Mädchen und Jungen gleichermaßen ansprechen. Bei den Anwendungen kann man annehmen, dass fächerübergreifende Physik-Ecke mehr auf auf die Interessen von Jungen ausgerichtet sein wird. Dagegen spricht "Marie und ihre Freundinnen" sicher Mädchen an. Deshalb kann bei den Anwendungen je nach Interessenlage ausgewählt werden, ob man physikalische Themen oder ein anderes Thema bearbeiten will.

Aufgaben und Lösungen

Zu fast allen Aufgaben sind Lösungen angegeben. Die SchülerInnen haben so die Möglichkeit, ihre Antworten selbst zu kontrollieren. Die Lösungen stehen allerdings nicht unmittelbar nach der jeweiligen Aufgabe, sondern am Ende der zu bearbeitenden Seite. So soll verhindert werden, dass sich die SchülerInnen gleich nach dem Lesen der Aufgabe die Lösung anschauen.

Hefteintrag

Es ist sinnvoll, dass die SchülerInnen nach dem Bearbeiten des Lernpfades über Notizen verfügen, anhand derer Sie das Gelernte wiederholen können. Deshalb wurden in den Stationen 1 und 2 Hefteinträge integriert. Die entsprechenden Texte sind gelb hinterlegt und sollen von den SchülerInnen übernommen werden. Dabei empfiehlt es sich aus Gründen der Übersichtlichkeit das Heft im Querformat zu verwenden. Hinweise zum Hefteintrag sind für die SchülerInnen zusätzlich im Lernpfad integriert.

Avatar

Um SchülerInnen entgegenzukommen, denen es schwer fällt, die Bedeutung schriftlicher Texte zu verstehen, weil etwa ihre Lesekompetenz nur schwach ausgeprägt ist oder sie an Legastenie oder einer Sehbehinderung leiden, wurden in den Lernpfad Videos eingefügt, mit denen sie sich den Text von einem Avatar „vorlesen“ lassen können. Zu diesem Zweck sollte ihnen allerdings ein Kopfhörer zur Verfügung stehen.

Methodik

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diesen Lernpfad - oder Teile davon - in den Lernprozess der SchülerInnen zu integrieren. Einzelne dieser Möglichkeiten, wie etwa das Arbeiten in Expertenteams, Pferdestall oder Kreisbrief werden im Folgenden ausführlich erläutert. Natürlich kann der Lernpfad auch zum selbstständigen Erarbeiten des Stoffes linear bearbeitet oder in Gruppen-, Partner- oder Einzelarbeit eingesetzt oder zur Wiederholung des Stoffes im Unterricht bzw. zu Hause verwendet werden.

Station 1: Einfluss der Parameter

Die Station eins wurde so konzipiert, dass sie das Arbeiten in Expertenteams oder das Arbeiten im Pferdestall unterstützt.

Expertenteams:

Beim Arbeiten in Expertenteams handelt es sich um eine spezielle Form von Gruppenarbeit, wobei sich jede Gruppe zunächst mit einem anderen Aspekt eines bestimmten Themas beschäftigt. Zur Einteilung der Gruppen können die vorgeschlagenen Karten verwendet werden. Sie sollten am besten auf farbiges Papier gedruckt, laminiert und zugeschnitten werden. Alle SchülerInnen erhalten eine Karte. Zunächst werden die SchülerInnen mit demselben Buchstaben auf der Karte zusammen arbeiten. Damit sich nicht gleich zu Beginn der Stunde alle SchülerInnen umsetzen müssen, ist es sinnvoll SchülerInnen, die neben einander sitzen, Karten mit demselben Buchstaben zu geben. Hinweise für die SchülerInnen für das Arbeiten in Expertenteams sind im Lernpfad integriert.

Nun untersucht jede Gruppe den Einfluss eines anderen Parameters auf das Aussehen des Graphen. Jeder Schüler dieser Gruppe ist dann Experte für den Einfluss eines Parameters. Es wird ein erster Hefteintrag notiert. Dazu sollten die SchülerInnen ihr Heft im Querformat verwenden, eine Überschrift notieren und vier Spalten für den Einfluss je eines Parameters anlegen. Nach der Arbeitsphase in diesen Gruppen werden die SchülerInnen mit Hilfe der Zahlen auf den Karten in neue Gruppen eingeteilt. Die neuen Gruppen bestehen aus vier SchülerInnen, genauer je einem Experten für einen der vier Parameter. Die SchülerInnen sollen nun auch die Auswirkungen der anderen Parameter erforschen, sich über deren Einfluss austauschen und die Spalten des Hefteintrages vervollständigen. Danach werden gemeinsam Aufgaben bearbeitet. Diese sind so konzipiert, dass zu ihrer Lösung meist das Expertenwissen der einzelnen SchülerInnen benötigt wird.

Expertenteamkarten zum Ausdrucken

Pferdestall (bei der Bearbeitung der Tabelle „Einfluss von a, b, c und d")

  1. Die SchülerInnen werden in zwei Gruppen eingeteilt, z.B. in die "linke" und "rechte Hälfte" des Klassenzimmers.
  2. Die SchülerInnen der "linken Hälfte" bearbeiten die Aufgabe P1 und die SchülerInnen der "rechten Hälfte" die Aufgaben P2 und P3.
  3. Nun werden die SchülerInnen wieder in zwei Gruppen eingeteilt, in "Pferde" und "Ställe". Dazu sollen z.B. alle SchülerInnen nacheinander jeweils Pferd oder Stall sagen. Eine andere Möglichkeit wäre es, die SchülerInnen reihenweise abwechselnd in "Pferde" und "Ställe" einzuteilen, so dass immer ein "Pferd" neben einem "Stall" sitzt.
  4. Die "Ställe" bleiben auf ihrem Platz sitzen und die "Pferde" stehen auf und setzen sich auf einen beliebigen Platz eines "Pferdes" in der anderen Hälfte. So erhält jeder Schüler einen anderen Nachbarn.
  5. Je zwei SchülerInnen (Nachbarn) stellen sich gegenseitig die gerade bearbeten Aufgaben und die zughörigen Lösungen vor. Zur Kontrolle ist jeweils eine Lösungsmöglichkeit am Ende der Lernpfadseite angegeben.
  6. In Partnerarbeit erfolgen gemeinsam erarbeitete Einträge in ein "Vokabelheft" (Aufgabe Federpendel-Vokabelheft).
  7. "Die Pferde reiten wieder zu ihrem Stall zurück". Jetzt sitzt wieder jeder auf seinem Platz und die ursprünglichen Nachbarn vergleichen ihre Einträge ins "Vokabelheft" und verbessern diese ggf.

1. Die SchülerInnen werden in zwei Gruppen eingeteilt, z. B. linke Hälfte und rechte Hälfte. Alle SchülerInnen der linken Hälfte untersuchen den Einfluss von a, alle SchülerInnen der rechten Hälfte den Einfluss von b.
2. Alle SchülerInnen sollen nacheinander jeweils Pferd oder Stall sagen. Oder noch Reihen...
3. Die "Ställe" bleiben auf ihrem Platz sitzen und die "Pferde" stehen auf und setzen sich auf einen beliebigen Platz eines "Pferdes" der anderen Hälfte. So erhält jeder Schüler einen neuen Nachbarn, der Kenntnisse über den Einfluss eines anderen Parameters besitzt.
4. Je zwei Schüler (Nachbarn) erklären sich nacheinander das neue Wissen. 5. Die SchülerInnen werden wieder in zwei Gruppen eingeteilt, z. B. linke Hälfte und rechte Hälfte. Alle SchülerInnen der linken Hälfte untersuchen nun den Einfluss von c, alle SchülerInnen der rechten Hälfte den Einfluss von d.
6. "Die Pferde reiten wieder zu ihrem Stall zurück". Jetzt sitzt wieder jeder auf seinem Platz und die ursprünglichen Nachbarn erklären sich nacheinander das neue Wissen.

Partner- bzw. Gruppenarbeit incl. Mind Map:

Die SchülerInnen erstellen in Partner- oder Gruppenarbeit eine Mind Map zum Thema „Einfluss der Parameter von trigonometrischen Funktionen auf das Aussehen des Graphen“. Eine entsprechende Aufgabe (Aufgabe 5 - Zusatzaufgabe Mind Map) ist in der Station 1 integriert.
Am Ende präsentiert mindestens ein Schüler seine Mind Map vor der Klasse.

Station 2: Bestimmung der Funktionsgleichung und mehr

Die Station zwei wurde so konzipiert, dass sie Partner- bzw. Gruppenarbeit und das Arbeiten mit einem Kreisbrief unterstützt.

Partner- bzw. Gruppenarbeit incl. Kreisbrief

Am besten teilt man die SchülerInnen in Gruppen von 2 bis 4 Personen ein. Ein Gruppenmitglied ist der Leiter und liest die Aufgaben vor, ein anderes Gruppenmitglied ist der Zeitwächter. Der Zeitrahmen zur Bearbeitung für jede Aufgabe beträgt 10 Minuten, anschließend stehen jeweils fünf Minuten zur Verfügung, in denen u. a. folgende Fragen diskutiert werden können:

  • Welches Ziel verfolgt die Aufgabe?
  • Was wird geübt?
  • Wie kommt man auf die Lösung?

Für die SchülerInnen sind Hinweise zur Bearbeitung der Aufgabe 2 mit Hilfe eines Kreisbriefes in der Station 2 integriert. Den SchülerInnen soll so bewusst werden, dass es nicht nur eine richtige Lösung gibt. Auch Verständnisprobleme sollen spätestens bei der Diskussion deutlich werden.

Anwendungen: Physik-Ecke

Die Physik-Ecke wurde so konzipiert, dass sie das Arbeiten im Pferdestall und das Führen eines "Vokabelheftes" unterstützt.

Pferdestall (bei der Bearbeitung der Aufgaben P1, P2, P3 und "Federpendel-Vokabelheft")

  1. Die SchülerInnen werden in zwei Gruppen eingeteilt, z.B. in die "linke" und "rechte Hälfte" des Klassenzimmers.
  2. Die SchülerInnen der "linken Hälfte" bearbeiten die Aufgabe P1 und die SchülerInnen der "rechten Hälfte" die Aufgaben P2 und P3.
  3. Nun werden die SchülerInnen wieder in zwei Gruppen eingeteilt, in "Pferde" und "Ställe". Dazu sollen z.B. alle SchülerInnen nacheinander jeweils Pferd oder Stall sagen. Eine andere Möglichkeit wäre es, die SchülerInnen reihenweise abwechselnd in "Pferde" und "Ställe" einzuteilen, so dass immer ein "Pferd" neben einem "Stall" sitzt.
  4. Die "Ställe" bleiben auf ihrem Platz sitzen und die "Pferde" stehen auf und setzen sich auf einen beliebigen Platz eines "Pferdes" in der anderen Hälfte. So erhält jeder Schüler einen anderen Nachbarn.
  5. Je zwei SchülerInnen (Nachbarn) stellen sich gegenseitig die gerade bearbeten Aufgaben und die zughörigen Lösungen vor. Zur Kontrolle ist jeweils eine Lösungsmöglichkeit am Ende der Lernpfadseite angegeben.
  6. In Partnerarbeit erfolgen gemeinsam erarbeitete Einträge in ein "Vokabelheft" (Aufgabe Federpendel-Vokabelheft).
  7. "Die Pferde reiten wieder zu ihrem Stall zurück". Jetzt sitzt wieder jeder auf seinem Platz und die ursprünglichen Nachbarn vergleichen ihre Einträge ins "Vokabelheft" und verbessern diese ggf.

Anwendungen: Marie und ihre Freundinnen

Pferdestall (bei der Bearbeitung der Aufgaben "Riesenrad", "Tageslängen" und "Marie's Vokabelheft")

Analog zum Pferdestall bei der "Pysik-Ecke" kann man dies bei "Marie und ihre Freundinnen" machen. Die linke Hälfte bearbeitet "Riesenrad",die rechte Hälfte "Tageslängen".
Danach wird wie in der Physik-Ecke verfahren.

Spiele

Spiele lockern das Lernen auf und ermöglichen nochmals in einer "Nicht-Lern-Athmosphäre" das Gelernte zu wiederholen und wiederzugeben.

Am Ende einer Station oder am Ende des Lernpfades kann "Pferdestall" und/ oder "Mathe-Millionär" als Spiel angeboten werden.

Pferdestall-Spiel

  1. Jeder Schüler überlegt sich eine Frage zum Inhalt und schreibt diese oben auf einen Zettel.
  2. Die SchülerInnen werden in zwei Gruppen eingeteilt. Dazu sollen z.B. alle SchülerInnen nacheinander jeweils Pferd oder Stall sagen. Eine andere Möglichkeit wäre es, die SchülerInnen reihenweise abwechselnd in "Pferde" und "Ställe" einzuteilen, so dass immer ein "Pferd" neben einem "Stall" sitzt.
  3. Die "Ställe" bleiben auf ihrem Platz sitzen und die "Pferde" stehen auf und setzen sich auf einen beliebigen Platz eines anderen "Pferdes". So erhält jeder Schüler einen anderen Nachbarn.
  4. Je zwei SchülerInnen (Nachbarn) stellen sich gegenseitig die Fragen, notieren gemeinsam die Antwort unter der jeweiligen Frage und falten die Zettel so, dass man zwar die Frage, aber nicht die Antwort lesen kann. Die Zettel werden getauscht.
  5. "Die Pferde reiten wieder zu ihrem Stall zurück". Jetzt sitzt wieder jeder auf seinem Platz und die ursprünglichen Nachbarn stellen sich gegenseitig die notierten Fragen. Die Antwort steht zur Kontrolle bereits auf der Innenseite.

"Mathe-Millionär-Spiel"

  1. Jeder Schüler überlegt sich eine Frage zum Thema und notiert diese zusammen mit vier Antwortmöglichkeiten (A, B, C, D) auf einem Zettel. Dabei kreuzt er die richtige Antwort an und ergänzt ob er die Frage als leicht, mittel oder schwer einschätzt.
  2. Hinweis für SchülerInnen: Taktisch ist es sinnvoll, sich eine möglichst schwierige Frage zu überlegen, da man selbst – wenn die Frage später vom Lehrer gestellt wird – die Antwort weiß, die anderen SchülerInnen aber mit höherer Wahrscheinlichkeit nicht.
  3. Die Zettel werden eingesammelt und vom Lehrer grob der Schwierigkeit nach sortiert. Dabei können ein paar leichte Fragen für einen eventuellen zweiten Durchgang aufgehoben werden.
  4. Die SchülerInnen zerteilen ein Blatt in vier kleine Blätter, auf denen sie je einen Buchstaben A, B, C und D schreiben. Alle SchülerInnen stehen auf.
  5. Der Lehrer liest eine Frage vor. Beim Satz „Bitte entscheidet Euch jetzt!“ heben alle SchülerInnen gleichzeitig den gewählten Buchstaben nach oben. Der Lehrer sagt die richtige Antwort und die SchülerInnen mit einer falschen setzen sich. Jetzt kann eine Erklärung folgen oder die nächste Frage.
  6. Gewonnen haben die letzten ein bis drei noch stehenden SchülerInnen.
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