Digitale mathematische Werkzeuge (DmW) – Wahlfach in der Oberstufe
Leitgedanken zum Kompetenzerwerb
Prozessbezogene Kompetenzen zurücksetzen
  • 2.1 Für das Wahlfach spezifische prozessbezogene Kompetenzen
    • 2.1 Für das Wahlfach spezifische prozessbezogene Kompetenzen
    • digitale mathematische Werkzeuge sinnvoll einsetzen
    • digitale mathematische Werkzeuge zur Veranschaulichung von Beweisideen nutzen
    • mathematische Vermutungen untersuchen, verifizieren beziehungsweise widerlegen
    • Probleme erkennen, Strukturen von innermathematischen Problemen erfassen sowie Lösungsansätze entwickeln und anwenden
    • die Möglichkeiten des digitalen Hilfsmittels zielgerichtet einsetzen, um Problemstellungen zu analysieren und zu variieren
    • zwischen natürlicher, symbolisch-formaler und technisch-syntaktischer Sprache wechseln
    • den Komplexitätsgrad einer Modellierung erhöhen, um die Wirklichkeit realitätsnäher abbilden zu können
    • an geeigneter Stelle ohne Einsatz digitaler Hilfmittel arbeiten

Operatoren

Anhänge zu Fachplänen

3.1.5 Dif­fe­ren­ti­al­glei­chun­gen

Bei der Mo­del­lie­rung rea­ler Ab­läu­fe stel­len Dif­fe­ren­ti­al­glei­chun­gen ein un­ver­zicht­ba­res In­stru­ment dar, in­dem sie Be­zie­hun­gen zwi­schen Funk­tio­nen und ih­ren Ab­lei­tun­gen her­stel­len. Ins­be­son­de­re in die­sem Feld zei­gen sich die viel­fäl­ti­gen Ein­satz­mög­lich­kei­ten ver­schie­de­ner di­gi­ta­ler ma­the­ma­ti­scher Werk­zeu­ge (Com­pu­ter-Al­ge­bra-Sys­te­me, dy­na­mi­sche Geo­me­trie­soft­ware, Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on). Der Mo­del­lie­rungs­kreis­lauf kann hier de­zi­diert durch­lau­fen wer­den.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen
(1)

Lö­sung ei­ner Dif­fe­ren­ti­al­glei­chung mit­tels Rich­tungs­feld gra­phisch in­ter­pre­tie­ren

(2)

über­prü­fen, ob ei­ne vor­ge­ge­be­ne Funk­ti­on Lö­sung ei­ner Dif­fe­ren­ti­al­glei­chung (zum Beispiel von \(y^{\prime} = \frac{y}{x}\) , \(y^{\prime} = k \cdot y\) , \(y^{\prime} = \frac{2 \cdot y}{x}\) , \(y^{\prime} = \frac{n \cdot y}{x}\) , \(y^{\prime} = \frac{y+y^2}{x} \)  ) ist

(3)

Dif­fe­ren­ti­al­glei­chun­gen in ein­fa­chen Fäl­len (ins­be­son­de­re lo­gis­ti­sches Wachs­tum, Schwin­gungs­vor­gän­ge) un­ter­su­chen und in An­wen­dungs­kon­tex­ten in­ter­pre­tie­ren

(4)

das ex­pli­zi­te und im­pli­zi­te Eu­ler­ver­fah­ren an­wen­den und da­mit nu­me­ri­sche Nä­he­rungs­lö­sun­gen für Wachs­tums­pro­zes­se und Schwin­gungs­vor­gän­ge be­stim­men

(5)

die Ab­hän­gig­keit der Gü­te der Nä­he­rungs­lö­sung hin­sicht­lich ver­schie­de­ner As­pek­te be­schrei­ben (zum Bei­spiel Schritt­wei­te der Dis­kre­ti­sie­rung, ge­wähl­tes Nä­he­rungs­ver­fah­ren)


Umsetzungshilfen
Hinweis
Die Beispielcurricula, Synopsen und Kompetenzraster sind bei den inhaltsbezogenen Kompetenzen des jeweiligen Faches zu finden.