Mathematik
Leitgedanken zum Kompetenzerwerb
Prozessbezogene Kompetenzen zurücksetzen
  • 2.1 Argumentieren und Beweisen
    • 2.1 Argumentieren und Beweisen
    • in mathematischen Zusammenhängen Vermutungen entwickeln und als mathematische Aussage formulieren
    • eine Vermutung anhand von Beispielen auf ihre Plausibilität prüfen oder anhand eines Gegenbeispiels widerlegen
    • bei der Entwicklung und Prüfung von Vermutungen Hilfsmittel verwenden (zum Beispiel Taschenrechner, Computerprogramme)
    • in einer mathematischen Aussage zwischen Voraussetzung und Behauptung unterscheiden
    • eine mathematische Aussage in einer standardisierten Form (zum Beispiel Wenn-Dann) formulieren
    • zu einem Satz die Umkehrung bilden
    • zwischen Satz und Kehrsatz unterscheiden und den Unterschied an Beispielen erklären
    • mathematische Verfahren und ihre Vorgehensweisen erläutern und begründen
    • beim Erläutern und Begründen unterschiedliche Darstellungsformen verwenden (verbal, zeichnerisch, tabellarisch, formalisiert)
    • Beweise nachvollziehen und wiedergeben
    • bei mathematischen Beweisen die Argumentation auf die zugrunde liegende Begründungsbasis zurückführen
    • ausgehend von einer Begründungsbasis durch zulässige Schlussfolgerungen eine mehrschrittige Argumentationskette aufbauen
    • Aussagen auf ihren Wahrheitsgehalt prüfen und Beweise führen
    • Beziehungen zwischen mathematischen Sätzen aufzeigen
  • 2.2 Probleme lösen
    • 2.2 Probleme lösen
    • das Problem mit eigenen Worten beschreiben
    • Informationen aus den gegebenen Texten, Bildern und Diagrammen entnehmen und auf ihre Bedeutung für die Problemlösung bewerten
    • durch Verwendung verschiedener Darstellungen (informative Figur, verbale Beschreibung, Tabelle, Graph, symbolische Darstellung, Koordinaten) das Problem durchdringen oder umformulieren
    • Hilfsmittel und Informationsquellen (zum Beispiel Formelsammlung, Taschenrechner, Computerprogramme, Internet) nutzen
    • durch Untersuchung von Beispielen und systematisches Probieren zu Vermutungen kommen und diese auf Plausibilität überprüfen
    • das Problem durch Zerlegen in Teilprobleme oder das Einführen von Hilfsgrößen oder Hilfslinien vereinfachen
    • mit formalen Rechenstrategien (unter anderem Äquivalenzumformung von Gleichungen und Prinzip der Substitution) Probleme auf algebraischer Ebene bearbeiten
    • das Aufdecken von Regelmäßigkeiten oder mathematischen Mustern für die Problemlösung nutzen
    • durch Vorwärts- oder Rückwärtsarbeiten Lösungsschritte finden
    • Sonderfälle oder Verallgemeinerungen untersuchen
    • das Problem auf Bekanntes zurückführen oder Analogien herstellen
    • Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Teilgebieten der Mathematik zum Lösen nutzen
    • Ergebnisse, auch Zwischenergebnisse, auf Plausibilität oder an Beispielen prüfen
    • kritisch prüfen, inwieweit eine Problemlösung erreicht wurde
    • Fehler analysieren und konstruktiv nutzen
    • Lösungswege vergleichen
  • 2.3 Modellieren
    • 2.3 Modellieren
    • wesentliche Informationen entnehmen und strukturieren
    • ergänzende Informationen beschaffen und dazu Informationsquellen nutzen
    • Situationen vereinfachen
    • relevante Größen und ihre Beziehungen identifizieren
    • die Beziehungen zwischen diesen Größen mithilfe von Variablen, Termen, Gleichungen, Funktionen, Figuren, Diagrammen, Tabellen oder Zufallsversuchen beschreiben
    • Grundvorstellungen zu mathematischen Operationen nutzen und die Eignung mathematischer Verfahren einschätzen
    • zu einer Situation passende mathematische Modelle (zum Beispiel arithmetische Operationen, geometrische Modelle, Terme und Gleichungen, stochastische Modelle) auswählen oder konstruieren
    • Hilfsmittel verwenden
    • rechnen, mathematische Algorithmen oder Konstruktionen ausführen
    • die Ergebnisse aus einer mathematischen Modellierung in die Realität übersetzen
    • die aus dem mathematischen Modell gewonnene Lösung in der jeweiligen Realsituation überprüfen
    • die aus dem mathematischen Modell gewonnene Lösung bewerten und gegebenenfalls Überlegungen zur Verbesserung der Modellierung anstellen
  • 2.4 Mit symbolischen, formalen und technischen Elementen der Mathematik umgehen
    • 2.4 Mit symbolischen, formalen und technischen Elementen der Mathematik umgehen
    • zwischen natürlicher Sprache und symbolisch-formaler Sprache der Mathematik wechseln
    • mathematische Darstellungen zum Strukturieren von Informationen, zum Modellieren und zum Problemlösen auswählen und verwenden
    • zwischen verschiedenen mathematischen Darstellungen wechseln
    • Berechnungen ausführen
    • Routineverfahren anwenden und miteinander kombinieren
    • Algorithmen reflektiert anwenden
    • Ergebnisse und die Eignung des Verfahrens kritisch prüfen
    • Hilfsmittel (zum Beispiel Formelsammlung, Geodreieck und Zirkel, Taschenrechner, Software) problemangemessen auswählen und einsetzen
    • Taschenrechner und mathematische Software (Tabellenkalkulation, Dynamische Geometriesoftware) bedienen und zum Explorieren, Problemlösen und Modellieren einsetzen
    • Ergebnisse, die unter Verwendung eines Taschenrechners oder Computers gewonnen wurden, kritisch prüfen
  • 2.5 Kommunizieren
    • 2.5 Kommunizieren
    • mathematische Einsichten und Lösungswege schriftlich dokumentieren oder mündlich darstellen und erläutern
    • ihre Ergebnisse strukturiert präsentieren
    • eigene Überlegungen in kurzen Beiträgen sowie selbstständige Problembearbeitungen in Vorträgen verständlich darstellen
    • bei der Darstellung ihrer Ausführungen geeignete Medien einsetzen
    • vorläufige Formulierungen zu fachsprachlichen Formulierungen weiterentwickeln
    • ihre Ausführungen mit geeigneten Fachbegriffen darlegen
    • aus Quellen (Texten, Bildern und Tabellen) und aus Äußerungen anderer mathematische Informationen entnehmen
    • Äußerungen und Informationen analysieren und beurteilen

Operatoren

Anhänge zu Fachplänen

3.2.3 Leit­idee Raum und Form

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler de­cken ein­fa­che geo­me­tri­sche Zu­sam­men­hän­ge auf und be­grün­den die­se, da­bei set­zen sie sich auch mit der Um­keh­rung von Sät­zen aus­ein­an­der. Sie er­schlie­ßen in ein­fa­chen geo­me­tri­schen Fi­gu­ren Win­kel­wei­ten und Stre­cken­län­gen. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler lö­sen geo­me­tri­sche Pro­ble­me un­ter Ver­wen­dung von Orts­li­ni­en zeich­ne­risch, falls an­ge­bracht auch un­ter Ver­wen­dung dy­na­mi­scher Geo­me­trie­soft­ware. Sie un­ter­su­chen die Kon­stru­ier­bar­keit von Drei­ecken und die Lö­sungs­viel­falt bei Drei­ecks­kon­struk­tio­nen.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler skiz­zie­ren geo­me­tri­sche Sach­ver­hal­te. Sie zeich­nen Fi­gu­ren maß­stäb­lich, sie füh­ren zen­tri­sche Stre­ckun­gen durch und sie wen­den die Strah­len­sät­ze an. Lö­sungs­we­ge und geo­me­tri­sche Kon­struk­tio­nen be­grün­den sie fach­sprach­lich.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen

Geo­me­tri­sche Fi­gu­ren un­ter­su­chen

(1)

Win­kel­wei­ten un­ter Ver­wen­dung von Schei­tel- und Ne­ben­win­keln so­wie Stu­fen- und Wech­sel­win­keln er­schlie­ßen

(2)

den Win­kel­sum­men­satz für Drei­ecke be­grün­den

(3)

Win­kel­wei­ten und Stre­cken­län­gen durch An­wen­den des Win­kel­sum­men­sat­zes oder des Ba­sis­win­kel­sat­zes be­zie­hungs­wei­se des­sen Kehr­satz er­schlie­ßen

(4)

den Satz des Tha­les be­grün­den und an­wen­den, ins­be­son­de­re auf Or­tho­go­na­li­tät schlie­ßen

(5)

die Kon­stru­ier­bar­keit von Drei­ecken un­ter Ver­wen­dung der Drei­ecks­un­glei­chung und des Win­kel­sum­men­sat­zes be­ur­tei­len so­wie die Lö­sungs­viel­falt bei Drei­ecks­kon­struk­tio­nen un­ter­su­chen

(6)

Stre­cken­län­gen und Win­kel­wei­ten in ebe­nen Fi­gu­ren und Kör­pern durch maß­stäb­li­ches Zeich­nen er­schlie­ßen

Orts­li­ni­en kon­stru­ie­ren und mit Orts­li­ni­en ar­bei­ten

(7)

die Mit­tel­senk­rech­te ei­ner Stre­cke, die Win­kel­hal­bie­ren­de ei­nes Win­kels mit Zir­kel und Li­ne­al kon­stru­ie­ren

(8)

geo­me­tri­sche Pro­ble­me un­ter Ver­wen­dung von Orts­li­ni­en (Kreis­li­nie, Mit­tel­senk­rech­te, Win­kel­hal­bie­ren­de, Mit­tel­par­al­le­le, Thal­e­s­kreis) zeich­ne­risch lö­sen, auch mit dy­na­mi­scher Geo­me­trie­soft­ware, und die Lö­sung be­schrei­ben

(9)

den Um­kreis­mit­tel­punkt und den In­kreis­mit­tel­punkt ei­nes Drei­ecks mit Zir­kel und Li­ne­al kon­stru­ie­ren und die Kon­struk­ti­on be­grün­den

(10)

Tan­gen­ten an Krei­se in Punk­ten auf dem Kreis und von Punk­ten au­ßer­halb kon­stru­ie­ren

Mit zen­tri­scher Stre­ckung und den Strah­len­sät­zen ar­bei­ten

(11)

durch zen­tri­sche Stre­ckung (auch ne­ga­ti­ver Streck­fak­tor) Fi­gu­ren maß­stäb­lich ver­grö­ßern und ver­klei­nern

(12)

Stre­cken­län­gen un­ter Nut­zung der Strah­len­sät­ze be­stim­men

(13)

die Nicht­um­kehr­bar­keit des zwei­ten Strah­len­sat­zes durch An­ga­be ei­nes Ge­gen­bei­spiels be­grün­den


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