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 (E)
    • zwischen Satz und Kehrsatz unterscheiden und den Unterschied an Beispielen erklären (E)
    • 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 (E)
    • Aussagen auf ihren Wahrheitsgehalt prüfen und Beweise führen (E)
    • Beziehungen zwischen mathematischen Sätzen aufzeigen (E)
  • 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) 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 (E)
  • 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

3.2.1 Leit­idee Zahl – Va­ria­ble – Ope­ra­ti­on

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­ar­bei­ten mit­hil­fe der Pro­zent­rech­nung inn­er­ma­the­ma­ti­sche und an­wen­dungs­be­zo­ge­ne Fra­ge­stel­lun­gen und nut­zen da­bei auch pro­por­tio­na­le Zu­sam­men­hän­ge.
Sie er­wei­tern ih­re Re­chen­fer­tig­keit im Um­gang mit na­tür­li­chen, gan­zen und ra­tio­na­len Zah­len, ins­be­son­de­re durch den Um­gang mit kom­ple­xe­ren Zahl­ter­men. Sie be­schrei­ben Si­tua­tio­nen mit­hil­fe von Ter­men, die jetzt auch Va­ria­blen ent­hal­ten, und ler­nen mit sol­chen Ter­men um­zu­ge­hen.
Zum Lö­sen von Glei­chun­gen ver­wen­den sie ins­be­son­de­re Äqui­va­lenz­um­for­mun­gen und gra­phi­sche Ver­fah­ren und ge­hen beim Lö­sen von li­nea­ren, qua­dra­ti­schen Glei­chun­gen, so­wie Wur­zel- und Bruch­glei­chun­gen sys­te­ma­tisch vor. Gra­phi­sche Ver­an­schau­li­chun­gen un­ter­stüt­zen den Lö­sungs­pro­zess.
Sie kön­nen die Wer­te von Qua­drat­wur­zeln be­stim­men und er­ken­nen die Not­wen­dig­keit, ei­nen wei­te­ren Zah­len­be­reich ein­zu­füh­ren.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen

G

M

E

Zahl­ter­me be­rech­nen

(1)

mit na­tür­li­chen, ge­bro­che­nen und ne­ga­ti­ven Zah­len rech­nen, die im täg­li­chen Le­ben vor­kom­men

(1)

mit ra­tio­na­len Zah­len rech­nen

(1)

[Teil­kom­pe­tenz schon in Klas­sen 5/6]

(2)

ein­fa­che Zahl­ter­me mit ra­tio­na­len Zah­len – auch sol­che, die Klam­mern und Zah­len in un­ter­schied­li­chen Dar­stel­lun­gen ent­hal­ten – ver­ein­fa­chen und de­ren Wert be­rech­nen

(2)

Zahl­ter­me mit ra­tio­na­len Zah­len – auch sol­che, die Klam­mern und Zah­len in un­ter­schied­li­chen Dar­stel­lun­gen ent­hal­ten – ver­ein­fa­chen und de­ren Wert be­rech­nen

(2)

Zahl­ter­me mit ra­tio­na­len Zah­len – auch sol­che, die Klam­mern und Zah­len in un­ter­schied­li­chen Dar­stel­lun­gen ent­hal­ten – ver­ein­fa­chen und de­ren Wert be­rech­nen

(3)

na­tür­li­che Zah­len in Zeh­ner­po­tenz­schreib­wei­se an­ge­ben

(3)

na­tür­li­che Zah­len in Zeh­ner­po­tenz­schreib­wei­se an­ge­ben

(3)

[Teil­kom­pe­tenz schon in Klas­sen 5/6]

Mit Pro­zen­ten und Zin­sen um­ge­hen

(4)

Pro­zent­wert, Grund­wert und Pro­zent­satz iden­ti­fi­zie­ren und be­rech­nen

(4)

Pro­zent­wert, Grund­wert und Pro­zent­satz iden­ti­fi­zie­ren und be­rech­nen

(4)

Pro­zent­wert, Grund­wert und Pro­zent­satz iden­ti­fi­zie­ren und be­rech­nen

(5)

Zins und ite­ra­tiv Zin­ses­zins be­rech­nen

(5)

Zins und ite­ra­tiv Zin­ses­zins be­rech­nen

(5)

Zins und ite­ra­tiv Zin­ses­zins be­rech­nen

(6)

ei­ne Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on ver­wen­den, um Zins­satz, Til­gun­g/Spar­ra­te und Lauf­zeit nä­he­rungs­wei­se zu be­stim­men

(6)

ei­ne Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on ver­wen­den, um Zins­satz, Til­gun­g/Spar­ra­te und Lauf­zeit nä­he­rungs­wei­se zu be­stim­men

(6)

ei­ne Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on ver­wen­den, um Zins­satz, Til­gun­g/Spar­ra­te und Lauf­zeit nä­he­rungs­wei­se zu be­stim­men

Mit Ter­men um­ge­hen, die auch Va­ria­blen ent­hal­ten

(7)

ein­fa­che Sach­si­tua­tio­nen und Ter­me mit Va­ria­blen ein­an­der zu­ord­nen

(7)

Si­tua­tio­nen un­ter Ver­wen­dung von Va­ria­blen und Ter­men be­schrei­ben

(7)

Si­tua­tio­nen un­ter Ver­wen­dung von Va­ria­blen und Ter­men be­schrei­ben

(8)

den Wert von vor­ge­ge­be­nen Ter­men, die ei­ne Va­ria­ble ent­hal­ten, durch Ein­set­zen be­rech­nen

(8)

den Wert von Ter­men, die Va­ria­blen ent­hal­ten, durch Ein­set­zen be­rech­nen

(8)

den Wert von Ter­men, die Va­ria­blen ent­hal­ten, durch Ein­set­zen be­rech­nen

(9)

die As­so­zia­tiv­ge­set­ze, die Kom­mu­ta­tiv­ge­set­ze so­wie das Dis­tri­bu­tiv­ge­setz an­ge­ben und an Bei­spie­len er­läu­tern

(9)

die As­so­zia­tiv­ge­set­ze, die Kom­mu­ta­tiv­ge­set­ze so­wie das Dis­tri­bu­tiv­ge­setz an­ge­ben und an Bei­spie­len er­läu­tern

(10)

Klam­mern zum Auf­stel­len und zur Glie­de­rung von Ter­men ver­wen­den

(10)

die Re­chen­ge­set­ze zum Glie­dern, Um­for­men oder Be­rech­nen von Ter­men an­wen­den, auch Aus­mul­ti­pli­zie­ren von Sum­men und Aus­klam­mern von ein­fa­chen Fak­to­ren

(10)

die Re­chen­ge­set­ze zum Glie­dern, Um­for­men oder Be­rech­nen von Ter­men an­wen­den, auch Aus­mul­ti­pli­zie­ren von Sum­men und Aus­klam­mern

(11)

die bi­no­mi­schen For­meln bei Ter­men, die nur ei­ne Va­ria­ble ent­hal­ten, auch zum Fak­to­ri­sie­ren an­wen­den

(11)

die bi­no­mi­schen For­meln bei Ter­men, die nur ei­ne Va­ria­ble ent­hal­ten, auch zum Fak­to­ri­sie­ren an­wen­den

(12)

in konkreten Situationen bei einfachen Formeln, u. a. \(v=\frac{s}{t}\), die fehlende Größe bestimmen

(12)

einfache Formeln, u. a. \(v=\frac{s}{t}\), nach jeder Variablen auflösen

(12)

einfache Formeln, u. a. \(v=\frac{s}{t}\), nach jeder Variablen auflösen

Mit Wur­zeln um­ge­hen

(13)

den Zu­sam­men­hang zwi­schen Wur­zel­zie­hen und Qua­drie­ren er­klä­ren

(13)

den Zu­sam­men­hang zwi­schen Wur­zel­zie­hen und Qua­drie­ren er­klä­ren

(13)

den Zu­sam­men­hang zwi­schen Wur­zel­zie­hen und Qua­drie­ren er­klä­ren

(14)

den Wert der Qua­drat­wur­zel ei­ner Zahl in ein­fa­chen Fäl­len un­ter Ver­wen­dung be­kann­ter Qua­drat­zah­len ab­schät­zen

(14)

den Wert der Qua­drat­wur­zel ei­ner Zahl in ein­fa­chen Fäl­len un­ter Ver­wen­dung be­kann­ter Qua­drat­zah­len ab­schät­zen

(14)

den Wert der Qua­drat­wur­zel ei­ner Zahl in ein­fa­chen Fäl­len un­ter Ver­wen­dung be­kann­ter Qua­drat­zah­len ab­schät­zen

(15)

Qua­drat­wur­zeln im Sach­zu­sam­men­hang ver­wen­den

(15)

Qua­drat­wur­zeln im Sach­zu­sam­men­hang ver­wen­den

(15)

Qua­drat­wur­zeln im Sach­zu­sam­men­hang ver­wen­den

(16)

Zahl­ter­me mit Qua­drat­wur­zeln ver­ein­fa­chen, auch durch teil­wei­ses Wur­zel­zie­hen

(16)

Zahl­ter­me mit Qua­drat­wur­zeln ver­ein­fa­chen, auch durch teil­wei­ses Wur­zel­zie­hen

(17)

anhand eines Beispiels erklären, dass im Allgemeinen \(\sqrt{a}+\sqrt{b}\neq\sqrt{a+b}\) ist, aber \(\sqrt{ab}=\sqrt{a}\sqrt{b}\) ist

(18)

die Ku­bik­wur­zel ei­ner Zahl mit dem Ta­schen­rech­ner nä­he­rungs­wei­se be­rech­nen

(18)

die Ku­bik­wur­zel ei­ner Zahl mit dem Ta­schen­rech­ner nä­he­rungs­wei­se be­rech­nen

(18)

die De­fi­ni­ti­on der Wur­zel auch zur Be­stim­mung von Ku­bik­wur­zeln an­wen­den

Zahl­be­reich­ser­wei­te­run­gen un­ter­su­chen

(19)

die Not­wen­dig­keit der Zahl­be­reich­ser­wei­te­rung auf re­el­le Zah­len an­hand ge­eig­ne­ter Bei­spie­le be­schrei­ben

(19)

an­hand ge­eig­ne­ter Bei­spie­le die Un­voll­stän­dig­keit der ra­tio­na­len Zah­len be­schrei­ben und die Not­wen­dig­keit der Zahl­be­reich­ser­wei­te­rung auf re­el­le Zah­len be­grün­den

(20)

Bei­spie­le für ir­ra­tio­na­le Zah­len an­ge­ben

(20)

Bei­spie­le für ir­ra­tio­na­le Zah­len an­ge­ben

(21)

ein ite­ra­ti­ves Ver­fah­ren zur Be­stim­mung ei­ner Wur­zel durch­füh­ren

Glei­chun­gen lö­sen

(22)

li­nea­re Glei­chun­gen durch Äqui­va­lenz­um­for­mun­gen lö­sen

(22)

li­nea­re Glei­chun­gen durch Äqui­va­lenz­um­for­mun­gen lö­sen

(22)

li­nea­re Glei­chun­gen durch Äqui­va­lenz­um­for­mun­gen lö­sen

(23)

[MSA] die Lö­sung ei­nes li­nea­ren Glei­chungs­sys­tems mit zwei Va­ria­blen mit­hil­fe des Ein­set­zungs­ver­fah­rens be­stim­men

(23)

die Lö­sung ei­nes li­nea­ren Glei­chungs­sys­tems mit zwei Va­ria­blen mit­hil­fe ei­nes Ver­fah­rens be­stim­men

(23)

die Lö­sung ei­nes li­nea­ren Glei­chungs­sys­tems mit zwei Va­ria­blen mit­hil­fe des Ein­set­zungs­ver­fah­rens be­stim­men

(24)

[MSA] die Lö­sun­gen ei­ner qua­dra­ti­schen Glei­chung mit­hil­fe ei­ner For­mel be­stim­men

(24)

die Lö­sun­gen ei­ner qua­dra­ti­schen Glei­chung mit­hil­fe ei­ner For­mel be­stim­men

(24)

die Lö­sun­gen ei­ner qua­dra­ti­schen Glei­chung mit­hil­fe ei­ner For­mel be­stim­men

(25)

den Satz vom Null­pro­dukt zum Lö­sen von Glei­chun­gen ver­wen­den

(26)

ei­ne qua­dra­ti­sche Glei­chung zu vor­ge­ge­be­nen Lö­sun­gen be­stim­men

(27)

[MSA] ein­fa­che Ver­hält­nis­glei­chun­gen lö­sen, bei de­nen die ein­ma­li­ge Mul­ti­pli­ka­ti­on mit ei­ner Va­ria­blen ziel­füh­rend ist

(27)

ein­fa­che Bruch­glei­chun­gen lö­sen, bei de­nen die ein­ma­li­ge Mul­ti­pli­ka­ti­on mit ei­ner Va­ria­blen ziel­füh­rend ist

(27)

Bruch­glei­chun­gen lö­sen, bei de­nen die ein­ma­li­ge Mul­ti­pli­ka­ti­on mit \(x^n\) oder mit ge­nau ei­nem Li­near­fak­tor ziel­füh­rend ist

(28)

Wur­zel­glei­chun­gen lö­sen, bei de­nen ein­ma­li­ges Qua­drie­ren ziel­füh­rend ist

(29)

[MSA] die Lös­bar­keit und Lö­sungs­viel­falt von li­nea­ren und qua­dra­ti­schen Glei­chun­gen so­wie li­nea­ren Glei­chungs­sys­te­men un­ter­su­chen

(29)

die Lös­bar­keit und Lö­sungs­viel­falt von li­nea­ren und qua­dra­ti­schen Glei­chun­gen so­wie li­nea­ren Glei­chungs­sys­te­men un­ter­su­chen

(29)

die Lös­bar­keit und Lö­sungs­viel­falt von li­nea­ren und qua­dra­ti­schen Glei­chun­gen so­wie li­nea­ren Glei­chungs­sys­te­men un­ter­su­chen

(30)

li­nea­re und qua­dra­ti­sche Glei­chun­gen so­wie li­nea­re Glei­chungs­sys­te­me geo­me­trisch als Schnitt­pro­blem von Gra­phen in­ter­pre­tie­ren und so nä­he­rungs­wei­se lö­sen

(30)

li­nea­re und qua­dra­ti­sche Glei­chun­gen so­wie li­nea­re Glei­chungs­sys­te­me geo­me­trisch als Schnitt­pro­blem von Gra­phen in­ter­pre­tie­ren und so nä­he­rungs­wei­se lö­sen

(31)

ein­fa­che li­nea­re und qua­dra­ti­sche Un­glei­chun­gen geo­me­trisch in­ter­pre­tie­ren und mit­hil­fe funk­tio­na­ler Über­le­gun­gen lö­sen

(32)

Null­stel­len von Funk­tio­nen nä­he­rungs­wei­se mit­hil­fe di­gi­ta­ler Hilfs­mit­tel be­stim­men


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