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

3.2.4 Leit­idee Funk­tio­na­ler Zu­sam­men­hang

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­fas­sen funk­tio­na­le Zu­sam­men­hän­ge sprach­lich und un­ter Ver­wen­dung von Ta­bel­len, Gra­phen und Zu­ord­nungs­vor­schrif­ten und füh­ren ver­schie­de­ne Dar­stel­lungs­for­men si­tua­ti­ons­ge­recht in­ein­an­der über. Sie be­schrei­ben, wie sich Pa­ra­me­ter in der Funk­ti­ons­glei­chung auf die gra­phi­sche Dar­stel­lung aus­wir­ken. Sie be­ant­wor­ten in­ner- und au­ßer­ma­the­ma­ti­sche Fra­ge­stel­lun­gen mit­hil­fe li­nea­rer und qua­dra­ti­scher Funk­tio­nen quan­ti­ta­tiv.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen

Funk­tio­na­le Zu­sam­men­hän­ge dar­stel­len und nut­zen

(1)

Zu­sam­men­hän­ge durch Ta­bel­len, Glei­chun­gen, Gra­phen oder Text dar­stel­len und si­tua­ti­ons­ge­recht zwi­schen den Dar­stel­lun­gen wech­seln

(2)

all­tags­be­zo­ge­ne Sach­ver­hal­te aus Dar­stel­lun­gen ab­le­sen (zum Bei­spiel größ­te und kleins­te Wer­te, Zu­neh­men und Ab­neh­men, Zeit­punk­te)

(3)

Pro­por­tio­na­li­tät und An­ti­pro­por­tio­na­li­tät in ver­schie­de­nen Dar­stel­lungs­for­men er­ken­nen und für Be­rech­nun­gen nut­zen

(4)

Funk­tio­nen als ein­deu­ti­ge Zu­ord­nun­gen, zum Bei­spiel von x-Wer­ten zu y-Wer­ten, von nicht ein­deu­ti­gen Zu­ord­nun­gen un­ter­schei­den

Mit li­nea­ren Funk­tio­nen um­ge­hen

(5)

ei­ne Ge­ra­de mit der Glei­chung \(y=mx+c\) un­ter an­de­rem un­ter Ver­wen­dung von Stei­gung und Stei­gungs­drei­ecken zeich­nen und ei­ner Ge­ra­den ei­ne Glei­chung zu­ord­nen

(6)

aus den Ko­or­di­na­ten zwei­er Punk­te zu­nächst die Stei­gung, dann den y-Ach­sen­ab­schnitt der zu­ge­hö­ri­gen Ge­ra­den be­rech­nen und ei­ne Glei­chung der Ge­ra­den an­ge­ben

(7)

bei li­nea­ren Funk­tio­nen das Än­de­rungs­ver­hal­ten im Sach­zu­sam­men­hang mit­hil­fe der Än­de­rungs­ra­te be­schrei­ben

(8)

die La­ge­be­zie­hung zwei­er Ge­ra­den an­hand ih­rer Glei­chun­gen un­ter­su­chen

Mit qua­dra­ti­schen Funk­tio­nen um­ge­hen

(9)

qua­dra­ti­sche Zu­sam­men­hän­ge durch Ta­bel­len und Glei­chun­gen be­schrei­ben und gra­phisch dar­stel­len

(10)

Ei­gen­schaf­ten von Pa­ra­beln an­ge­ben

(11)

den Gra­phen ei­ner qua­dra­ti­schen Funk­ti­on mit­hil­fe von Wer­te­ta­bel­len zeich­nen oder aus­ge­hend von der La­ge des Schei­tels skiz­zie­ren

(12)

die Wirkung der Parameter \(a\), \(d\), \(e\) in der Parabelgleichung \(y=a\cdot(x-d)^2+e\) auf den Graphen abbildungsgeometrisch als Stre­ckung, Spie­ge­lung, Ver­schie­bun­gen deu­ten

(13)

die all­ge­mei­ne Pa­ra­bel­glei­chung \(y=a­x^2+bx+c\) mit­hil­fe funk­tio­na­ler oder al­ge­brai­scher Über­le­gun­gen in die Schei­tel­form über­füh­ren

(14)

den Funk­ti­ons­term ei­ner qua­dra­ti­schen Funk­ti­on mit­hil­fe von Null­stel­len in Li­near­fak­tordar­stel­lung an­ge­ben

(15)

An­wen­dungs­auf­ga­ben mit­hil­fe qua­dra­ti­scher Funk­tio­nen lö­sen, auch Be­stim­mung größ­ter und kleins­ter Wer­te


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