Die Flash-Animation `Die Grundidee des Differenzierens` der Website mathe-online.at vermittelt die Grundzüge der Differenzialrechnung in Bild und Ton - dabei können die verschiedenen Sequenzen je nach individuellem Lerntempo beliebig angehalten oder wiederholt werden. Die verschiedenen Medien und Darstellungsweisen ermöglichen einen vielfältigen Zugang zu dem zentralen und zuweilen sperrigen Thema der Analysis. Material steht zum Download zur Verfügung.
Dynamische Mathematiksoftware erlaubt Visualisierungsmöglichkeiten, die mit Papier und Bleistift oder an der Tafel nicht realisierbar sind. Durch einfaches Ziehen mit der Maus lassen sich geometrische Figuren kontinuierlich variieren, einzelne Objekte können bei derartigen Bewegungen Spuren auf der Zeichenfläche (Ortskurven) hinterlassen. Die Grundlage dafür bildet das kostenlose Programm GEONExT. Es kann von der Grundschule bis zur Analysis der gymnasialen Oberstufe vielfältig und flexibel genutzt werden, als eigenständige Anwendung oder im Rahmen dynamischer Arbeitsblätter auf HTML-Basis. Material steht zum Download zur Verfügung.
Welchen Einfluss hat die TV-Übertragung eines Fußballspiels auf den Wasserverbrauch einer Stadt? Wie wird die Fläche und damit der Verkaufswert eines an ein Gewässer grenzenden Grundstücks berechnet? Die Unterrichtseinheit beschreibt eine anschauliche und anwendungsorientierte Einführung der Integralrechnung. Durch die Möglichkeit, Ober- und Untersummen dynamisch ändern zu können, wird kostbare Unterrichtszeit gespart, die statt in `mühsame Handarbeit` in die Förderung des mathematischen Verständnisses investiert werden kann. Material steht zum Download zur Verfügung.
Dynamische Arbeitsblätter, die mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellt wurden, ermöglichen Schülerinnen und Schülern ein experimentelles Entdecken des Zusammenhanges zwischen erster Ableitung und Tangentensteigung (Jahrgangsstufe 11). Material steht zum Download zur Verfügung.
Mithilfe eines Java-Applets und rechnerischer Umformungen bestimmen und begründen die Schülerinnen und Schüler die Ableitung der Exponentialfunktion analytisch und zugleich anschaulich. Die barometrische Höhenformel, das Bevölkerungswachstum und der Zerfall von Bierschaum: Als Einstieg in diese Unterrichtseinheit wurden Wachstums- und Zerfallsvorgänge durch die Behandlung von anwendungsorientierten und alltagsbezogenen Aufgaben aufgegriffen. Dies diente zum einen dazu, dass die Schülerinnen und Schüler lernten und übten, Funktionsterme für Exponentialfunktionen aufzustellen. Zum anderen sollten sie erkennen, welche Bedeutung der Wachstumsfaktor und der Streckfaktor für den Grafen einer Exponentialfunktion haben. Material steht zum Download zur Verfügung.
Grenzwerte und das Bestimmen der Ableitungen von Funktionen bilden den Kern und das zugleich schwierigste Thema der Analysis in Jahrgangsstufe 11. Im Rahmen dieser Unterrichtseinheit wurde die erste Ableitung mithilfe eines Java-Applets eingeführt. Die Verknüpfung zwischen grafischer Anschauung und Rechnung (Lernen auf möglichst vielen Kanälen) führte zu einem sicheren Umgang mit dem Differentialquotienten. Material steht zum Download zur Verfügung.
Diese Unterrichtsreihe zeigt, wie mithilfe des Computer-Algebra-Systems (CAS) Derive Schülerinnen und Schüler die Begriffe und Sachverhalte der Differenzialrechnung erlernen und ein anwendungsbezogenes Verständnis entwickeln können. Die Reihe orientiert sich an dem Konzept des aktiven und selbstständigen Lernens. Das CAS leistet dabei einen enormen Beitrag. Das Thema Differenzialrechnung begegnet den Schülerinnen und Schülern erstmals in der Sekundarstufe II. In Nordrhein-Westfalen wird es zum Beispiel in der Jahrgangsstufe 11/2 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt verfügen die Schülerinnen und Schüler im günstigsten Fall über ein sehr geringes Vorwissen. Eine sorgfältige und gelungene Einführung der Differenzialrechnung ist von besonderer Bedeutung, da diese in der Jahrgangsstufe 12 noch vertieft wird. Der Computer wird in dieser Unterrichtsreihe hauptsächlich als Zeichen- und Rechenknecht verwendet. Damit wird ein wichtiger Beitrag zum Aufbau der Kompetenz im Umgang mit neuen Medien geleistet. Darüber hinaus steht diese Reihe unter dem Aspekt des selbstständigen Lernens, das heißt, die Schülerinnen und Schüler müssen kreativ sein, ihre Problemlösefähigkeit entwickeln und das Gelernte auf andere Aufgaben transferieren. Material steht zum Download zur Verfügung.
Vor der Behandlung einfacher Extremwertprobleme setzen sich die Lernenden intensiv mit Differentialrechnung und Kurvendiskussion auseinander. In dieser Unterrichtsreihe werden Extremwertprobleme, deren Behandlung eine direkte Anwendung der Kurvendiskussion darstellt, mit dem Computeralgebrasystem (CAS) Derive 5.0 behandelt. Material steht zum Download zur Verfügung.
Das Thema Steckbriefaufgaben begegnet den Schülerinnen und Schülern in der Sekundarstufe I in Form des Lösens linearer Gleichungssysteme sowie in der Sekundarstufe II bei der Bestimmung von Funktionsgleichungen quadratischer Funktionen. Die `Kurvendiskussion rückwärts` stellt eine Anwendung der Schemata der Kurvendiskussion dar. In der Regel zeigen sich die Lernenden beim Aufstellen der Gleichungen beziehungsweise beim Lösen der linearen Gleichungssysteme motiviert. Mit zunehmendem Schwierigkeitsgrad stoßen sie jedoch an ihre Grenzen. Um die damit verbundene Frustration zu vermeiden, hat ein Grundkurs der Jahrgangsstufe 12 ab dem Beginn des Schuljahres einen virtuellen Klassenraum bei lo-net genutzt, in dem außerhalb der Unterrichtszeit Probleme diskutiert und Dateien ausgetauscht werden konnten. Material steht zum Download zur Verfügung.
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Quadratische Funktionen folgen im Lehrplan auf die linearen Funktionen. Während dort nur zwei Parameter Einfluss auf den Kurvenverlauf nehmen, spielen bei quadratischen Funktionen drei Parameter eine Rolle. Die folgende Unterrichtseinheit zeigt auf, wie der Einfluss der Parameter auf den Verlauf des Graphen von Schülerinnen und Schülern mithilfe interaktiver Arbeitsblätter weitgehend eigenständig und durch einen experimentellen Zugang erarbeitet werden kann. Material steht zum Download zur Verfügung.