Jan 172013
 

Diese Woche habe ich eine Hospitationsstunde in der 11.Klasse recht erfolgreich umgesetzt.

Gegenstand der Stunde war ein Text aus dem Bereich meiner Ausbildung. Hierzu hatte ich einleitend einige Folien zum Problemlösen mit Mathematik und zu meiner Ausbildungsstätte, dem DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) und dem Arbeiten an mechanischen Fertigungsmaschinen im Unterrichtsgespräch eingebracht. Leider kann ich die verwendeten Fotos aus Lizenzgründen nicht auf meinem Blog veröffentlichen, aber bei der Eingabe von DESY in Suchmaschinen lassen sich auch so viele interessante Bilder finden.

Anschließend an die Problematisierung verteilte ich Arbeitsblätter in die Kleingruppen und gab den Auftrag, eine Präsentationsfolie vorzubereiten. Dies hatte gegenüber dem Smartboard oder Postern den Vorteil, dass sie zügig beschriftet werden kann und in der Gruppe am Tisch direkt zur Verfügung steht. Es gibt doch immer wieder auch gute Gründe, nicht die modernste, sondern die passendste Technik einzusetzen.

Hier ist die Aufgabenstellung, die zentral für die Stunde war:

Planung der Produktion von Maschinenbauteilen
In einer Firma, die Maschinenteile herstellt gibt es eine Bandsäge, eine Fräsmaschine und eine Drehbank.
Die Bandsäge steht aus betriebsinternen Gründen 9000 Minuten pro Woche zur Verfügung,
die Fräsmaschine 5200 Minuten und die Drehbank 5100 Minuten.
Es sollen drei Maschinenteile hergestellt werden (eine Kegel, ein Flansch und eine Welle).
Der Kegel benötigt 2 Minuten an der Bandsäge, 4 Minuten an der Fräsmaschine und 7 Minuten an
der Drehbank je Stück. Der Flansch benötigt 8 Minuten an der Bandsäge, 6 Minuten an der
Fräsmaschine und keine Zeit an der Drehbank je Stück. Die Welle benötigt 6 Minuten an der
Bandsäge, 1 Minute an der Fräsmaschine und 2 Minuten an der Drehbank je Stück.

Aufgabe:
Berechne die Anzahl der Maschinenteile, die in einer Woche hergestellt werden können,
so dass alle drei Maschinen optimal ausgelastet sind.

Der Text war bewusst komplex gestaltet, um das Strukturieren und mathematisieren von Informationen zu fördern. Dies gelang insgesamt auch recht gut. Die Gelenkstelle zwischen Problematisierung und Erarbeitung hatte ich etwas ungeschickt gestaltet und den Austausch über die Ergebnisse konnte nur angerissen werden abe ansonsten war die Stunde sehr erfolgreich. Die Gruppen entwurfen verschiedene Modell und verwarfen sie teilweise wieder, wie es bei Modellierungsaufgaben typisch ist. Die Sicherung holte ich die anschließende Stunde nach, so dass das Thema abgerundet werden konnte. Besonders zur Sinnstiftung halte ich die Aufgabe für günstig, da Lineare Gleichungssysteme meinen Schüler/innen bisher eher als reines Kalkül begegnet sind und sich im Alltag kaum Anwendungen erschließen.

Spannend war auch, dass eine Gruppe auf eine sehr ungewöhnliche Lösung gekommen war, die auch solide Ergebnisse ergab: Sie gingen schrittweise vor, indem sie erst eine Maschine möglichst effektiv mit zwei Bauteilen auslasteten, um die übrig gebliebene Zeit mit dem dritten Bauteil aufzufüllen. Eine Probier-Methode, die die Einsicht ermöglichte, dass unterschiedliche Strategien zum Ziel führen können.

Hier ist das für die Veröffentlichung gekürzte Material inklusive Stundenentwurf: UE Planung Maschinenbau

Sep 032012
 

Da ich mich gerade im Referendariat befinde, veröffentliche ich auch Teile meiner Auseinandersetzung mit der Ausbildung auf diesem Blog.

Vor einigen Tagen habe ich eine Hospitation in der Vorstufe (Klasse 11)  in Mathe durchgeführt und mich dabei unserem derzeitigen (Wiederholungs-)Unterrichtsgegenstand “quadratische Funktionen” problemorientiert genähert. Gar nicht so einfach, wie ich finde, wo quadratische Funktionen im Alltag nicht so üblich zu finden sind wie geometrische oder stochastische Figuren und Konzepte.

Angelehnt an den schriftlichen Überprüfungen Mathematik (pdf) der Klasse 10 in Hamburg  habe ich mich dem Thema “Brückenbau” genähert und eine gelungene Problemstellung gefunden, die sich in verschiedener Ausprägung häufiger auch im Netz findet (wenn bei google “brücke parabel lkw aufgabe” eingegeben wird, erscheinen einige Treffer zu ähnlichen Aufgaben)

Die Problemstellung sollte allerdings durch einen stummen Impuls mit Bild von den Schüler/innen selbst gefunden werden, was auch relativ gut klappte, dann aber zu wenig im Unterrichtsgespräch fokussiert wurde.

“Wie hoch muss eine parabelförmige Brücke konstruiert werden, damit ein LKW gut hindurchpasst?”

Fachlich ist das Problem über die Auswahl einer günstig gestauchten Parabelform zu lösen, für die dann entsprechend ein Funktionswert zu gegebener Breite berechnet wird, der den Höhenabschnitt von LKW Oberseite zum Tunnel-Scheitelpunkt im Betrag ergibt. Eine hohe Hürde stellt die Modellierung dar, aber das mathematische Problem ist im Grunde genommen eine Wiederholung aus der Mittelstufe.

Ich veröffentliche hier auch meinen Unterrichtsentwurf in Teilen, personenbezogene Daten selbstverständlich nicht. Gerade in der Anzahl der Lernziele (viel zu Viele) und in der Genauigkeit der Verlaufsplanung könnte der Unterrichtsentwurf noch einmal kritisch überarbeitet werden. Bei einer offenen Problemstellung muss man auch immer damit rechnen, dass völlig andere als die intendierten Vorschläge zum Thema werden, beim hier eingesetzten Bild beispielsweise Geschwindigkeiten oder geometrische Aspekte. Dabei sollte das “Ostereierraten” vermieden werden, indem auch nicht-intendierte Vorschläge entsprechend gewürdigt werden, aber das Thema der Unterrichtsstunde im Unterrichtsgespräch fokussiert werden. Ich habe mir auch vorgenommen, die Selbstreflexion anders aufzubauen, entweder mit abhak-Kästchen oder mit mehreren Abstufungen zum ankreuzen statt wie in diesem Material geplant mit offenen Feldern. Aber bei allen selbstkritischen Überlegungen, vielleicht hilft er ja der einen oder dem anderen beim Schreiben solcher Entwürfe oder beim Durchführen eines ähnlichen Unterrichtsbausteines.

Materialien:

UE-Morisse-28.08-fuer-blog.odt

Hilfekarten.pdf

zusätzliche-Problemstellungen.pdf

reflexion-mathe-vs.pdf