Das Forschungsteam hat in 85 Mathematikklassen der Sekundarstufe 1 die mathematische Unterrichtseinheit zum Thema „quadratische Gleichungen“ begleiten. Um ein ganzheitliches Bild des Mathematikunterrichts zu gewinnen und Unterrichtsmerkmale mit dem Lernerfolg der Schülerinnen und Schüler in Verbindung setzen zu können, werden Videoaufzeichnungen des Unterrichts mit Leistungstests, Befragungen der Schülerinnen und Schüler sowie der Lehrkräfte verknüpft (Projekt).
Thema des Unterrichts sind quadratische Gleichungen. Nach der gemeinsamen Begrüßung bespricht die Klasse die Hausaufgaben zu quadratischen Gleichungen. Jeweils eine Schülerin oder ein Schüler trägt das Ergebnis einer Aufgabe vor. Die Lehrkraft schreibt die Lösungen an die Tafel. Es entstehen Gespräche zu einzelnen Lösungsschritten. Im zweiten Stundendrittel bearbeitet die Klasse eine Anwendungsaufgabe zu einem Zaun für ein Kaninchengehege. Die Lehrkraft fertigt hierzu eine Skizze an der Tafel an. In Partnerarbeit erörtern die Schülerinnen und Schüler mögliche Rechenwege zur Ermittlung des maximalen Flächeninhalts eines rechteckigen Geheges. Die Lehrkraft geht währenddessen herum und gibt Hilfestellungen. Sie unterbricht die Arbeitsphase, um die Fragestellung genauer zu erläutern. Hierzu ergänzt sie die Skizze an der Tafel. Im Plenum fertigt die Klasse eine Tabelle an, in der sie die möglichen Werte für Länge, Breite und Flächeninhalt des Rechtecks sammeln. Die Lehrkraft hält diese Wertetabelle an der Tafel fest. Im Anschluss erörtert die Klasse, wie sie von diesen Ergebnissen eine quadratische Funktion zur Berechnung des maximalen Flächeninhalts ableiten können. Im letzten Stundendrittel teilt die Lehrkraft die Klasse in drei Gruppen auf. Die einzelnen Gruppen nutzen unterschiedliche Verfahren zur Ermittlung des maximalen Flächeninhalts. Die erste Gruppe vervollständigt die Wertetabelle. Die zweite Gruppe skizziert hierzu einen Graph. Die Dritte ermittelt das Maximum mittels der aufgestellten Funktion. Hierzu berechnen sie den Scheitelpunkt der Funktion. Die Lehrkraft geht während dieser Arbeitsphase herum und gibt Hilfestellungen. In den letzten Minuten des Unterrichts sammelt die Klasse im Plenum die Ergebnisse zu der Wertetabelle. Die Lehrkraft hält die Werte für den Flächeninhalt an der Tafel fest. Zum Abschluss erteilt sie die Hausaufgaben. (DIPF/kw)
