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Themen · Sekundarstufe I & Übergang Oberstufe

Themenübersicht

Zu jedem Thema gibt es hier eine kurze didaktische Einordnung, die typischen Fehlvorstellungen, passende Aufgabenfolgen, diagnostische Fragen, Mini-Whiteboard-Fragen für die schnelle Abfrage und verwandte Blog-Beiträge.

Klasse 5–6

3 Themen

Bruchrechnung

Klasse 5–6

Brüche werden meist zu früh als Rechenobjekte behandelt und zu spät als Anteile verstanden. Wer den Bruchstrich nicht als Division liest, addiert irgendwann Zähler und Nenner getrennt. Die Aufgaben hier zielen auf Grundvorstellungen – nicht auf Regelautomatik.

Fertige Stunde · 90 Minuten Bruchaddition: Warum 1/2 + 1/3 nicht 2/5 ist Die teuerste Fehlvorstellung der Bruchrechnung in einer Doppelstunde: erst schätzen, dann zeichnen, dann rechnen. Der Hauptnenner ist am Ende keine Regel, sondern die Antwort auf ein Problem. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

Gewünschte Unterthemen oder Stichworte anklicken. Ohne Auswahl werden alle Aufgabentypen gemischt.

Bruchteile von Größen

Anteil finden, Ausgangsgröße finden

Umgang mit Brüchen

Kürzen, umformen, vergleichen

Grundrechenarten mit Brüchen

Addieren, subtrahieren, multiplizieren, dividieren

Brüche und ganze Zahlen

Vermischte Aufgaben mit Brüchen und ganzen Zahlen

Typische Fehlvorstellungen
  • Zähler und Nenner werden getrennt addiert (a/b + c/d = (a+c)/(b+d)).
  • Kürzen wird mit „Wegstreichen von Summanden“ verwechselt – statt mit Faktoren.
  • Größer-/Kleiner-Vergleich nur über den Zähler („3/8 > 1/4, weil 3 > 1“).
  • Gemischte Zahl wird als „Plus“ geschrieben, aber als Multiplikation gelesen (2½ = 2 + ½, nicht 2 · ½).

Dezimalzahlen

Klasse 5–6

Dezimalzahlen sind die Alltagsform rationaler Größen – und sie hängen direkt mit Stellenwerten und Zehnerpotenzen zusammen. Wer Addition und Subtraktion konsequent „Komma unter Komma“ organisiert, wer Mal und Geteilt mit Verschiebungen am Komma versteht statt nur Regeln paukt, vermeidet die typischen Komma- und Nullenfehler bei der schriftlichen Grundrechnung.

Fertige Stunde · 45 Minuten Dezimalzahlen: Länger ist nicht größer 0,308 sieht nach mehr aus als 0,7 – und ist weniger als die Hälfte davon. Eine Einzelstunde gegen die zählebigste Fehlvorstellung der Klasse 5. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Addition

Schriftlich addieren; gleiche Stellenwerte untereinander

Subtraktion

Schriftlich subtrahieren; ggf. entbündeln / entleihen

Multiplikation

Stellenwertlogik und Nachkommastellen im Produkt

Division

Komma sinnvoll erweitern; Zehnerpotenzen als Divisor

Typische Fehlvorstellungen
  • Kommastellen werden wie „Dekoration“ behandelt – beim Addieren/Subtrahieren nicht sauber untereinander geschrieben.
  • Bei der Multiplikation wird die Anzahl der Nachkommastellen im Ergebnis raten statt aus den Faktoren ableiten.
  • Division durch $0{,}2$ oder $0{,}01$ wird wie „kleiner machen“ gelesen – statt: mit passender Zehnerpotenz erweitern.
  • Führende oder angehängte Nullen nach dem Komma werden willkürlich weggelassen, bevor die Stellenwerte stimmen.

Bruch · Dezimal · Prozent

Klasse 5–7

Zwischen Bruchdarstellung, Dezimalzahl und Prozentangabe hin- und herzuwechseln gehört zu den tragfähigen Basiskompetenzen vor der Prozentrechnung im engeren Sinne. Wer Stellenwert und Faktor 1/100 sicher verknüpft, vermeidet typische Komma- und „Prozent ist immer kleiner“-Fallen.

Fertige Stunde · 45 Minuten Drei Kleider, eine Zahl: Bruch, Dezimalzahl, Prozent 0,25, ein Viertel und 25 % sind nicht drei verwandte Zahlen, sondern eine einzige. Wer das nicht sieht, rechnet jede Aufgabe dreimal neu. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 8 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Darstellungsformen umwandeln

Wechsel zwischen Brüchen, Dezimalzahlen und Prozentsätzen

Prozentwerte und Anteile bestimmen

Grundlegende Berechnungen von Prozentwerten und Prozentsätzen

Prozentuale Veränderung

Zunahme und Abnahme mit Kopfrechenstrategien oder Multiplikatoren

Grundwert bestimmen (Umkehrung)

Berechnung des Ausgangswerts nach prozentualer Veränderung oder bei gegebenem Anteil

Typische Fehlvorstellungen
  • Prozent wird nur als „kleiner machen“ gedeutet, nicht als Anteil von 100.
  • Dezimalzahl und Bruch werden als zwei getrennte Welten behandelt statt als Darstellungen derselben rationalen Zahl.
  • Beim Umwandeln wird der Faktor 100 willkürlich verschoben (Komma „eins nach links“ ohne Stellenwertbezug).

Klasse 7–8

5 Themen

Negative Zahlen

Klasse 7

Die Erweiterung von $\mathbb{N}$ auf $\mathbb{Z}$ ist der erste echte Bruch mit dem Alltag der Lernenden – Schulden, Temperaturen, Höhen helfen, aber sie tragen nur einen Teil der Strecke. Vorzeichen, Rechenzeichen und Klammerregeln müssen sauber getrennt werden, sonst entstehen die typischen Vorzeichenfehler, die bis ins Abitur durchschleppen.

Fertige Stunde · 45 Minuten Negative Zahlen: Die drei Bedeutungen des Minuszeichens Ein Zeichen, drei Bedeutungen – und niemand sagt es. Eine Einzelstunde, die das Minus auseinandernimmt, bevor gerechnet wird. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Vorstellung am Zahlenstrahl

Ordnen, vergleichen, Addition und Subtraktion als Bewegung

Vorzeichenregeln bei Mal und Geteilt

Produkt und Quotient mit negativen Faktoren

Klammern und Termordnung

Minus vor der Klammer und Punkt-vor-Strich in gemischten Termen

Typische Fehlvorstellungen
  • Vorzeichen und Rechenzeichen werden zusammengefasst statt unterschieden (–3 als „minus drei“ und „die Zahl drei mit Vorzeichen“).
  • „Minus mal minus ist plus“ wird gelernt, aber nicht verstanden – die Begründung fehlt.
  • Bei Subtraktion mit negativen Zahlen wird das Vorzeichen ignoriert: $5-(-3)=2$.
  • Beim Auflösen von Klammern verschwindet das Vorzeichen vor der Klammer: $-(a+b)=-a+b$.

Algebra – Terme und Klammern

Klasse 7–8

Termumformungen sind kein Selbstzweck, sondern Werkzeuge: ausmultiplizieren, ausklammern, zusammenfassen. Wer dabei nur Regeln lernt, verliert Vorzeichen. Wer das Distributivgesetz als *eine* Idee versteht, behält sie über Jahre.

Fertige Stunde · 45 Minuten Variablen: Wofür der Buchstabe steht „a ist ein Apfel“ ist die verbreitetste und teuerste Deutung der Algebra. Eine Einzelstunde, in der die Variable an einem Streichholzmuster zu dem wird, was sie ist: eine Zahl, die man noch nicht kennt. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Stichworte mit Aufgaben

Nach Unterthemen gruppiert (wie im Lehrplanüberblick). Aktivierbare Stichworte haben bereits zufallsgenerierte Übungen. Inaktive Stichworte zeigen die inhaltliche Vollständigkeit des Lehrplans.

Ausdruck, Gleichung, Formel, Identität

Grundbegriffe

Terme aus Sprache; Substitution

Gleichartige Terme

Algebraische Brüche

Klammern ausmultiplizieren

Faktorisieren

Quadratische Ergänzung

Typische Fehlvorstellungen
  • Distributivgesetz wird nur „vorwärts“ geübt – Ausklammern wird als andere Operation erlebt.
  • Vor einer Klammer verschwindet das Minus: $-(2x-3)=-2x-3$.
  • Zwischen Faktor und Klammer wird der Term innerhalb der Klammer nicht *vollständig* multipliziert: $3(x+4)=3x+4$.
  • Variablen und Zahlen werden zusammengezählt: $3+2x=5x$.

Lineare Gleichungen

Klasse 7–8

Eine lineare Gleichung lösen heißt: die Variable durch *Äquivalenzumformungen* isolieren. Schüler, die Gleichungen wie „Rätsel“ angehen, suchen Tricks; Schüler, die Umformungen als Operationen auf *beiden Seiten gleich* sehen, lösen systematisch.

Fertige Stunde · 90 Minuten Lineare Gleichungen: Was das Gleichheitszeichen wirklich sagt Wer das Gleichheitszeichen als „hier kommt das Ergebnis“ liest, kann Umformungsregeln nur auswendig lernen. Auf der Waage sind sie eine Beobachtung – und der einseitige Fehler wird sichtbar, statt nur falsch zu sein. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Einschrittige Gleichungen

Einfache Äquivalenzumformungen mit einer Operation

Mehrschrittige Gleichungen

Gleichungen mit mehreren Umformungsschritten

Typische Fehlvorstellungen
  • Es wird nur auf einer Seite umgeformt („Ich bringe die 3 rüber“).
  • Beim Multiplizieren/Dividieren mit negativer Zahl wird das Vorzeichen vergessen.
  • Wenn die Variable beidseitig steht, wird sie nicht *zuerst* auf eine Seite gebracht.
  • $3x=12$ wird mit $-3$ statt $:3$ gelöst – die Operation passt nicht zur Beziehung.

Prozentrechnung

Klasse 7–8

Prozent ist nur ein anderes Wort für „Hundertstel“. Wer sich darauf stützt, braucht keinen Dreisatz auswendig zu lernen – die Beziehung zwischen Grundwert, Prozentwert und Prozentsatz fällt aus der Definition. Der Vermehrungsfaktor schlägt dann später die Brücke zu exponentiellem Wachstum.

Fertige Stunde · 90 Minuten Prozentrechnung: Was ist eigentlich das Ganze? Nicht der Dreisatz ist die Hürde, sondern die Frage, welche Zahl 100 % ist. Diese Doppelstunde stellt sie an den Anfang – und beantwortet sie am Streifen, bevor gerechnet wird. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Grundaufgaben der Prozentrechnung

Berechnung von Prozentwert, Grundwert und Prozentsatz

Prozentuale Veränderung

Zunahme und Abnahme (Prozentwertänderung) sowie Vermehrungsfaktor

Umkehrungen bei Veränderung

Ausgangswerte nach einer prozentualen Zunahme oder Abnahme bestimmen

Typische Fehlvorstellungen
  • „20 % mehr und dann 20 % weniger ist wieder gleich.“ – Stimmt nicht (Vermehrungsfaktor 1,2 · 0,8 = 0,96).
  • Prozentwert und Prozentsatz werden verwechselt („Wovon?“ wird nicht gefragt).
  • Bei einer Erhöhung um 25 % wird $\cdot 0{,}25$ gerechnet statt $\cdot 1{,}25$.
  • Bei einer Reduktion „auf 80 %“ wird mit „minus 80 %“ verwechselt.

Stochastik – Daten und Zufall

Klasse 7–8

Beschreibende Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung haben einen gemeinsamen Kern: Aussagen über Daten oder über Zufallsexperimente *quantifizieren*. Lernende verlieren sich oft in Verfahren (Median berechnen, Pfade zeichnen), ohne zu wissen, *was* die Zahl eigentlich aussagt.

Fertige Stunde · 90 Minuten Stochastik: Warum der Zufall nichts ausgleicht „Jetzt muss endlich eine Sechs kommen“ – die hartnäckigste Fehlvorstellung der Stochastik. Diese Doppelstunde stellt ihr eigene Daten entgegen: die absolute Abweichung wächst, die relative fällt. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Daten auswerten (Beschreibende Statistik)

Daten erheben, ordnen und mithilfe von Kenngrößen charakterisieren

Daten darstellen und interpretieren

Verteilungen grafisch veranschaulichen und Vergleiche anstellen

Einstufige Zufallsexperimente

Zufallsprozesse modellieren und einfache Wahrscheinlichkeiten berechnen

Mehrstufige Zufallsexperimente

Mehrstufige Prozesse strukturieren und Wahrscheinlichkeiten kombinieren

Typische Fehlvorstellungen
  • Mittelwert und Median werden synonym verwendet; der Effekt von Ausreißern bleibt unsichtbar.
  • „Bei 100 Würfen kommt 50 × Zahl“ – Erwartungswert wird als Garantie missverstanden.
  • Wahrscheinlichkeit wird als „Häufigkeit dieses einen Versuchs“ gelesen, nicht als Modell.
  • „Gleichwahrscheinlich“ wird vorausgesetzt, wo es nicht stimmt (z.B. Summen zweier Würfel).

Klasse 9–10

13 Themen

Binomische Formeln

Klasse 8–9

Die drei binomischen Formeln sind *eine* Idee mit drei Vorzeichen-Varianten – Ausmultiplizieren des Spezialfalls $(a\pm b)^2$ und $(a+b)(a-b)$. Wer sie als Liste lernt, vergisst sie. Wer sie hin- und herrichtungsfest übt, erkennt später quadratische Ergänzung und Faktorisierung ohne neues Werkzeug.

Fertige Stunde · 45 Minuten Binomische Formeln: Woher der mittlere Term kommt (a + b)² = a² + b² ist der teuerste Fehler der Klasse 8. Am Quadratbild ist er in dreißig Sekunden widerlegt – und danach ist die Formel keine Formel mehr, sondern ein Bild. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Ausmultiplizieren (Vorwärts)

Binomische Formeln von der Faktorform in die ausmultiplizierte Form überführen

Faktorisieren (Rückwärts)

Ausmultiplizierte Ausdrücke als Produkt binomischer Formeln schreiben

Typische Fehlvorstellungen
  • $(a+b)^2 = a^2 + b^2$ – der gemischte Term fehlt.
  • Vorzeichen in der 2. Formel wird falsch gesetzt: $(a-b)^2 = a^2 - 2ab - b^2$.
  • $(a+b)(a-b)$ wird mit $(a+b)^2$ verwechselt.
  • Beim Faktorisieren wird nicht erkannt, dass eine binomische Struktur vorliegt.

Lineare Funktionen

Klasse 8

Lineare Funktionen sind der erste Funktionstyp, an dem Schüler die *Bedeutung* von Parametern erleben können. $m$ ist Steigung – ein Verhältnis, keine Strecke. $b$ ist der y-Achsenabschnitt – nicht der x-Wert irgendwo. Wer diese Unterscheidung sauber hat, hat den Übergang zu quadratischen, exponentiellen und trigonometrischen Funktionen schon halb geschafft.

Fertige Stunde · 90 Minuten Lineare Funktionen: Steigung ist ein Verhältnis, keine Zahl am Graphen „Zwei nach rechts, drei nach oben“ ist noch keine Steigung – erst der Quotient ist es. Diese Doppelstunde trennt das Steigungsdreieck von der Zahl, die es liefert. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

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Grundlagen & Aufstellen

Geradengleichungen aufstellen und Eigenschaften ermitteln

Punkte & Nullstellen

Punkte auf dem Graphen berechnen

Typische Fehlvorstellungen
  • Steigung wird als „Höhe“ statt als Verhältnis $\tfrac{\Delta y}{\Delta x}$ gelesen.
  • y-Achsenabschnitt wird mit dem x-Wert verwechselt („Wo ist $b$ auf der x-Achse?“).
  • Eine negative Steigung wird als „die Gerade geht unter 0“ missverstanden.
  • Zwei parallele Geraden „müssen den gleichen y-Wert haben“ – Steigung wird nicht isoliert.

Lineare Gleichungssysteme

Klasse 8–9

Gleichsetzen, Einsetzen, Addieren – drei Werkzeuge, ein Ziel. Welches Verfahren am schnellsten ist, hängt von der *Form* des Systems ab, nicht von Vorlieben. Diese Sicht trägt später bis ins Gauß-Verfahren der Oberstufe.

Fertige Stunde · 90 Minuten Gleichungssysteme: Wenn nichts oder alles herauskommt „0 = 3“ ist kein Rechenfehler, sondern eine Antwort. Diese Doppelstunde verbindet das rechnerische Ergebnis mit dem Bild – und macht aus einem verwirrenden Sonderfall den Normalfall. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • Es wird nur ein Verfahren beherrscht, das dann gegen jede Form gestemmt wird.
  • Beim Additionsverfahren wird nur eine Gleichung mit dem Faktor multipliziert (eine Seite vergessen).
  • Wenn $0=0$ herauskommt, wird „keine Lösung“ statt „unendlich viele“ notiert.
  • Lösungspaare werden als zwei einzelne Lösungen behandelt, nicht als geometrischer Schnittpunkt.
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. Löse: $\begin{cases} x+y=10 \\ x-y=4 \end{cases}$

    Lösung: $x=7,\ y=3$

  2. Löse: $\begin{cases} 2x+3y=12 \\ x=2y-1 \end{cases}$

    Lösung: $y=2,\ x=3$

  3. Was bedeutet $0=5$ als Endzeile?

    Lösung: Keine Lösung – Geraden sind parallel.

  4. Was bedeutet $0=0$ als Endzeile?

    Lösung: Unendlich viele Lösungen – identische Geraden.

Termumformungen – Bruchterme

Klasse 8–9

Bruchterme sind Brüche mit Variablen – die Regeln sind die gleichen wie bei Zahlenbrüchen, aber die Versuchung, *Summanden* statt *Faktoren* zu kürzen, ist hier am größten. Definitionsbereich wird oft vergessen, bis er später bei Bruchgleichungen zu Scheinlösungen führt.

Fertige Stunde · 45 Minuten Das Minus vor der Klammer – warum es alles trifft Der teuerste Vorzeichenfehler der Mittelstufe in einer Einzelstunde: erst an Zahlen prüfen, dann an Variablen begründen. Wer die Regel nur lernt, wendet sie auf den ersten Summanden an. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • „Aus Differenzen kürzen die Dummen“: $\tfrac{x+3}{x+5}$ wird zu $\tfrac{3}{5}$ gekürzt.
  • Der Definitionsbereich wird nicht bestimmt.
  • Beim Addieren wird kein gemeinsamer Nenner gebildet.
  • Bruchterme werden mit Bruchgleichungen verwechselt – „über Kreuz multiplizieren“ überall.
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. Kürze $\tfrac{2x+6}{4}$.

    Lösung: $\tfrac{x+3}{2}$

  2. Darf $\tfrac{x+5}{x+3}$ zu $\tfrac{5}{3}$ gekürzt werden?

    Lösung: Nein – Summe, kein Faktor.

  3. Bestimme den Definitionsbereich von $\tfrac{1}{x-4}$.

    Lösung: $x\neq 4$

  4. Berechne $\tfrac{1}{x}+\tfrac{1}{x+1}$.

    Lösung: $\tfrac{2x+1}{x(x+1)}$

Wurzelrechnung

Klasse 8–9

Die Quadratwurzel ist eine Umkehrung – aber eine *eindeutige* Umkehrung: $\sqrt{a}$ ist die *nichtnegative* Zahl, deren Quadrat $a$ ist. Wer das nicht sauber hat, addiert Wurzeln summanden­weise und löst $x^2=9$ nur mit $x=3$.

Fertige Stunde · 45 Minuten Wurzeln: Was erlaubt ist – und was nur so aussieht √(a · b) = √a · √b stimmt. √(a + b) = √a + √b nicht. Eine Einzelstunde, in der die Klasse selbst herausfindet, welche der vier naheliegenden Regeln tragen. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • $\sqrt{a+b}=\sqrt{a}+\sqrt{b}$.
  • $\sqrt{a^2}=a$ – ohne Betragszeichen.
  • $x^2=9$ hat nur die Lösung $x=3$ (die negative wird vergessen).
  • $\sqrt{a}$ ist „irgendwie negativ möglich“ – das Wurzelsymbol ist *immer* nichtnegativ.
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. $\sqrt{72}$ als einfacher Wurzelausdruck?

    Lösung: $\sqrt{36\cdot 2}=6\sqrt{2}$

  2. Stimmt $\sqrt{9+16}=\sqrt{9}+\sqrt{16}$?

    Lösung: Nein: $\sqrt{25}=5\neq 3+4=7$.

  3. Löse $x^2=49$.

    Lösung: $x=7$ oder $x=-7$

  4. $\sqrt{50}-\sqrt{18}=?$

    Lösung: $5\sqrt{2}-3\sqrt{2}=2\sqrt{2}$

Bruchgleichungen

Klasse 9

Bruchgleichungen sind der erste Ort, an dem der Definitionsbereich beißt: Eine Lösung, die den Nenner null macht, ist *keine* Lösung. Schüler, die nur „über Kreuz multiplizieren“ lernen, übersehen Scheinlösungen verlässlich.

Fertige Stunde · 90 Minuten Bruchgleichungen: Wenn richtig rechnen zur falschen Lösung führt Zum ersten Mal im Lehrgang kann eine formal richtige Rechnung eine falsche Lösung liefern. Diese Doppelstunde macht daraus keinen Formfehler, sondern den eigentlichen Gegenstand. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • Definitionsbereich wird nicht angegeben.
  • Nach dem Multiplizieren wird die Probe weggelassen – Scheinlösungen bleiben stehen.
  • Beim Hauptnenner wird ein Faktor vergessen.
  • $\tfrac{1}{x}=0$ wird mit $x=0$ „gelöst“ statt „keine Lösung“.
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. Definitionsbereich von $\tfrac{x+1}{x-2}=3$?

    Lösung: $x\neq 2$

  2. Löse $\tfrac{1}{x}=\tfrac{2}{x+3}$.

    Lösung: $x+3=2x \Rightarrow x=3$

  3. Warum ist $x=2$ bei $\tfrac{1}{x-2}=4$ keine Lösung?

    Lösung: $x=2$ ist nicht im Definitionsbereich.

  4. Löse $\tfrac{x}{x-1}=2$.

    Lösung: $x=2(x-1)$, $x=2$

Quadratische Gleichungen

Klasse 9–10

Quadratische Gleichungen sind nicht *ein* Werkzeug, sondern eine kleine Werkstatt: Satz vom Nullprodukt, quadratische Ergänzung, p-q- bzw. abc-Formel. Welche Methode am schnellsten ans Ziel kommt, hängt von der *Form* der Gleichung ab.

Fertige Stunde · 45 Minuten Quadratische Gleichungen: Warum die Null besonders ist Aus (x − 2)(x + 5) = 0 folgt x = 2 oder x = −5. Aus (x − 2)(x + 5) = 8 folgt nichts dergleichen. Eine Einzelstunde über die Bedingung, die immer mitgelesen werden muss. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • Bei $x^2-9=0$ wird sofort die p-q-Formel angesetzt, obwohl Faktorisierung schneller wäre.
  • Satz vom Nullprodukt wird angewendet, *ohne* dass tatsächlich ein Produkt $=0$ vorliegt.
  • Bei $x^2=16$ wird nur $x=4$ angegeben.
  • Quadratische Gleichungen ohne reelle Lösungen werden als „Fehler“ gelesen statt als Information.
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. Löse $x^2-7x=0$.

    Lösung: $x(x-7)=0$, also $x=0$ oder $x=7$

  2. Löse $x^2+4x-12=0$.

    Lösung: p-q oder Faktorisierung: $x=2$ oder $x=-6$

  3. Löse $(x-3)(x+5)=0$.

    Lösung: $x=3$ oder $x=-5$

  4. Wie viele Lösungen hat $x^2+1=0$?

    Lösung: Keine reelle Lösung.

Quadratische Funktionen

Klasse 9–10

Scheitelpunktform und Normalform sind keine zwei *Funktionen*, sondern zwei *Darstellungen* derselben Funktion. Die eine macht den Scheitelpunkt sichtbar, die andere die Nullstellen. Wer das hin- und herwechseln kann, hat den Schlüssel für Steckbriefaufgaben in der Oberstufe.

Fertige Stunde · 90 Minuten Quadratische Funktionen: Was die Scheitelform verrät – und was nicht Das Minus in (x − 2)² verschiebt nach rechts – gegen jede Intuition. Diese Doppelstunde lässt die Klasse den Widerspruch selbst erzeugen, bevor sie ihn auflöst. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • $f(x)=(x-3)^2$ habe den Scheitel bei $x=-3$ – Vorzeichenfehler bei der Form.
  • Streckungsfaktor $a$ wird mit y-Verschiebung verwechselt.
  • Beim Übergang Normalform → Scheitelpunktform wird die quadratische Ergänzung halb gemacht.
  • „Eine quadratische Funktion *muss* zwei Nullstellen haben.“
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. Scheitelpunkt von $f(x)=(x-2)^2+5$?

    Lösung: $S(2|5)$

  2. Bringe $f(x)=x^2-6x+5$ in Scheitelpunktform.

    Lösung: $(x-3)^2-4$

  3. Wie viele Nullstellen hat $f(x)=(x-1)^2+3$?

    Lösung: Keine reellen Nullstellen.

  4. Streckungsfaktor und Scheitel von $f(x)=-2(x+1)^2-4$?

    Lösung: $a=-2$, $S(-1|-4)$, nach unten geöffnet

Pythagoras

Klasse 9–10

Der Satz des Pythagoras ist algebraisch trivial – die eigentliche Schwierigkeit liegt nicht in $a^2+b^2=c^2$, sondern im *Erkennen* eines rechtwinkligen Dreiecks in einer Figur. Wer Hypotenuse und Katheten zuverlässig identifiziert, kann den Satz auf Diagonalen, Höhen und Abstände anwenden.

Fertige Stunde · 45 Minuten Pythagoras: Erst die Hypotenuse finden, dann rechnen Fast alle Fehler beim Satz des Pythagoras entstehen vor der Rechnung: Die falsche Seite wird zur Hypotenuse erklärt. Eine Einzelstunde, die nur diese eine Entscheidung übt. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • $a^2+b^2=c^2$ wird auch für nicht-rechtwinklige Dreiecke verwendet.
  • Die Hypotenuse wird mit einer Kathete verwechselt – $a^2-c^2$ statt $c^2-a^2$.
  • Die Hypotenuse ist „die längste Seite, also rechne ich immer $a^2+b^2$“ – auch wenn sie schon gegeben ist.
  • Begriffe aus der Trigonometrie (Ankathete/Gegenkathete) werden mit Pythagoras vermischt.
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. Hypotenuse bei Katheten $a=6,\ b=8$?

    Lösung: $c=\sqrt{36+64}=10$

  2. Kathete bei $c=13,\ a=5$?

    Lösung: $b=\sqrt{169-25}=12$

  3. Diagonale eines Rechtecks mit Seiten $6$ und $8$?

    Lösung: $d=\sqrt{36+64}=10$

  4. Abstand der Punkte $A(0\mid 0)$ und $B(3\mid 4)$?

    Lösung: $d=\sqrt{9+16}=5$

Strahlensätze

Klasse 9–10

Strahlensätze sind die figürliche Form der *Ähnlichkeit*: Wenn zwei Strahlen von einem Scheitel $Z$ ausgehen und durch zwei Parallelen geschnitten werden, sind die entstehenden Streckenverhältnisse identisch. V- und X-Figur sind zwei Anwendungsformen *einer* Idee – nicht zwei Sätze.

Fertige Stunde · 45 Minuten Strahlensätze: Was gehört zu was? Die Rechnung ist ein Dreisatz. Alles Schwierige passiert davor: Welche Strecke gehört zu welcher? Eine Einzelstunde nur für diese Zuordnung. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • Strecken auf demselben Strahl werden ins Verhältnis gesetzt (statt entsprechende Strecken auf den zwei Strahlen).
  • V- und X-Figur werden als zwei separate Sätze gelernt, nicht als *eine* Konfiguration.
  • Die Voraussetzung „parallele Schnittgeraden“ wird übergangen.
  • Bei der V-Figur wird addiert, bei der X-Figur subtrahiert (Mythos).
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. Welche Strecken müssen parallel sein, damit der Strahlensatz gilt?

    Lösung: Die Strecken zwischen den zwei Strahlen.

  2. Verhältnis bei V-Figur: $\tfrac{SA}{SA'}=?$

    Lösung: $\tfrac{SA}{SA'}=\tfrac{SB}{SB'}=\tfrac{AB}{A'B'}$

  3. V-Figur: $ZA=4$, $ZA'=12$, $ZB=5$. Wie groß ist $ZB'$?

    Lösung: $\tfrac{4}{12}=\tfrac{5}{ZB'}\Rightarrow ZB'=15$

  4. Stange $1{,}5\,\text{m}$ wirft $2\,\text{m}$ Schatten. Baum wirft $14\,\text{m}$ Schatten. Wie hoch ist der Baum?

    Lösung: $\tfrac{1{,}5}{2}=\tfrac{h}{14}\Rightarrow h=10{,}5\,\text{m}$

Kreisgeometrie

Klasse 9–10

Kreis und $\pi$ machen Schülern oft mehr Mühe als nötig: Radius und Durchmesser werden vertauscht, $U$ und $A$ verwechselt, der Sektoranteil $\tfrac{\alpha}{360^\circ}$ wird vergessen. Wer die Bedeutung von $r$, $d$, $U=2\pi r$ und $A=\pi r^2$ klar trennt, kommt mit den Standardaufgaben zuverlässig zurecht.

Fertige Stunde · 90 Minuten Der Kreis: Warum π immer dieselbe Zahl ist π ist keine Zahl aus der Formelsammlung, sondern ein Messergebnis. Eine Doppelstunde, in der die Klasse es selbst misst – und danach sieht, warum der Radius bei der Fläche quadratisch eingeht. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • Radius und Durchmesser werden verwechselt – $U=\pi d$ wird mit $r$ statt mit $d$ benutzt.
  • $A=\pi r^2$ wird mit $A=\pi d$ verwechselt (lineare statt quadratische Skalierung).
  • Beim Sektor wird der Anteil $\tfrac{\alpha}{360^\circ}$ vergessen.
  • Tangente und Sekante werden gleichgesetzt – die Tangente berührt den Kreis nur in *einem* Punkt.
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. Radius $r=5\,\text{cm}$. Durchmesser $d=?$

    Lösung: $d=2r=10\,\text{cm}$

  2. Umfang eines Kreises mit $r=4\,\text{cm}$?

    Lösung: $U=2\pi r=8\pi\,\text{cm}\approx 25{,}1\,\text{cm}$

  3. Flächeninhalt eines Kreises mit $r=6\,\text{cm}$?

    Lösung: $A=\pi r^2=36\pi\,\text{cm}^2\approx 113{,}1\,\text{cm}^2$

  4. Welcher Winkel liegt zwischen Radius und Tangente im Berührpunkt?

    Lösung: Genau $90^\circ$ – Radius und Tangente stehen senkrecht aufeinander.

Trigonometrie

Klasse 9–10

Sinus, Kosinus und Tangens sind erstmal *Verhältnisse* im rechtwinkligen Dreieck – nicht Tasten am Taschenrechner. Wer „Gegen-/Ankathete/Hypotenuse“ als Beziehungen sieht, kann Aufgaben aufstellen. Wer sie als Vokabel lernt, vergisst die Zuordnung.

Fertige Stunde · 90 Minuten Trigonometrie: Der Winkel entscheidet, welche Seite welche ist Gegen- und Ankathete hängen nicht an der Seite, sondern am Winkel. Wechselt der Winkel, tauschen sie – und genau daran scheitern die meisten Aufgaben, nicht am Taschenrechner. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • Gegenkathete und Ankathete werden vertauscht (Bezugswinkel nicht beachtet).
  • $\sin^{-1}$ wird mit $\tfrac{1}{\sin}$ verwechselt.
  • Bei einem Winkel über 90° wird die Definition aus dem rechtwinkligen Dreieck angewendet.
  • Sinussatz und Pythagoras werden ohne Bedingung eingesetzt.
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Mini-Whiteboard

  1. Im rechtwinkligen Dreieck: Gegenkathete $=3$, Hypotenuse $=5$. $\sin(\alpha)=?$

    Lösung: $\sin(\alpha)=\tfrac{3}{5}=0{,}6$

  2. $\tan(45°)=?$

    Lösung: $1$

  3. Bezugswinkel $\alpha=30°$, Hypotenuse $=10$. Gegenkathete?

    Lösung: $10\cdot\sin 30°=5$

  4. Welche Beziehung gilt zwischen $\sin^2\alpha$ und $\cos^2\alpha$?

    Lösung: $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$

Graphen

Klasse 8–10

Das Zeichnen von Graphen anhand von Wertetabellen oder direkt aus Funktionsgleichungen festigt das Verständnis des Zusammenhangs von algebraischer Gleichung und geometrischer Darstellung. Ob lineare, quadratische oder kubische Funktionen – das systematische Eintragen von Wertepaaren und das Erkennen von Funktionsverläufen bildet das Fundament für die Analysis.

Fertige Stunde · 45 Minuten Graphen lesen: Der Graph ist kein Bild der Strecke Ein steigender Graph heißt nicht „bergauf“, ein flacher nicht „eben“. Eine Einzelstunde gegen die Verwechslung von Graph und Landkarte. Zum Verlauf Mini-Whiteboard · Regie · zum Projizieren 4 Aufgaben nacheinander, die Lösung erst auf Ihren Klick. Runde öffnen
Unterthemen

Gewünschte Unterthemen oder Stichworte anklicken. Ohne Auswahl werden alle Aufgabentypen gemischt.

Wertetabellen

Erstellen von Wertetabellen für verschiedene Funktionstypen

Funktionsgraphen zeichnen

Zeichnen von Funktionsgraphen im Koordinatensystem

Typische Fehlvorstellungen
  • Punkte werden falsch ins Koordinatensystem eingetragen (x- und y-Koordinate vertauscht).
  • Graphen von quadratischen oder kubischen Funktionen werden mit dem Lineal als Linienzüge statt als glatte Kurven gezeichnet.
  • Der y-Achsenabschnitt $c$ bzw. die Konstante wird beim Einzeichnen ignoriert oder verwechselt.
  • Steigungen werden fälschlicherweise als reiner Höhenzuwachs statt als Verhältnis $\frac{\Delta y}{\Delta x}$ (Steigungsdreieck) interpretiert.
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Oberstufe

2 Themen

Exponentialfunktionen

Klasse 10 / Einführungsphase

Exponentielles Wachstum ist *multiplikatives* Wachstum: Jeder Zeitschritt multipliziert mit demselben Faktor $q$. Wer $q$ aus der Prozentrechnung als Vermehrungsfaktor kennt, hat exponentielles Wachstum eigentlich schon gesehen – nur ohne Variable im Exponenten.

Fertige Stunde · 90 Minuten Exponentielles Wachstum: Warum die Gerade nicht reicht Der Unterschied liegt nicht in der Steilheit, sondern darin, was konstant bleibt: die Differenz oder der Faktor. Eine Doppelstunde, in der die Klasse den Unterschied an eigenen Tabellen findet. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • Exponentielles Wachstum wird mit linearem Wachstum verwechselt („pro Schritt das Gleiche dazu“).
  • Wachstum und Zerfall werden als verschiedene Funktionen gelernt – statt als $q>1$ vs. $0<q<1$.
  • $a\cdot q^t$ und $a\cdot t^q$ werden verwechselt.
  • Halbwertszeit/Verdopplungszeit wird mit „Halbierung pro Schritt“ gleichgesetzt.
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Mini-Whiteboard

  1. $f(t)=200\cdot 1{,}05^t$. Wachstum oder Zerfall? Pro Schritt?

    Lösung: Wachstum, +5 % pro Schritt.

  2. $f(t)=80\cdot 0{,}9^t$. Anfangswert und Faktor?

    Lösung: $a=80$, $q=0{,}9$ (10 % Zerfall pro Schritt).

  3. Verdopplungszeit für $q=1{,}1$? Schätzung.

    Lösung: $\approx \tfrac{70}{10}=7$ Schritte (Faustregel).

  4. Wann ist $f(t)=100\cdot 2^t = 800$?

    Lösung: $2^t=8 \Rightarrow t=3$

Logarithmen

Klasse 10 / Einführungsphase

Der Logarithmus ist die Antwort auf die Frage: *Mit welcher Hochzahl?* Wenn man ihn so liest, sind die Logarithmusgesetze die Potenzgesetze – nur in Spiegelschrift. Die Basis ist am Ende egal, weil sich jede Basis durch jede andere ausdrücken lässt.

Fertige Stunde · 90 Minuten Logarithmen: Die Frage nach dem Exponenten log(x) ist keine neue Rechenart, sondern eine Frage: Mit welchem Exponenten? Eine Doppelstunde, die vom Problem ausgeht statt von der Definition. Zum Verlauf
Typische Fehlvorstellungen
  • $\log(a+b)=\log a + \log b$.
  • $\log_a b$ wird mit $\tfrac{a}{b}$ verwechselt.
  • $\ln$ und $\log$ werden als unverbunden empfunden – $\ln 10 \cdot \log_{10} x = \ln x$ wird nicht gesehen.
  • $\log(0)$ wird mit $0$ verwechselt.
ASeq, DiQ, Blogposts

Mini-Whiteboard

  1. $\log_2 32 = ?$

    Lösung: $5$

  2. $\log_{10}(1000) - \log_{10}(10) = ?$

    Lösung: $3-1=2$

  3. Löse $2^x = 50$ nach $x$ auf.

    Lösung: $x=\log_2 50 = \tfrac{\ln 50}{\ln 2}\approx 5{,}64$

  4. $\log_a 1 = ?$

    Lösung: $0$ (für $a>0$, $a\neq 1$)