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).
Im Fokus des Unterrichts stehen quadratische Funktionen. Nach der Begrüßung teilt die Lehrkraft ein Arbeitsblatt zu quadratischen Funktionen und Gleichungen aus. Die erste Aufgabe des Arbeitsblatts bearbeiten die Schülerinnen und Schüler in Gruppenarbeit. Zu einer quadratischen Funktion skizzieren sie den dazugehörigen Graph und Bestimmen den Scheitelpunkt und die Nullstellen. Die Lehrkraft geht herum und gibt Hilfestellungen. Im zweiten Stundendrittel bespricht die Klasse die Aufgabe im Plenum. Die Lehrkraft zeichnet ein Koordinatensystem an der Tafel an. Ein Schüler erläutert, wie er den Scheitelpunkt der gesuchten Parabel mittels Scheitelpunktform ermittelt hat. Die restlichen Punkte der Parabel sammelt die Klasse im Plenum. Die Lehrkraft zeichnet die Parabel in das Koordinatensystem an der Tafel ein. Anhand des Graphs liest die Klasse die Nullstellen ab. Im Plenum besprechen sie, wie sie die Nullstellen rechnerisch bestimmen können. Hierfür wiederholen sie das Bestimmen von Nullstellen linearer Funktionen. Dann berechnen sie im Plenum die Nullstellen der quadratischen Funktion. Hierzu leiten sie die dazugehörige quadratische Gleichung ab und lösen sie gemeinsam. Die Lehrkraft schreibt die Lösungsschritte an die Tafel. Im letzten Stundendrittel bearbeiten die Schülerinnen und Schüler die zweite Aufgabe des Arbeitsblatts in Gruppenarbeit. Sie lösen eine Textaufgabe zu der Flugbahn eines Springers. In den letzten Minuten des Unterrichts bespricht die Klasse den Lösungsansatz zu dieser Aufgabe. Ein Schüler nennt seinen Ansatz zur Überführung der gegeben Funktion in die Scheitelpunktform. Als Hausaufgabe lösen die Schülerinnen und Schüler diesen Rechenansatz und stellen die Scheitelpunktform mittels quadratischer Ergänzung auf. (DIPF/kw)
