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 Zentrum dieser Unterrichtsdoppelstunde steht der Anwendungsbezug quadratische Funktionen. Zu Beginn der Stunde folgt nach der Begrüßung die Hausaufgabenkontrolle. Die Lehrkraft visualisiert hierzu mittels des interaktiven Whiteboards einen Taschenrechner. Die Schülerinnen und Schüler bestimmen die Schnittpunkte eines Graphen mit der x-Achse und der y-Achse. Zudem ermittelten sie den höchsten und den tiefsten Punkt des Graphen und ordneten y-Werte zu x-Werten zu. Mehrere Schülerinnen und Schüler zeigen die Ergebnisse am interaktiven Whiteboard auf. Die Lehrkraft fasst dann die Fragen zusammen und kündigt einen Anwendungsbezug der Fragen an. Hierzu liest die Klasse zwei Aufgaben aus einem Arbeitsblatt, die die Höhe und Zeit einer Feuerwerksrakete thematisieren. In Partnerarbeit beantwortet die Klasse die Fragen rechnerisch und zeichnerisch. Die Lehrkraft geht durch die Klasse und gibt Hilfestellungen. Im Anschluss daran besprechen die Lehrkraft und die Klasse im Plenum die Ergebnisse. Die Lehrkraft visualisiert einen Graphen. Die Schülerinnen und Schüler beantworten die Fragen zum Startpunkt der Rakete, zum Landepunkt der Rakete auf den Boden und zur Höhe der Rakete im Verhältnis zur Flugzeit. Zudem erläutern sie ihre Lösungsstrategie mit dem Taschenrechner. Die Klasse bespricht außerdem, welche Aufgaben sie nicht schriftlich lösen konnten. Zwei Schülerinnen zeigen ihre Ergebnisse am interaktiven Whiteboard auf. Im letzten Stundendrittel weist die Klasse nach, dass es sich bei einer Funktion um die Scheitelpunktform handelt und nutzt die Scheitelpunktform zur Berechnung fehlender Angaben aus einer bereits bearbeiteten Aufgabe. Die Lehrkraft geht durch die Klasse und gibt Hilfestellungen. Die Klasse fasst im Plenum dann die Lösungsstrategien zusammen. Zum Ende der Stunde begründet die Lehrkraft die Vorzüge der Scheitelpunktform und stellt die Inhalte der nächsten Stunde vor. (DIPF/gf)