Reale Probleme

Mathematische Inhalte -
mögliche inhaltsbezogene Kompetenzen

Artensterben heute: erschöpfte Natur? - Krisen der biologischen Evolution

Was geschieht da eigentlich in unserer Zeit? Sterben immer noch Vögel, Säugetiere, Kriechtiere, Weichtiere, Fische und Pflanzen aus? Ist die Natur erschöpft? Oder, was sind die Gründe? Welche Folgen sind für den Menschen mit dem Rückgang der Biodiversität verbunden? .... Aber: Während der biologischen Evolution hat es immer schon ausgedehnte Zeiten von Artensterben gegeben. Denken wir nur an die Dinosaurier. Ist also auch das heutige Artensterben lediglich ein evolutiver Prozess? ...

Wird dieses Problem im Mathematikunterricht behandelt, so steht die mathematische Modellierung im Zentrum. Je nach gewähltem Teilproblem kann folgende Mathe vorkommen:
ab Klasse 8 bzw. 9
Daten zu den Sachverhalten wahrnehmen und/oder auch sammeln sowie in Werte-Tabellen und Graphen darstellen;
Linien- oder Balkendiagramme oder Histogramme vergleichen und interpretieren; ggf. Verdopplungszeiten ablesen;
Die erstellten Graphen nutzen, um Extrapolationen oder Prognosen oder Trends zu formulieren. Dabei die Unsicherheit einer Prognose angeben.
Eine Befragung planen, Fragebögen gestalten, eine Befragung durchführen, die Befragung mit den Mitteln der beschreibenden Statistik auswerten und die Auswertung interpretieren;
Extrapolationen errechnen, Prognosen formulieren und interpretieren; Wachstumsfunktion;
innere und äußere systemdynamische Zusammenhänge modellieren und simulieren.
ab Klasse 10 wie zuvor und:
Funktionsbegriff, Funktionsterm bestimmen auf Grund von Punkten; "Geschwindigkeit" des Wachstums; Ableitungsfunktion; Minimi und Maxima.
Siehe hierzu die mögliche Lösung: Analysen zur Beschleunigung des Schwindens des Regenwaldes am Amazonas

Fische in Seenot! -
Alles nur Panikmache?

Was geschieht da? Subventionierte, riesige Fischfangflotten plündern die Meere. Ein immer größerer Beifang landet in ihren Netzen. Garnelenfischer fangen z.B. massenhaft junge Schollen, die, nicht verwertet, tot wieder über Bord gekippt werden. Dann aber fehlt der Nachwuchs für die Schollen. Können Fangquoten helfen, die Bestände zu erhalten? Oder erzeugen sie lediglich eine unkontrollierte Piratenfischerei? Was ist mit Aquakulturen ... ?

Ökologischer Landbau: Umweltschonende "Schädlings-" und "Unkraut"-Bekämpfung

"Schädlinge" können u.a. im Gemüseanbau oder in Obstplantagen große Schäden anrichten und "Unkräuter" können u.a. auf Getreide- oder Kartoffelfeldern das Wachstum so stark behindern, dass Qualität und Quantität der Ernte stark eingeschränkt sind. Umweltschonender und arterhaltender biologischer oder auch integrierter Landbau werden als Lösung dieser Probleme diskutiert. Aber warum sollen eigentlich "Schädlinge" und "Unkräuter" erhalten werden? Und welche Methoden gibt es dazu? Gehört auch die Gentechnik dazu? ...?

Auftürmende Müllberge: Ersticken wir am oder im Müll?

Müll türmt sich zu Bergen und stinkt und wird giftiger. Überall, weltweit. Neapel ist nur ein erschreckendes Beispiel.
Über Ozeane wird der Gift-Müll häufig in Entwicklungsländer ausgeführt. Dort verdient dann eine gewisse Oberschicht daran. Aber einfach "vergraben", vergiften die Ausdünstungen Mensch und Tier. Wohin also mit den zunehmenden Wohlstandsabfällen? Sind Mülldeponien oder ist die Müllverbrennung im jeweils eigenen Land eine Lösung? Mit welchen Folgewirkungen?

Wird dieses Problem im Mathematikunterricht behandelt, so steht die mathematische Modellierung im Zentrum. Je nach gewähltem Teilproblem kann folgende Mathe vorkommen:
Klasse 9 bis 12
Daten zu den Sachverhalten selbstorganisiert recherchieren sowie in Werte-Tabellen und Graphen darstellen;
Diagramme vergleichen und interpretieren; ggf. Verdopplungszeiten ablesen;
Die erstellten Graphen nutzen, um Extrapolationen oder Prognosen oder Trends zu formulieren. Dabei die Unsicherheit einer Prognose angeben.
Korrelationen erstellen und Indexzahlen ermitteln;
Funktionsbegriff,; "Geschwindigkeit" des Wachstums; Ableitungsfunktion; Exponentialfunktion. Siehe hierzu die mögliche Lösung: zu Analysen der Beschleunigungen bei der Müll-Produktion und zum -Management
Eine Aktion und/oder eine Befragung planen, gestalten und durchführen, die Befragung mit den Mitteln der beschreibenden Statistik auswerten und die Auswertung interpretieren;
Extrapolationen errechnen, Prognosen formulieren und interpretieren; Wachstumsfunktion;
systemdynamische Zusammenhänge modellieren, simulieren und interpretieren. Siehe hierzu die mögliche Lösung: Konstruktion und Simulation einer möglichen Dynamik zur Selbstvergiftung mit Müll und zu einem nachhaltigen Müllmanagement