blikk Lösungen zu realen Problemen - kompetenzorientierte Diagnosse
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Test-Aufgaben zur kompetenzorientierten Diagnose zu quadratischen Funktionen

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ZUNÄCHST:

Beispiele für die Beschreibung
von allgemeinen und inhaltlichen Kompetenzen


 

Darstellung von allgemeinen und inhaltlichen Kompetenzen die Schülerinnen und Schüler im Unterricht erreichen / erwerben können:

     
     

SODANN:

Beispiele für Aufgaben

  In der Folge werden Beispiel-Aufgaben formuliert, die Jugendliche ab Klasse 8/9 in 45 Minuten oder weniger erfüllen können.
Bei allen folgenden Aufgaben geht es immer darum, quadratische Funktionen auf reale Sachverhalte anzuwenden und sie im Kontext dieses Sachverhaltes zu interpretieren.

Mögliche Lösungen zu diesen Beispielaufgaben werden hier - aus einsichtigen Gründen - nicht ausgeführt. Es wird verwiesen auf die möglichen Lösungen zur Anwendung von quadratischen Funktionen.
     

Beispiel-Aufgabe 1

 

Gegeben ist dir die folgende Statistik zu Geborenen und Gestorbenen in Deutschland von 1966 bis 2007.
(Quelle: Statistischen Bundesamt, Wiesbaden, 2008).

     

Anmerkung zur Aufgabe:
Sie steht im Kontext
des realen Problems
"Industrialisierung = Lebensqualität?"

 

 

Anmerkungen zur Vorgabe
der Tabelle:

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird davon ausgegangen, dass die Tabelle in einem Tabellenkalkulationsprogramm vorgegeben ist.
Ist dies nicht der Fall muss die Tabelle gekürzt werden. Hierzu siehe: Geborene und Gestorbene

Die vollständige Tabelle ist hier als ExcelMappe verfügbar und kann heruntergeladen werden.

 
Jahr
Geborene
Gestorbene
männlich
weiblich
insgesamt
männlich
weiblich
insgesamt

1966

677053

641250

1318303

459150

452834

911984

1967

653649

618627

1272276

459058

455359

914417

1968

624373

590595

1214968

486547

489974

976521

1969

587443

554923

1142366

492798

495294

988092

1970

537922

509815

1047737

482696

492968

975664

1971

521361

492035

1013396

475685

489938

965623

1972

463472

438185

901657

476166

489523

965689

1973

418899

397070

815969

473694

489294

962988

1974

413510

391990

805500

466355

490218

956573

1975

402790

379520

782310

481191

508458

989649

1976

409749

388585

798334

468081

498792

966873

1977

414649

390847

805496

451686

479469

931155

1978

415866

392753

808619

461723

493827

955550

1979

419590

397627

817217

453496

490978

944474

1980

444148

421641

865789

455924

496447

952371

1981

442540

419560

862100

453247

501189

954436

1982

442759

418516

861275

446365

497467

943832

1983

425439

402494

827933

443055

497977

941032

1984

417247

395045

812292

430859

486440

917299

1985

417248

396555

813803

433752

495897

929649

1986

434901

413331

848232

427946

497480

925426

1987

446671

421298

867969

418712

482579

901291

1988

459051

433942

892993

417428

483199

900627

1989

451586

428873

880459

417098

486343

903441

1990

465379

440296

905675

425093

496352

921445

1991

426098

403921

830019

421818

489427

911245

1992

414807

394307

809114

410583

474860

885443

1993

410071

388376

798447

415874

481396

897270

1994

395869

373734

769603

409375

475286

884661

1995

392729

372492

765221

410663

473925

884588

1996

409213

386800

796013

408082

474761

882843

1997

417006

395167

812173

398313

462076

860389

1998

402865

382169

785034

393443

458939

852382

1999

396296

374448

770744

390742

455588

846330

2000

393323

373676

766999

388981

449816

838797

2001

377586

356889

734475

383887

444654

828541

2002

369277

349973

719250

389116

452570

841686

2003

362709

344012

706721

396270

457676

853946

2004

362017

343605

705622

383388

434883

818271

2005

351757

334038

685795

388554

441673

830227

2006

345816

326908

672724

385940

435687

821627

2007

351839

333023

684862

391139

436016

827155

     

Anmerkungen zu den Anforderungen:

Die Aufgabe 8. kann erst gestellt werden, wenn die Ableitungsfunktion bekannt ist. Alle anderen Aufgaben sind auch schon früher möglich.

 
  1. Stelle die Entwicklung der in Deutschland insgesamt Geborenen und insgesamt Gestorbenen in einem Punktdiagramm dar.
  2. Stelle die Entwicklung der weiblichen und männlichen in Deutschland Geborenen in einem Punktdiagramm dar.
  3. Stelle die Entwicklung der weiblichen und männlichen in Deutschland Gestorbenen in einem Punktdiagramm dar.
  4. Vergleiche die Entwicklungen indem du die Punktdiagramme sowohl linear als auch polynominal approximierst.
  5. Bestimme für die Approximationsgraphen die linearen und quadratischen Funktionen.
  6. Vergleiche die Anstiege der linearen Approximationsgeraden.
  7. Bilde die Ableitungsfunktion der quadratischen Approximation und vergleiche die Anstiege in den letzen drei Jahren.
  8. Schreibe auf, was dir diese Vergleiche für die Bevölkerungsentwicklung in Deutschland sagen.
  9. Extrapoliere die Anzahl der Geborenen und Gestorbenen mit der linearen und quadratischen Approximation für das 2010 und beschreibe die Genauigkeit der Prognose.
     
     

Beispiel-Aufgabe 2

Anmerkung zur Aufgabe:
Sie steht im Kontext
des realen Problems
Geschwind, geschwind
- immer schneller!?

 

Ein Skispringer beschleunigt über eine schiefe Ebene, verlässt dann den Schanzentisch ungefähr in waagrechter Richtung. Er bewegt sich weiter in diese waagrechte Richtung während er aufgrund der Schwerkraft beschleunigt nach unten fällt.

wird noch weiter bearbeitet

     
   

Beispiel-Aufgabe 3

 

Gegeben ist dir die folgende Statistik zum Verbrauch von Primärenergie von 1982 bis 2007 (Quelle: BP-Statistik 2008).
Die Angaben erfolgen in Mtoe = Million Tonnen Öläquivalent

     
Anmerkungen zur Aufgabe:

1. Sie steht im Kontext
des realen Problems
"Energiehunger ... "
 

Primär-energie

Erdöl

Kohle

Erdgas

Kern-energie

Wasser

Gesamt

Mtoe

3952,8

3177,5

2637,7

622,0

709,2

11099,3

Anteil in %

35,6 %

28,6 %

23,8 %

5,6 %

6,4 %

100 %*

2. Die Tabelle enthält ein Überangebot an Daten. Die Jugendlichen müssen wählen.
 
Der Verbrauch an Erdöl
ist von 2915 Mtoe im Jahre 1982 bis auf 3952,8 Mtoe im Jahre 2007 - also um 35,6% - gestiegen.
     
    Gegeben ist dir ferner eine Statistik, wie sich der Nachweis von Erdölreserven entwickelt hat.
(Quelle: Bundeszentrale für politische Bildung, 2007)
     

3. Die Daten für die Erdölreserven können von den Jugendlichen selbständig in ein Tabellenkalkulationsprogramm oder auch auf Millimeterpapier übertragen werden. Wird etwa Excel genutzt, so ist die Aufgabe in kürzerer Zeit zu meistern.

 
1 Barrel = 159 Liter
Erdölreserven, in Mrd. Barrel
1984
1994
2004
Welt
762
1018
1189
Naher Osten
431
661
734
Europa und Eurasien
97
80
139
Afrika
58
65
112
Mittel- und Südamerika
37
81
101
Nordamerika
102
90
61
asiatisch-pazifischer Raum
38
39
41
    Erdöl hat je nach Tiefe der Bohrlöcher ein spezifisches Gewicht γ von
0,855 kg/m³ bis 0,925 kg/m³. 1 Barrel wiegt etwa 136 - 146 kg.
     
4. Für Lehrpersonen gibt es eine Excel-Mappe zum Experimentieren.
 
  1. Rechne die Erdölreserven in die Einheit Millionen-Tonnen-Erdöläquivalent um.
  2. Approximiere die Entwicklung des Nachweises von Erdöl für die Welt und für die unterschiedlichen Regionen jeweils mit einer quadratischen Funktion.
  3. Vergleiche die Verläufe, beschreibe sie und interpretiere sie in Bezug auf mögliche politische Probleme oder Folgewirkungen.
  4. Aprroximiere den Primäreinergieverbrauch von Erdöl mit einer linearen Funktion.
  5. Nimm an, dass sich der Nachweis der weltweiten Erdölreserven wie der Primärergieverbrauch von Erdöl in der weiteren Zukunft so weiter entwickelt, wie zuvor dargestellt.
  6. Berechne dann auf der Grundlage dieser Annahme, wie lange der Vorrat an Erdöl noch reichen wird.
  7. Beschreibe, wo Unsicherheiten in der Berechnung liegen können.
     
     

Beispiel-Aufgabe 4

  kommt noch!
     
     
     
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