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 Unterrichtsstunde stehen periodische Funktionen. Nach der Begrüßung projiziert die Lehrkraft zu Beginn der Stunde einen Eisberg mit Sprechblasen an die Wand, die eine Schülerin vorliest. Es entstehen Gespräche zur Erderwärmung. Hierzu visualisiert die Lehrkraft die Durchschnittstemperaturen aus der Arktis. Im Anschluss daran bespricht die Klasse mit der Lehrkraft die Eigenschaften einer periodischen Funktion. Hierzu entsteht ein Tafelbild. Zudem bespricht die Klasse, wie man eine periodische Funktion modelliert beziehungsweise, welcher Term zu einer derartigen Funktion führen kann. Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten dann in Einzelarbeit ein Arbeitsblatt, in dem nochmals die Eigenschaften und die Bedingungen für eine Sinusfunktion zu erörtern sind. Die Lehrkraft geht durch die Klasse und gibt Hilfestellungen. Danach besprechen die Lehrkraft und die Schülerinnen und Schüler die Ergebnisse und einen Lückentext, den die Lehrkraft an die Wand projiziert. Vier Schülerinnen und zwei Schüler füllen den Text im Klassengespräch aus. Dabei entstehen Gespräche zur Periodenlänge. Im letzten Stundendrittel greift die Lehrkraft erneut auf das Bild mit dem Eisberg zurück. Die Klasse vergleicht den Graphen der Sinusfunktion mit den Graphen der durchschnittlichen Temperaturen Alaskas. Zudem erörtert sie die Frage, inwieweit sich die Sinusfunktion zur Modellierung der Temperaturen Alaskas eigne. Zum Ende der Stunde besprechen die Klasse und die Lehrkraft die Ergebnisse. (DIPF/gf)