1. Projekt KugelstoßenFächerverbindender Unterricht:Mathematik und Sport Deutsche Schweizerische Schule Hong Kong GSIS Reinhard Schmidt 1

2. GSIS Überblick Schule mit einem deutschen und internationalem Zweig, ca. 460 Schüler in deutschen Zweig Zweigübergreifende Integration moderner Medien PC, Interactiv-Whiteboard und Beamer in allen Unterrichtsräumen 2

3. Sport – Mathematik Projekt Ziel: Die Schülern sollen erleben,dass viele Probleme des alltäglichen Lebens von der Mathematik durchdrungen werden Mithilfe geeigneter Modelle der Mathematik die Flugbahn eines Kugelstoßes analysiert werden kann. 3

5. GSIS hat eine „Academic Licence“

6. Umfangreiche Mitarbeiterschulungen

7. Anwendung in Sport, Drama, Debattieren, Physik und Mathematik4

8. Sport-Komponente Während des Sportunterrichtes wird von einem Kugelstoß aller Schüler ein Video aufgenommen, dass die Schüler dann im Netzwerk der Schule öffnen können. 5

9. Mathematik-Komponente Im Rahmen des Lehrplanes der Mathematik in der Klassenstufe 9 werden quadratische Funktionen behandelt. Nachdem die Schüler grundlegende Eigenschaften dieser Klasse von Funktionen kennen gelernt haben, sollten praktische Anwendungsbeispiele behandelt werden. Ein klassisches Anwendungsbeispiel quadratischer Funktionen ist die Wurfparabel beim schrägen Wurf. Diese Parabeln können, wenn die Koordinaten dreier beliebiger Punkte des Graphens dieser Funktion bekannt sind, approximiert werden. Nach Wahl eines geeigneten Koordinatensystems werden die Koordinaten dieser Punkte in ein Lineares Gleichungssystem eingesetzt und die Lösungen dieses LGS ergeben die Koeffizienten der gesuchten Funktionsgleichung. 6

10. VideoeinesSchülers 7

11. Wurfbahnmodellierung Beispiel 1 8

12. Wurfbahnmodellierung Beispiel 2 9

13. Bild eines Kugelstoßweltmeisters und Schülers 10

14. Kurzeinführung in das CAS Mathcad 11

15. Was ist das CAS Mathcad? Mathcad ist eines der bekanntesten Computeralgebrasysteme für Ingenieure, Techniker und Wissenschaftler. An der GSIS wird dieses System seit 3 Jahren im Mathematikunterricht der Sekundarstufe (einschließlich Abiturprüfung) eingesetzt. Verglichen mit anderen CAS sind die Arbeit und das Lernen mit Mathcad relativ leicht, denn bereits nach ca. 3 Stunden „Schnelleinstieg“ können alle Schüler damit ihre eigenen Dokumente erstellen. 12

16. Welche Möglichkeiten von Mathcad nutzen die Schüler? Eingabe der Daten (Koordinaten der Punkte) in ein Lineares Gleichungssystem – Jeder Schüler verwendet seine eigenen und von ihm ermittelten Daten Lösung des Gleichungssystems Definition der quadratischen Funktion Grafische Darstellung der quadratischen Funktion in einem geeigneten Koordinatensystem Analyse des Graphens dieser Funktion (Parameter) 13

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23. Mathematische und physikalische Auswertung Analyse der Graphen verschiedener Funktionen Vergleich mit Kenntnisse aus der Physik über den waagerechten Wurf. Hierbei werden leistungsstarken Schülern schon einige Zusammenhänge aus PH 10 und MA 11 mitgeteilt Diskussion über den Einfluss von Anfangsgeschwindigkeit, Abstoßwinkel und Abstoßhöhe auf die Stoßweite Diskussion über die praktischen Konsequenzen für den eigenen Kugelstoßes Feedback zum Sportunterricht und nochmalige Kugelstöße (je nach Zeit) 20

24. Auswertung Die Schüler haben gelernt, mehrere Software für einen Gegenstand zu nutzen Die Schüler erleben authentisch die Integration moderner Medien in ihren Lernprozess und die Verbindung von Mathematik und anderen Disziplinen und Bereichen Das Feedback war sehr positiv, z. B.„Am besten hat mir die Verbindung zwischen den Fächern Sport und Mathematik gefallen und dass wir die Programme Dartfish und Mathcad besser kennen gelernt haben“ und „Ich hoffe, dass es ähnliche Projekte im neuen Schuljahr geben wird.“ 21