Die Schüler sollen in dieser Unterrichtseinheit an einem Beispiel aus der Praxis die Anwendung mathematischer Gesetzmäßigkeiten und Kenntnisse erfahren. Durch den handlungsorientierten Ansatz setzen sich die Schüler mit Hand und Kopf mit der Thematik auseinander. Durch das selbst hergestellte Produkt soll nicht zuletzt die Motivation für die Auseinandersetzung mit mathematischen Fragestellungen allgemein erhöht werden.

Die Leitidee Modellieren kann hier an einem plastischen Beispiel umgesetzt werden. Besonders der Vorgang des Mathematisierens, also der Zusammenhang zwischen Realmodell und mathematischem Modell, wird hier intensiv bearbeitet. Der Schüler kann eine vereinfachte Realsituation in einen mathematischen Sachverhalt übersetzen und umgekehrt. An anderen Beispielen lässt sich der Vorgang des Modellierens wieder anwenden und vertiefen.

Die Projektidee des Brückenbaus lässt sich in der Sekundarstufe I bei der Behandlung der Unterrichtseinheit Quadratische Funktionen und ihre Schaubilder in allen Schularten umsetzen. Diese Umsetzung kann auf sehr unterschiedliche Art erfolgen:

• Als freiwillige Leistung von einzelnen Schülern oder Schülergruppen.
• Gemeinsam mit der ganzen Klasse im Rahmen des regulären Mathematikunterrichts.
• In Kooperation mit der Techniklehrkraft parallel im Technikunterricht.
• Als Thema für eine gleichwertige Feststellung von Schülerleistungen (GFS).
• Als Thema für die fächerübergreifende Kompetenzprüfung in Klasse 10 der Realschule in Verbindung mit dem Fach Technik oder auch Bildende Kunst.

Die einzelnen Arbeitsschritte im Überblick:

• 1. Schritt: Besorgen der notwendigen Daten einer real existierenden Brücke
• 2. Schritt: Anfertigen der maßstäblichen Zeichnung für den Brückenbogen
• 3. Schritt: Mathematische Berechnungen an der Brücke
• 4. Schritt: Wahl des Baumaterials und Herstellen des Brückenmodells
• 5. Schritt: Transfer auf andere Parabeln und Modellierung mit einem Dynamischen Geometrie-System

Kompetenzen und Unterrichtsinhalte:

* Die Schüler erkennen Parabeln in Brückenbögen.
* Sie bauen Modelle von Brücken aus unterschiedlichen Materialien.
* Sie formen die Brückenbögen nach quadratischen Funktionen.
* Sie fertigen Skizzen von den zu bauenden Modellen an.
* Sie lernen eine Anwendung der quadratischen Funktionen kennen.
* Sie setzen sich mit dem Vorgang des Modellierens auseinander.
* Der Vorgang des Modellierens wird durch den handlungsorientierten Ansatz unterstützt.
* Der Blick im Alltag wird auf Zusammenhänge mit mathematischen Sachverhalten aufmerksam und wird dafür geschult.