Mathematik Primarstufe und Sekundarstufe I + II – serie

Nach den Diskussionen über das Abschneiden deutscher Schülerinnen und Schüler in internationalen Vergleichsstudien (TIMMS,PISA,IGLU-E) haben auch die Diagnose und die Förderung begabter Kinder mittlerweile bei uns zunehmend öffentliche Aufmerksamkeit gefunden. Die Probleme mathematisch begabter Grundschulkinder und ihre spezifischen Bedürfnisse sind aber bisher nur wenig bekannt geworden. Hier besteht ein erheblicher Nachholbedarf in der Aus-, Fort- und Weiterbildung von Grundschullehrerinnen und -lehrern. Das vorliegende Buch informiert Sie ausführlich über: - Erfahrungen mit mathematisch begabten Grundschulkindern (einschließlich einiger Fallstudien) - Begabungsmodelle - das Phänomen "mathematische Begabung" - die Diagnose mathematischer Begabung im Grundschulalter - Ziele und Organisationsformen der Förderung - Schwerpunkte der Förderung: Verwendung heuristischer Hilfsmittel, allgemeine Strategien des Lösens mathematischer Probleme, logisches/schlussfolgerndes Denken, Argumentieren/Begründen/Beweisen, Strukturen erkennen, Verallgemeinern/Abstrahieren, Kreativität, selbstständiges Erweitern/Variieren von Problemstellungen, räumliches Vorstellungsvermögen - zahlreiche geeignete Aufgabenformate mit Eigenproduktionen von Kindern - ergiebige mathematische Themenfelder Das Buch wendet sich an Studierende des Lehramts an Grundschulen, an Lehramtsanwärterinnen und -anwärter, an Lehrkräfte sowie an Eltern.

Dieses Buch bietet vielseitige, innovative und dennoch praktikable Anregungen für die Planung und Realisierung ihres Mathematikunterrichts in der Primarstufe – einschließlich reichhaltiger Arbeitsmaterialien. Die theoretischen Grundlagen zu den Prinzipien des heutigen Mathematikunterrichts sowie zur Planung und Gestaltung von Unterricht im ersten Teil dieses Bandes erfahren eine praktische Umsetzung durch 20 authentische, sorgfältig ausgesuchte Unterrichtsentwürfe, die das Herzstück dieses Buches bilden. Die Hälfte dieser Unterrichtsentwürfe sind Entwürfe für Examenslehrproben, die andere Hälfte ebenfalls besonders gut gelungene Entwürfe.Die Unterrichtsentwürfe spiegeln die aktuellen Anforderungen und Zielsetzungen des Mathematikunterrichts der Primarstufe gut wider. Sie decken nämlich weitestgehend die prozessbezogenen und inhaltsbezogenen mathematischen Kompetenzen/Leitideen der neuesten Kernlehrpläne/Bildungsstandards ab. Ferner lassen sich die Planungen relativ leicht auf viele andere Unterrichtsstunden übertragen.

Praxisnah und gut lesbar geschrieben, vermittelt dieses Werk einen Einblick in die Wissenschaft, die sich mit Zufallserscheinungen befasst. Der Leser lernt die „Mathematik des Zufalls“ kennen und verstehen. In der vorliegenden überarbeiteten und durch Aufnahme von zwei Kapiteln zur Statistik erweiterten dritten Auflage werden gründlich u. a. folgende zentrale Themen behandelt:Deskriptive Statistik: Historische Entwicklung, Erhebung und Aufbereitung von Daten (Lage- und Streuungsparameter), Lineare Regression und KorrelationGenese der Wahrscheinlichkeitstheorie mit ihren faszinierenden Beispielen aus dem 17. JahrhundertAxiomatischer Aufbau der Wahrscheinlichkeitstheorie im 20. JahrhundertGrundbegriffe der KombinatorikSimulation von ZufallsexperimentenDiskrete ZufallsvariableAllgemeine WahrscheinlichkeitsräumeStetige VerteilungsfunktionenInduktive Statistik: Schätztheorie, Testtheorie (ein- und zweiseitige Tests, Gütefunktionen), KonfidenzintervalleBesonderer Wert wird auf das Modellieren gelegt, d. h. auf die Kompetenz, Sachverhalte der Alltagswirklichkeit in mathematische Modelle zu übertragen.Beispiele und Übungsaufgaben – für das Verstehen von Mathematik von eminenter Bedeutung – nehmen in diesem Buch einen breiten Raum ein. Im Anhang sind Lösungen angegeben.Das Buch wendet sich an Lehramts-Studierende, die Mathematik als eines ihrer Fächer haben, an Studierende in den Bachelor- und Masterstudiengängen und an Lehrende mit dem Fach Mathematik.

Das Buch wendet sich vor allem an Mathematik-Lehrkräfte aller Schularten, aber auch an Lehramts-Studierende und Referendare. Praxisnah und gut lesbar geschrieben, vermittelt dieses Werk einen Einblick in die Stochastik für den Mathematikunterricht, wobei frühzeitig die Themenbereiche aus der Statistik und der Wahrscheinlichkeitsrechnung eng miteinander verbunden werden.  Die Grundstruktur des Buches orientiert sich am Wechselverhältnis von generellen theoretischen Überlegungen und konkreten unterrichtspraktischen Vorschlägen. Mit Blick auf eine konkrete Umsetzung in einem gewissen Zeitrahmen werden die Unterrichtsvorschläge nach den Doppeljahrgangsstufen 5/6, 7/8 und 9/10 strukturiert.

Das Buch gibt einen umfassenden Einblick in zentrale Aspekte des Stoffgebietes Analytische Geometrie/ Lineare Algebra in der S II. Es ist als Leitfaden für Studierende des gymnasialen Lehramts, aber auch für Lehrkräfte geeignet, die den Unterricht in diesem oft als trocken geltenden Stoffgebiet lebendiger und interessanter gestalten wollen. Das Buch berücksichtigt die neuen Bildungsstandards für die S II und folgt durchgängig zentralen didaktischen Prinzipien: Entwicklung eines tragfähigen Grundverständnisses zentraler Begriffe und Zusammenhänge bei Herausarbeiten fundamentaler Ideen, Anschaulichkeit bei gleichzeitiger sorgfältiger Vornahme von Abstraktionen, Anknüpfung an Unterrichtsinhalte der S I sowie Herstellung von Bezügen zu den anderen Stoffgebieten des Mathematikunterrichts der S II, Behandlung interessanter und für Schülerinnen und Schüler attraktiver Anwendungen.

Es gibt zahlreiche Lehrbücher zur Numerischen Mathematik, die jedoch in der Regel für die Ausbildung angehender Mathematiker/innen oder Ingenieure/innen geschrieben und auf deren spätere Berufspraxis gerichtet sind. Das vorliegende Lehrbuch widmet sich diesem auch für den Mathematikunterricht wichtigen Gebiet mit Blick auf angehende Lehrkräfte. Auf elementare Weise werden Phänomene rund um „ungenaue Zahlen“ zum Anlass genommen, die Bedeutung von Näherungswerten, Näherungsverfahren und Fehlerfortpflanzung (auf dem Niveau der Mathematik in der Sekundarstufe) deutlich zu machen. Dabei werden diese Aspekte einerseits durch den Einsatz von Computern betont, andererseits wird aber der Kulturtechnik des Überschlagsrechnens ohne Computer ein breiter Raum gegeben. So können Ergebnisse, die der Computer liefert, ohne Computer plausibilisiert werden. Zahlreiche Übungsaufgaben runden dieses Lehrbuch, das vor allem für die Aus- und Weiterbildung von SI-Lehrkräften geschrieben wurde, ab.

Dieses Buch bietet Lehramtsanwärtern während ihrer Ausbildung, Studierenden im Rahmen ihrer Praktika sowie praktizierenden Lehrkräften vielseitige Anregungen für die Planung und Realisierung ihres Mathematikunterrichts.Die theoretischen Grundlagen zu den Prinzipien des heutigen Mathematikunterrichts sowie zur Planung und Gestaltung von Unterrichtsbesuchen erfahren eine praktische Umsetzung durch 18 authentische, sorgfältig ausgesuchte Unterrichtsentwürfe, die das Herzstück des Buches darstellen.Diese Unterrichtsentwürfe geben auf anschauliche Weise einen Überblick über die aktuellen Anforderungen und Zielsetzungen des Mathematikunterrichts der Grundschule, indem sie viele allgemeine und inhaltsbezogene mathematische Kompetenzen im Sinne der Bildungsstandards (2004) abdecken. Somit lassen sich die Planungen leicht auf viele andere Unterrichtsstunden übertragen.Das Buch ist in enger Zusammenarbeit von Universität (Bielefeld) und Studienseminar (Bielefeld, Marburg, Minden, Schwäbisch Gmünd) entstanden.

Sie haben sich entschieden, Mathematik zu unterrichten - egal, ob in der Grundschule, der Mittelstufe oder der gymnasialen Oberstufe? In einem Hochschulstudium lernen Sie, welche Denk- und Arbeitsweisen für die Mathematik als Wissenschaft typisch sind und welche Sprache die Mathematik entwickelt hat, um Muster und Strukturen in der konkreten und abstrakten Welt zu beschreiben. Dabei begegnen Sie immer wieder denselben universellen Strukturen, die in der Mathematik als „Gruppen“, „Ringe“ oder „Körper“ beschrieben werden.In diesem Buch lernen Sie, wie diese Ideen moderner Mathematik mit den mathematischen Konzepten aus der Schule zusammenhängen. Sie erleben, wie durch mathematische Abstraktion das Gemeinsame aus den Inhaltsbereichen der Schule, aus Arithmetik, Kombinatorik, Geometrie und Gleichungsalgebra hervortritt.Sie lernen keine trockenen Fakten, sondern verstehen Hintergründe und bauen Brücken von der Schulmathematik zur modernen Mathematik. Sie werden eingeladen zu einer mathematischen Entdeckungsreise und zur selbstständigen Erforschung mathematischer Strukturen. In leicht zugänglichen Texten können Sie Ihre Erfahrungen dann reflektieren und zu einem fundierten und systematischen Wissen über die Kernideen der Algebra ausbauen.

Das vorliegende Lehrbuch entwickelt Geometrie für die Studierenden des Lehramts Primarstufe von fünf Leitvorstellungen aus: Geometrie hilft uns beim Wahrnehmen räumlicher Zusammenhänge und bei der Orientierung im Raum, sie dient dem Erfassen von Formen und dem (künstlerischen) Gestalten von Mustern. Zudem beschäftigt sie sich mit dem Messen von Objekten, insbesondere auch von nichtzugänglichen Objekten über theoretische Hilfsmittel und hilft uns, unsere Realität mithilfe von Karten und Plänen darzustellen, aber auch Realitäten planerisch zu entwerfen. An diesen Leitvorstellungen wird das erforderliche fachmathematische Hintergrundwissen für den Geometrieunterricht der Grundschule und der frühen Sekundarstufe praxisnah und theoretisch fundiert aufgearbeitet.Die Leserinnen und Leser sollen dabei aktiviert werden, eigene Entdeckungen zu machen. Daher bereitet das Erleben und Erkunden von Phänomenen aus Mathematik und Lebenswelt jeweils den Einstieg in die elementarmathematischeDurchdringung des Fachinhaltes. Ein Bezug zur Unterrichtspraxis wird durch den Einbezug von Vorstellungsübungen und Arbeitsaufträgen gestützt, die Leserinnen und Leser können ihr Wissen an Kompetenzrastern selbst überprüfen.

Das Buch zeigt angehenden und bereits praktizierenden Lehrkräften Wege zu einem guten, substanziellen und kompetenzorientierten Geometrieunterricht in der Grundschule auf. Dazu bietet es sowohl theoretisches Hintergrundwissen zur fachlichen Orientierung als auch vielfältige, didaktisch detailliert aufbereitete Anregungen zur praktischen Umsetzung an.Die vorliegende Neuauflage ist eine vollständige Neubearbeitung und Aktualisierung des erfolgreichen Standardwerks von Marianne Franke † zur Didaktik der Geometrie in der Grundschule. Die vorliegende Überarbeitung durch Simone Reinhold bezieht verstärkt jüngere Ergebnisse aus der geometriedidaktischen Forschung ein. Zu allen grundschulrelevanten Inhaltsbereichen der ebenen und räumlichen Geometrie wurden zudem inhaltliche Ergänzungen und Hinweise aus den eigenen langjährigen Unterrichtserfahrungen in der Grundschule aufgenommen.Durch zahlreiche Aktivitäten möchte dieses Buch dazu anregen, Kindern Freude an geometrischen Erkundungen zu vermitteln. Reichhaltige geometrische Lernumgebungen sollen dazu beitragen, räumliche Fähigkeiten von Kindern im Grundschulalter zu entwickeln und den Erwerb geometrischen Wissens zu fördern.

Ein Blick in aktuelle Bildungsstandards und Lehrpläne zeigt: Die Nutzung digitaler Medien im Mathematikunterricht wird immer stärker eingefordert und geht heute weit über den Einsatz wissenschaftlicher Taschenrechner hinaus. Zukünftige Lehrerinnen und Lehrer müssen sich deswegen notwendig bereits im Rahmen ihrer Ausbildung mit digitalen Medien auseinandersetzen. Entsprechend wird hier ein Lehrwerk angeboten, das, orientiert an den Funktionalitäten digitaler Medien, Chancen und Risiken der Nutzung in mathematikpädagogischen Kontexten strukturiert darstellt. Zentrales Anliegen ist die Entwicklung von Medienkompetenz mit Blick auf das Lehren und Lernen im Fach Mathematik. Das Lehrwerk basiert auf erprobten und bewährten Veranstaltungen im Rahmen der Lehrerbildung.​

Der Band vermittelt vielseitige, innovative und dennoch praktikable Anregungen für die Planung und Gestaltung des Mathematikunterrichts in der SII unter Berücksichtigung der neuesten bundesweit gültigen Abiturstandards. Die theoretischen Grundlagen zu den Prinzipien des heutigen Mathematikunterrichts sowie zur Unterrichtsgestaltung im ersten Teil des Bandes erfahren eine praktische Umsetzung durch 19 aktuelle und authentische Unterrichtsentwürfe aus der SII, und zwar aus dem Bereich der Analysis, der Analytischen Geometrie/Linearen Algebra und der Stochastik. Darunter sind 9 Unterrichtsentwürfe für Examenslehrproben.Das Buch basiert auf einer engen Zusammenarbeit der Ersten Phase (Universität Bielefeld) und der Zweiten Phase der Lehrerausbildung (Studienseminare Bocholt, Dresden, Freiburg, Hameln, Heidelberg, Leer, Münster, Oldenburg, Würzburg).

Im Mathematikunterricht der Sekundarstufe II kommt der Analysis eine zentrale Rolle zu. Dieses Buch bietet eine umfassende Darstellung der Didaktik der Analysis unter Berücksichtigung der aktuellen didaktischen Diskussion, theoretischer Konzepte, praktischer Unterrichtserfahrungen und der Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz. Es unterstützt Studierende, Referendarinnen und Referendare, aber auch Lehrkräfte dabei, das Gebiet angemessen – kompetenzorientiert - unterrichten zu können. Dazu gibt es Orientierung über die allgemeinbildende Bedeutung der Analysis und beleuchtet die zentralen Begriffe Funktion, Folge, Grenzwert, Ableitung und Integral. Für diese, für den Analysisunterricht, zentralen Begriffe werden wichtige Aspekte und Grundvorstellungen herausgearbeitet sowie typische unterrichtliche Zugänge vorgestellt. Die Chancen digitaler Mathematikwerkzeuge für das Lernen und ihre Bedeutung im Analysisunterricht werden besprochen. Übungsaufgaben geben Impulse für selbstständiges Anwenden und Vertiefen der Inhalte.  ​

In diesem Buch werden wesentliche Fragen der elementaren Geometrie auf der Kugeloberfläche und ihre Anwendungen auf die Erd- und Himmelskugel (mathematische Geografie und Astronomie) so aufgegriffen und beantwortet, dass sie als Hintergrundwissen für einen realitätsnahen Geometrieunterricht in der Sekundarstufe zur Verfügung stehen. Im Mittelpunkt stehen alltägliche Phänomene (wie z. B. geografische Koordinaten, Kompass, kürzeste Wege, Sonnenlauf, Zeit, Weltkarten), sodass Studierende im Sinne Freudenthals „nicht angewandte Mathematik lernen, sondern Mathematik anwenden lernen“. Reflexionen zur Modellierung sowie historische Aspekte runden die Betrachtungen ab. Die Theorie wird nur so weit entwickelt, wie es für diese Ziele erforderlich ist. Digitale Werkzeuge werden dort eingesetzt, wo es notwendig und sinnvoll erscheint. Jedes Kapitel bietet eine reichhaltige Aufgabensammlung.

In dieser Einführung in die Didaktik des Mathematikunterrichts der Primarstufe werden zunächst inhaltliche Grundlagen der drei Bereiche Arithmetik, Geometrie und Sachrechnen angesprochen. Zentrale Grundideen des Mathematiklernens wie etwa ein zeitgemäßes Verständnis von Lehren, Lernen und Üben, didaktische Prinzipien und allgemeine Ziele des Mathematikunterrichts werden dargestellt. Die Diskussion ausgewählter Aspekte der Organisation von Lernprozessen sowie klassischer Spannungsfelder des Mathematikunterrichts schließt sich an. Diese Aussagen sind in weiten Teilen auch auf die Sekundarstufe I übertragbar.Die vorliegende 4. Auflage wurde u. a. bezüglich der Bildungsstandards, einiger inhaltlicher Grundlagen und der Rolle von Lehrerinnen und Lehrern aktualisiert und in Teilen entsprechend neu strukturiert. Die Ausführungen werden durchgängig durch praxisnahe Beispiele aus Unterricht und Forschung konkretisiert. Dieser Band versteht sichals Arbeitsbuch: Hierzu sind Aufgaben für angehende Lehrerinnen und Lehrer sowie zahlreiche Literaturverweise gedacht.

Dieses Buch führt Studierende, Referendare und Lehrkräfte aller Schularten in die didaktischen und methodischen Grundlagen des Geometrieunterrichts der Sekundarstufe I ein und zeigt anhand zahlreicher unterrichtspraktischer Beispiele Möglichkeiten einer problemorientierten Unterrichtsgestaltung auf. Aufbauend auf den Bildungsstandards werden zum einen die wichtigen Aspekte Beweisen und Argumentieren, Konstruieren, Problemlösen sowie Begriffslernen und Begriffslehren behandelt. Zum anderen wird auf die zentralen Themenbereiche des Geometrieunterrichts eingegangen: Figuren und Körper, Flächeninhalt und Volumen, Symmetrie und Kongruenz, Ähnlichkeit und Trigonometrie. Der Einsatz des Computers ist in alle Kapitel integriert, ein Überblick über die Entwicklung zentraler Ideen in der Geometrie und im Geometrieunterricht rundet das Buch ab. In diese Neuauflage sind aktuelle Erweiterungen und Neuansätze integriert, insbesondere auch im Hinblick auf Fortentwicklung digitaler Medien.

Diese Einführung in die Elementare Zahlentheorie wendet sich an Studierende sowie an Lehrerinnen und Lehrer aller Schulformen mit dem Fach Mathematik. Sie ist eine grundlegend überarbeitete und aktualisierte Neuauflage des seit über 45 Jahren erprobten und weit verbreiteten Klassikers, erstmals nun von einem Autorenteam geschrieben. Folgende Punkte sind für diese Neuauflage charakteristisch:Das erste Kapitel ist ein umfangreicher Schnupperkurs, der sprachlich bewusst auf dem Niveau der Schule dargestellt ist und zur aktiven Auseinandersetzung mit der Zahlentheorie anregen möchte. Weit über 200 Aufgaben mit Lösungshinweisen ermöglichen eine selbstständige Erarbeitung vieler Fragestellungen.Grundlegende Begriffe werden in diesem Band sorgfältig erarbeitet.Eine Vielzahl an anschaulichen Beispielen dient der Motivierung oder Verdeutlichung von Sätzen und Definitionen.Die Verständlichkeit und gute Lesbarkeit steht bei allen Beweisen im Vordergrund.Aktuelle Internetadressen vermitteln Informationen über neueste Ergebnisse oder Direktzugriffe auf ergänzende Literatur. Auf der Grundlage der zuvor erarbeiteten Zahlentheorie steht in den Kapiteln 7 und 8 die Entwicklung eines tieferen fachlichen Hintergrundes zu zentralen Themen der SI und in den Kapiteln 9 und 10 ein Blick auf  aktuelle, vielseitige Anwendungen im Mittelpunkt.Das Buch endet mit einem Ausblick auf die Theorie der quadratischen Reste, den Ausgangspunkt der modernen Zahlentheorie.Die Auswahl der Inhalte erfolgt in diesem Band stets unter dem zentralen Gesichtspunkt, notwendiges mathematisches Hintergrundwissen für einen guten Mathematikunterricht bereitzustellen, um so zu einem fundierten Berufswissen der (zukünftigen) Lehrkräfte für Mathematik beizutragen.

Dieser Band thematisiert vielseitig und aspektreich das flexible Rechnen in der Grundschule. Die Notwendigkeit der Förderung flexibler Rechenkompetenzen im Mathematikunterricht der Grundschule ist unumstritten und über die Zielrichtung des Mathematiklernens besteht Konsens: Kinder sollen bei der Ablösung des zählenden Rechnens begleitet und zum flexiblen Rechnen herausgefordert werden. Was bedeutet dies aber konkret? Was verstehen wir unter flexiblem Rechnen und wie kann flexibles Rechnen im Sinne eines kumulativen Aufbaus über die gesamte Grundschulzeit bei Kindern mit verschiedenen Lernvoraussetzungen gefördert werden? Diesen Fragen wird im Buch nachgegangen: Im Vordergrund steht dabei das Ziel, die Thematik einerseits theoretisch detailliert aufzuarbeiten, andererseits sie im Hinblick auf Unterricht zu konkretisieren. Die theoretische Aufarbeitung beschäftigt sich zunächst mit dem Prozess des Rechnens und darauf aufbauend allgemein mit Überlegungen zum Rechnenlernen und zur Entwicklung von Flexibilität. Die unterrichtspraktischen Aktivitäten im Rahmen der Zahlenblickschulung beziehen sich vorwiegend auf die Klassen 1 bis 3, da der Schwerpunkt des flexiblen Rechnens im Bereich des Zahlenrechnens im Zahlenraum bis 1000 liegt. Zielgruppen dieses Buches sind sowohl Studierende, Referendare und Referendarinnen als auch Lehrerinnen und Lehrer der Primarstufe.

Die in diesem Buch dargestellten Anwendungen prägen den aktuellen Mathematikunterricht der Sekundarstufe. Didaktische Perspektiven zum Sachrechnen und das mathematische Modellieren sind eine wichtige Grundlage für die Lehrerbildung. Auch die aktuellen Bildungsstandards stellen prozessbezogene Kompetenzen wie das Modellieren in den Vordergrund. In diesem Lehrbuch lernen Sie aktuelle Sichtweisen auf Anwendungen im Mathematikunterricht vor dem Hintergrund des Sachrechnens und des mathematischen Modellierens kennen. Besonders ausführlich werden die vielfältigen Aufgabentypen eines anwendungsorientierten Mathematikunterrichts dargestellt und klassifiziert. Hier erhalten Sie auch viele Anregungen für den Unterricht. Einige typische Unterrichtsinhalte zu Anwendungen in der Sekundarstufe wie Zuordnungen von Größen und der Einsatz digitaler Werkzeuge runden den Band ab. Das Buch wendet sich an Lehramtsstudierende, Referendarinnen und Referendare sowie Lehrkräfte mit Mathematik als Fach.

In diesem Buch werden die elementaren Funktionen und ihre Eigenschaften anwendungsorientiert und mit vielen Beispielen behandelt. Anschaulichkeit und inhaltliches Argumentieren, das Verständnis von Zusammenhängen sowie außermathematische Anwendungen stehen im Vordergrund. Es werden durchgängig Querverbindungen zu schulischen Inhalten und mathematikdidaktischen Aspekten (wie dem funktionalen Denken) hergestellt. In einem zusätzlichen Kapitel 10 der zweiten Auflage wird ein Ausblick gegeben, wie sich das funktionale Denken im Kalkül der Analysis fortsetzt und wie auf diese Weise die elementare Behandlung von Funktionen deutlich erweitert wird.Das Buch überbrückt die Kluft zwischen Schul- und Hochschulmathematik einerseits sowie zwischen Fachwissenschaft und Fachdidaktik andererseits und schafft viele fruchtbare Anknüpfungspunkte. Es werden keine besonderen Kenntnisse vorausgesetzt, insbesondere kommt die Darstellung ohne Differential- und Integralrechnung aus.Das Buch richtet sich an Studierende der Mathematik für das Lehramt der Primar- und Sekundarstufe sowie an Studienreferendare und Lehrkräfte zur fachlichen Aus- und Fortbildung. Über 100 Abbildungen zeigen die Eigenschaften von Funktionen grafisch auf und schaffen die Verbindung zu typischen Anwendungskontexten. Mehr als 100 Aufgaben mit Lösungshinweisen liefern Angebote zum Verstehen und Weiterdenken der Inhalte.

In diesem Buch soll gezeigt werden, was Funktionen in der Mathematik und in Anwendungssituationen leisten können bzw. sollen. Funktionen haben bekanntlich viele Gesichter, und das Thema ist im schulischen Mathematikunterricht und auch in den Lehramtsstudiengängen prominent vertreten. Da ist es natürlich besonders wichtig, dass Studierende einen angemessenen Zugang zu diesem Thema bekommen, sodass sie einen solchen auch an ihre zukünftigen Schüler/innen weitergeben können.Im Buch werden viele praktische und fachwissenschaftliche Aspekte angesprochen und miteinander vernetzt (z. B. zur Geometrie und zur Stochastik), die u. E. zu einem tragfähigen Gesamtbild von „Elementaren Funktionen“ führen, wobei sich an manchen Stellen auch fachdidaktische Betrachtungen finden. Dabei sollen weder Realitätsbezüge noch innermathematische Zusammenhänge und Begründungen zu kurz kommen. Dem nicht ganz leichten Ziel, Verständlichkeit und mathematische Exaktheit miteinander zu verbinden, wollenwir mit diesem Buch ein Stück näher kommen. Zahlreiche Aufgaben (teilweise mit Lösungshinweisen) runden jedes Kapitel ab und sollen Leser/innen zum Üben, Verstehen und Weiterdenken anregen.

Erforderliches mathematisches Hintergrundwissen für den Arithmetikunterricht in der Primarstufe und Sekundarstufe so praxisnah wie möglich und theoretisch fundiert wie nötig aufzubereiten, ist ein wichtiges Anliegen dieses Bandes. Die gezielte Verwendung beispielgebundener Beweisstrategien, die später in ähnlicher Form auch in der eigenen Unterrichtspraxis eingesetzt werden können, ist hierbei hilfreich. Aber auch die Fülle anschaulicher Beispiele und die große Anzahl von Übungsaufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades tragen zur eigenaktiven Auseinandersetzung mit dem Stoff und zu einem besseren Verständnis bei. Bewusst argumentieren wir in diesem Band auf verschiedenen Niveaus, die von den schon erwähnten beispielgebundenen Beweisstrategien bis hin zu formalen Beweisen reichen. So sind beim Beweisen eine gute Abstufung im Schwierigkeitsgrad und eine wechselseitige Stützung bei der Argumentation möglich. Auch die Verzahnung mathematischer Inhalte (Arithmetik) und mathematikdidaktischer Fragestellungen (Didaktik der Arithmetik) ist für uns zentral. Diesem Ziel dient auch der Einsatz ausgewählter Abbildungen aus aktuellen Schulbuchwerken. Den Studierenden wird so der Zugang zur Arithmetik erleichtert und sie werden zugleich stärker motiviert.

Der Band wendet sich vor allem an Mathematik-Lehrkräfte, aber auch an Lehramts-Studierende und Referendare sowie Fachdidaktiker für die Primarstufe. Er ist praxisnah und gut lesbar geschrieben und enthält auf der Grundlage eines spiralförmig aufgebauten Curriculums zahlreiche erprobte Unterrichtsvorschläge für den Anfangsunterricht und den weiterführenden Unterricht.Theoretische Grundlage des Buches ist eine Prozessbetrachtung stochastischer Situationen, die eine enge Verbindung der Arbeit mit Daten und des Umgangs mit Wahrscheinlichkeiten ermöglicht. Ausgewählte fachliche Grundlagen und theoretische Aspekte wichtiger Begriffe und Methoden werden in einem gesonderten Kapitel in verständlicher und beispielgebundener Weise dargestellt. Das Grundkonzept der Unterrichtsvorschläge ist mit dem Lehrbuch zur Didaktik der Stochastik in der Sekundarstufe I von Krüger, Sill und Sikora in derselben Reihe abgestimmt. Dadurch entsteht ein einheitliches Konzept für den Stochastikunterricht für die Klassen 1-10.

Schon länger ist bekannt, dass auch die Entwicklung begabter Kinder und Jugendlicher nicht von allein verläuft, sondern vielfältiger Unterstützung vor allem durch Elternhaus und Schule bedarf. Die Förderung interessierter und begabter Mädchen und Jungen ist deshalb eine wichtige Aufgabe der Schule vom ersten Schultag an. Dies gilt selbstverständlich auch für die Mathematik. Mit dem geplanten Buch sollen  aktuelle theoretische Grundlagen zum Themenkreis „mathematische Begabung“ zur Verfügung gestellt werden. Diese umfassen zunächst eine Einführung in Theorien und Modelle zum (allgemeinen) Begabungsbegriff und Beziehungen zum Kon­strukt „Intelligenz“. Schwerpunkt sind  Konzepte zum Konstrukt „mathematische Begabung“ in Grundschule und Sekundarstufe I. Wichtig ist den Autoren, dass Begabungsmerkmale dabei an geeigneten mathematischen Problemstellungen (die Leserinnen und Leser zunächst auch selbst bearbeiten können) und authentischen Schülerprodukten erläutert werden. Außerdem werden auch Facetten wie „neurowissenschaftliche Grundlagen mathematischer Begabung“ oder „mathematisch begabte Mädchen“ beleuchtet.​

Das komplexe Bedingungsgefüge für das kindliche Lernen von Mathematik zu kennen und dieses Wissen in konkreten Unterrichtssituationen adäquat zu nutzen, ist zweifellos ein sehr hoher Anspruch für jede Lehrperson. Hiervon ausgehend besteht das Hauptanliegen des vorliegenden Buches darin, interessierten Studierenden, Lehrerinnen und Lehrern auf der Basis des gegenwärtigen Wissensstandes einen Überblick über wesentliche inhaltliche Aspekte und Zusammenhänge beim Planen, Organisieren, Begleiten und Analysieren kindlichen Lernens von Mathematik zu geben. Konkrete Unterrichts- bzw. Lernbeispiele dienen der „Verlebendigung“ theoretischer Positionen. Fragen am Ende jedes Kapitels können zum vertiefenden Nach- und Weiterdenken sowie zum Entwickeln eigener Positionen anregen.In der  Neuauflage gibt es ein neues Kapitel zur inklusiven Bildung im Mathematikunterricht. Das Kapitel zur Rechenschwäche wird gründlich überarbeitet. In das Kapitel zur Gestaltung des Anfangsunterrichts werdenneue Erkenntnisse aus einem BMBF-Projekt einfließen, an dem beide Autoren beteiligt sind. In einige Kapitel werden außerdem Bezüge zur Bedeutung der  Sprache im Mathematikunterricht  eingearbeitet. Alle Kapitel werden korrigiert und auf den neuesten Stand bezüglich aktueller Erkenntnisse und Literaturquellen gebracht.

Aufbauend auf ihrem Band „Einführung in die Arithmetik“ vertiefen die Autoren hier elementares mathematisches Hintergrundwissen zur Arithmetik und Zahlentheorie für Lehramtsstudierende der Primar- und Sekundarstufe. Themen des Buches sind spannende zahlentheoretische Problemstellungen als Einstieg, Teiler/Vielfache/Reste, Primzahlen unter vielen faszinierenden Aspekten und speziell als Bausteine der natürlichen Zahlen, größter gemeinsamer Teiler und kleinstes gemeinsames Vielfaches, Teilbarkeitsregeln im Dezimalsystem und in anderen Stellenwertsystemen, Dezimalbrüche, Restklassenmengen, grundlegende algebraische Strukturen sowie praktische Anwendungen (Prüfziffernverfahren). Wie schon der Band „Einführung in die Arithmetik“ zeichnet sich auch dieses Buch durch eine sorgfältige Erarbeitung grundlegender Begriffe, eine ausführliche Darstellung der Beweise, den Einsatz verschiedener Begründungsniveaus und eine reiche Auswahl an Übungsaufgaben aus. Den Studierenden wird so der Zugang zur Arithmetik und Zahlentheorie erleichtert und sie werden zugleich stärker für eine selbstständige Auseinandersetzung mit den Inhalten motiviert. Für eine tiefergehende Beschäftigung mit Inhalten der Zahlentheorie haben die Autoren den Band „Elementare Zahlentheorie“ geschrieben.Diese Neuauflage basiert auf der gründlichen Überarbeitung des Bandes „Vertiefung Mathematik Primarstufe – Arithmetik/Zahlentheorie“ und enthält zusätzlich ein neues Kapitel über schriftliche Rechenverfahren im Dezimalsystem und in nichtdezimalen Stellenwertsystemen. ZielgruppeStudierende des Lehramts der Primarstufe und SekundarstufeLehrer(innen), die das erforderliche Hintergrundwissen für ihren Arithmetikunterricht vertiefen wollenLehrerfortbildung

Das Buch widmet sich grundlegenden Fragen zu mathematischer Begabung mit Fokus auf Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufen I und II. Der Begabungsbegriff wird perspektivenreich mit Bezug zum Fach Mathematik beleuchtet. Es werden praxiserprobte Konzepte zur Diagnostik mathematischer Begabung und zur Förderung mathematisch besonders begabter Schülerinnen und Schüler vorgestellt. Dabei steht insbesondere der reguläre, alltägliche Mathematikunterricht im Blickfeld. Er wird als primärer Ort für Begabungsförderung gesehen. Zudem werden Anregungen gegeben, wie an Schulen Mathematikunterricht systematisch hin zu bewusst begabungsförderndem Unterricht weiterentwickelt werden kann. Damit richtet sich das Buch an Lehramtsstudierende des Faches Mathematik, Lehrende an Hochschulen im Bereich Mathematikdidaktik sowie Mathematiklehrkräfte an Schulen der Sekundarstufen.

Es gibt zahlreiche wissenschaftliche Studien, die zeigen, wie wichtig frühe mathematische Kenntnisse für den späteren Lernerfolg sind. Der mathematische Anfangsunterricht hat deshalb richtungweisende Bedeutung. Für eine gelingende mathematische Lernentwicklung der Kinder ist es wichtig, die individuellen Kenntnisse und Fähigkeiten der Kinder zu kennen, um daran anknüpfen zu können. Dieses Buch widmet sich deshalb zunächst der Entwicklung des mathematischen Verständnisses in den ersten Lebensjahren bis zum Schuleintritt und geht auf Möglichkeiten mathematischer Förderung in Kindertagesstätten ein. Auf fachdidaktischer und lerntheoretischer Basis werden die Inhalte des Anfangsunterrichts in der Schule – Zahlbegriffserwerb, elementares Rechnen, geometrische Fragestellungen sowie Größen und Sachrechnen – ausführlich beschrieben und in praktischen Beispielen konkretisiert. Schwerpunkte sind dabei die Arbeit mit geeigneten Arbeitsmitteln und mit digitalen Medien. Im Fokus derunterrichtlichen Arbeit stehen Kinder mit verschiedenen Voraussetzungen und Fähigkeiten. Deshalb werden auch spezielle Zielgruppen wie Kinder mit Schwierigkeiten beim Mathematiklernen oder mit besonderen Begabungen berücksichtigt. In dieser 4. Auflage sind neben etlichen Farbabbildungen und kleineren inhaltlichen Änderungen auch Abschnitte zu elektronischen Arbeitsmitteln hinzugekommen. Hier liegt der Fokus auf Potenzial und Einsatzmöglichkeiten von Tablets und interaktiven Whiteboards, wobei auch erste Erfahrungen bei ihrem Einsatz im mathematischen Anfangsunterricht diskutiert werden.

„Algebra und Funktionen hatte ich ja schon in der Schule, aber was muss man dazu als Lehrkraft wissen?“ – Im Kontext der Lehramtsausbildung ist es notwendig diese „elementaren“ Inhalte der Sekundarstufe I tiefer zu durchdringen, sicher zu beherrschen und das für das Lehren und Lernen relevante fachdidaktische Wissen zu entwickeln. Hierzu bietet das Buch Unterstützung und das nötige Hintergrundwissen.Das Werk knüpft dabei an die Erfahrungen der Leserschaft an, ermöglicht eigene Erkundungen sowie vielfältiges Üben, verbindet verschiedene Wege und Darstellungen systematisch miteinander und erlaubt dadurch eine gesamtheitliche Verstehensorientierung. Gleichzeitig wird ein vernetzender, allgemeinerer Blick „von oben“ angeregt, indem Funktionstypen verglichen und übergreifende fachliche und fachdidaktische Konzepte wie das Verknüpfen von Funktionen, das Modellieren mit und Grundvorstellungen von Funktionen herausgearbeitet werden, die es ermöglichen die Inhalte tiefer zu durchdringen und zu reflektieren. Abgerundet wird das Angebot durch Checklisten, ausführliche Lösungen zu den Übungsaufgaben und digitale Applets auf der Internetseite zum Buch, die ein erfolgreiches Arbeiten mit den Inhalten unterstützen.Entsprechende Inhalte finden Sie auf der Website zum Buch algebra-und-funktionen.de.Das Buch richtet sich an Lehramtsstudierende, berufserfahrene Mathematiklehrkräfte und solche im Vorbereitungsdienst, aber insbesondere auch an Fachfremde und Lehrkräfte im Seiteneinstieg.