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Mathematische Methoden der Technischen Mechanik: Für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Springer-Lehrbuch)
by Jörg Wauer Michael Riemer Walter Wedig Wolfgang SeemannDieses Lehrbuch bringt eine kompakte Darstellung der mathematischen Methoden, die für die Festkörpermechanik bedeutsam und wichtig sind, u. a. Matrizenrechnung, Theorie linearer Differenzialgleichungen mit Distributionstheorie sowie Variationsrechnung und analytische Mechanik. Ziel ist eine Verständnisbrücke zwischen mathematischer und ingenieurmäßiger Vorgehensweise zu schlagen. Somit ist es für angewandte Mathematiker wie auch Ingenieure gleichermaßen hilfreich und sowohl im Studium als auch im Beruf von Nutzen. In der aktuellen Auflage wurden in jedem Kapitel Aufgaben mit vollständigen Lösungen sowie Abschnitte zur Numerischen Integration und zu Formelmanipulationsprogrammen ergänzt.
Mathematische Methoden der Theoretischen Physik | 1: Gewöhnliche Differentialgleichungen – Fourieranalysis - Vektoranalysis
by Gebhard GrüblDas vorliegende Buch behandelt die wichtigsten mathematischen Themen der Vorlesungen über Theoretische Physik. Es ergänzt damit die mathematischen Grundlagen, die Studierende der Physik im Rahmen der Vorlesungen über Analysis und Lineare Algebra vermittelt bekommen. Der Autor verzichtet dabei zwar vielfach auf ausführliche Beweise, nicht aber auf eine präzise Formulierung der Sachverhalte. Zahlreiche physikalische Beispiele sollen ein gründliches Verständnis der mathematischen Zusammenhänge befördern und deren Bedeutung für unser Naturverständnis erschließen. Eine Sammlung von Aufgaben am Ende des jeweiligen Kapitels bietet den Leserinnen und Lesern Gelegenheit zur Übung. Der Inhalt dieses Teils deckt die gewöhnlichen Differentialgleichungen, Fourieranalysis und koordinatenfreie Differentialrechnung in Vektorräumen ab und begleitet mathematisch so die Theorievorlesungen zur Mechanik und Elektrodynamik. Das Buch bietet dabei nicht nur die notwendigen Grundlagen, sondern auch vertiefende Themen, die über den regulären Kanon hinausgehen oder eine konkrete Anwendung des Behandelten aufzeigen. Für eine effiziente Verwendung sind diese Kapitel klar mit einem Stern gekennzeichnet und können damit beim ersten Lesen übersprungen werden. Somit kann dieses Werk begleitend zu den Vorlesungen eingesetzt werden, aber auch darüber hinaus zur eigenständigen Verfestigung quer über verschiedene Themenbereiche hinweg anleiten.
Mathematische Modellbildung im Sport: Beispiele für die Sekundarstufen und das Studium (Mathematik Primarstufe und Sekundarstufe I + II)
by Thomas BardyDieses Buch entwickelt mathematische Modelle zu zahlreichen bekannten Sportdisziplinen, die olympisch und im deutschsprachigen Raum weit verbreitet sind – z. B. Badminton, Basketball, Fußball, Sprung- und Wurfdisziplinen, Mehrkämpfe in der Leichtathletik, Rennradsport, Rudern, Segeln, Abfahrtsskilauf, Skispringen, Tennis, Tischtennis und Volleyball. Das Buch wendet sich vor allem an Studierende, Lehramtsanwärter(innen) und Lehrpersonen des Fachs Mathematik für die Sekundarstufe I bzw. II sowie an Dozent(inn)en der Mathematik bzw. der Sportwissenschaften. Bei einigen Sportarten werden sowohl für die Sekundarstufen als auch für das Studium unterschiedliche mathematische Modelle präsentiert, die den jeweiligen Vorkenntnissen angepasst sind. Die erforderlichen physikalischen und mathematischen Voraussetzungen sind zu Beginn eines jeden Abschnitts zusammengestellt.
Mathematische Modellbildung und Simulation
by Kai Velten Marco GüntherDiese für Studierende ebenso wie für Wissenschaftler,Ingenieure und Praktiker geeignete Einführung in mathematischeModellbildung und Simulation setzt nur einfache Grundkenntnisse inAnalysis und linearer Algebra voraus - alle weiteren Konzeptewerden im Buch entwickelt. Die Leserinnen und Leser lernen auf derGrundlage einer Vielzahl detailliert besprochener Beispiele ausunterschiedlichsten Gebieten (Biologie, Ökologie,Ökonomie, Medizin, Landwirtschaft, Chemie, Maschinenbau,Elektrotechnik, Prozesstechnik usw.), sich kritisch mitmathematischen Modellen auseinanderzusetzen und anspruchsvollemathematische Modelle selbst zu formulieren und zu implementieren.Das Themenspektrum reicht von statistischen Modellen bis zurMehrphasen-Strömungsdynamik in 3D. Für alle imBuchbesprochenenModellklassen wird geeignete kostenloseOpen-Source-Software zur Verfügung gestellt. Grundlage ist daseigens für dieses Buch entwickelte ComputerbetriebssystemGm.Linux ("Geisenheim-Linux"), das ohne Installationsaufwand auchz.B. auf Windows-Rechnern genutzt werden kann. EinReferenzkartensystem zu Gm.Linux mit einfachenSchritt-für-Schritt-Anleitungen ermöglicht es, auchkomplexe statistische Berechnungen oder3D-Strömungssimulationen in kurzer Zeit zu realisieren.AlleimBuch beschriebenen Verfahren beziehen sich auf Gm.Linux 2.0 (unddie darin fixierten Versionen aller Anwendungsprogramme) und sinddamit unabhängig von Softwareaktualisierungen langfristigfunktionstüchtig.
Mathematische Modellierung mit MATLAB® und Octave: Eine praxisorientierte Einführung
by Frank Haußer Yuri LuchkoDieses Lehrbuch beinhaltet eine Einführung in die vielfältige und faszinierende Welt der mathematischen Modellierung und eignet sich ideal für alle, die auf diesem Gebiet noch keine großen Erfahrungen sammeln konnten. Insbesondere wurde dabei an die Studierenden im Bachelor-Studium gedacht, die beim Durcharbeiten des Buchs das nötige Rüstzeug bekommen, um sich selbstständig an die mathematische Modellierung von realen Anwendungen zu wagen und die in der Spezialliteratur beschriebenen Modelle kreativ anzupassen und einzusetzen.Während der erste Teil des Buchs sich der Methodik des Modellierens und den Aktivitäten im Modellierungszyklus widmet, hält der zweite Teil einen Werkzeugkasten für die einzelnen Modellierungsschritte parat. Die dritte Säule des Buchs bilden einige Fallstudien, die nach der vorgestellten Methodik und mit den Techniken aus dem Werkzeugkasten bearbeitet werden. Das Modellieren beschränkt sich dabei nicht – und das ist das Besondere an diesem Buch – auf die Modellentwürfe, sondern beinhaltet auch ihre Analyse, numerische Behandlung, Implementierung von Algorithmen, Rechnungen, Visualisierung und Analyse der Ergebnisse. Für die Implementierung der Berechnungen und die Visualisierung der Ergebnisse wird dabei das Softwarepaket MATLAB® eingesetzt, alle Beispiele sind jedoch ebenso in Octave lauffähig.Die vorliegende zweite Auflage wurde in einigen Teilen wesentlich erweitert, um die Bedeutung der mathematischen Modellierung in aktuellen Anwendungen noch deutlicher zu machen. Insbesondere werden jetzt auch wichtige Modellansätze aus dem Bereich des maschinellen Lernens vorgestellt und eine neue Fallstudie über Computertomographie behandelt die Modellierung von inversen schlecht gestellten Problemen.
Mathematische Modellierung: Wie funktioniert sie und was kann sie? (essentials)
by Martin JanßenMathematische Modellierung (MM) dient als Planungswerkzeug für Entscheidungen, von denen wir alle zunehmend betroffen sind. Über das Vorgehen und die Aussagekraft von MM ist daher ein grundlegendes Verständnis auch ohne akademische Vorbildung wünschenswert. MM benötigt zwei wesentliche Elemente: Das Auffinden relevanter Einflussgrößen und das Auffinden einer kleinschrittigen Regel, die den Ablauf von Szenarien schrittweise erfasst. Im Text werden prototypische Modelle vorgestellt, die weite Anwendungsbereiche haben. Die Grenzen vom MM ergeben sich aus unvermeidbaren Beschränkungen in der Genauigkeit und sie führen zu einer Verzweigung von Modellen in vernetzte Modellsysteme.
Mathematische Optimierung: Eine Einführung in die kontinuierliche Optimierung mit Beispielen (essentials)
by Martin PieperDas essential gibt Bachelor- und Masterstudierenden der Ingenieur- und Naturwissenschaften sowie der Wirtschaftswissenschaften eine kurze, anschauliche Einf#65533;hrung in die mathematische Optimierung. Anhand zahlreicher Beispiele werden die Grundbegriffe und Kernaussagen der kontinuierlichen Optimierung erl#65533;utert und angewendet. Es werden sowohl Optimierungsprobleme mit und ohne Nebenbedingungen als auch mehrkriterielle Probleme mit mehr als einer Zielfunktion behandelt.
Mathematische Rätsel, Knobelaufgaben und Spiele: 101 Herausforderungen aus Arithmetik, Geometrie und Stochastik
by Heinz Klaus StrickDieses Buch richtet sich an alle, die Freude haben am Lösen mathematischer Probleme und die etwas Geduld und Ausdauer dafür mitbringen. Es ist sehr vielseitig einsetzbar – in der Freizeit, im Schulunterricht, im Rahmen der Begabtenförderung und in AGs. Die überwiegend mehrschrittigen Aufgaben können unabhängig voneinander bearbeitet werden. Die bunte Mischung macht Lust darauf, einfach „loszulegen“: Zugänge finden, Ideen entwickeln und Lösungsansätze ausprobieren. Konkret geht es beispielsweise um Fragen wie: Wie können LEGO-Mauern stabil gebaut werden? Welche falsch gekürzten Brüche sind trotzdem richtig? Wieso können quadratische Gleichungen auch mehr als zwei Lösungen haben? Wie passen regelmäßige Vielecke ineinander? Wie findet man faire Regeln für Würfelspiele? Die Aufgaben im ersten Teil sind mit elementaren mathematischen Methoden lösbar, also bereits für Grundschule und Unterstufe geeignet. Für die Probleme des zweiten Teils werden Kenntnisse der Mittelstufe vorausgesetzt, für die des dritten Teils teilweise auch Methoden, die erst in der Oberstufe vermittelt werden. An manchen Fragestellungen des vierten Teils dürften selbst erfahrene Mathematiker zu knobeln haben. Daher werden ausführliche Lösungen sowie Hinweise auf alternative Lösungswege bereitgestellt – sie machen etwa drei Viertel des Buchumfangs aus. Für einige Aufgaben sind außerdem Kopiervorlagen online abrufbar.
Mathematische Statistik
by Dieter Rasch Dieter Schott"Mathematische Statistik" hat wegen des großen Anwendungsbedarfes stetig an Attraktivität gewonnen - und auch theoretisch sind neue Ansätze entwickelt worden. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Versuchsplanung, die häufig gegenüber der Auswertung vernachlässigt wird. Unter konsequenter Berücksichtigung der Entwicklungen der letzten Jahrzehnte ist ein neues Buch entstanden. Kenntnisse in der Maßtheorie und der Wahrscheinlichkeitsrechnung sind hilfreich, aber nicht notwendig, da die Autoren die Materie leicht verständlich beschrieben haben. Ein Schwerpunkt liegt auf der Versuchsplanung, die zu oft vernachlässigt wird und oft neben der Auswertung benachteiligt ist. Konsequenterweise nimmt in diesem Buch die Planung des Stichprobenumfangs und die Beschreibung von Versuchsanlagen einen großen Raum ein - immer eingebettet in die passenden Auswertungsverfahren wie die Varianz- und Regressionsanalyse. Ein Muss für alle Natur- und Ingenieurwissenschaftler, die empirisch arbeiten und daneben auch an der Begründung der Methoden interessiert sind.
Mathematische Strukturen: Von der linearen Algebra über Ringen zur Geometrie mit Garben
by Joachim HilgertDieses Buch richtet sich an Studierende der Mathematik, die die Anfängervorlesungen in Analysis und Linearer Algebra gemeistert haben. Es ist gedacht als Orientierungshilfe für die Vielzahl an spezialisierten Fachveranstaltungen in den mittleren und höheren Semestern. Ein wichtiges Anliegen ist die Darstellung von Vergleichsmöglichkeiten und Ähnlichkeiten zwischen mathematischen Disziplinen. Das organisierende Prinzip ist der Begriff der mathematischen Struktur, der sich durch alle Teilgebiete der Mathematik zieht. Die Inhalte, an denen die verschiedenen Typen von Strukturen exemplarisch erläutert werden, decken curriculare Anforderungen insbesondere aus der Algebra und der Geometrie (differentiell und algebraisch) ab. Die Diskussion von Vergleichsmöglichkeiten enthält aber auch Einführungen in die Kategorientheorie und die Garbentheorie, deren Bedeutung in der modernen Mathematik eine stärkere Verankerung in den Curricula nahelegt. Das Buch eignet sichinsbesondere auch zum Nachschlagen der dargestellten Strukturen.Die vorliegende 2. Auflage ist vollständig durchgesehen und um ein Kapitel zu Mannigfaltigkeiten mit Strukturen wie komplex, symplektisch, affin etc. erweitert.
Mathematische Weltbilder weiter denken: Empirische Untersuchung des Mathematikbildes von Lehramtsstudierenden am Übergang Schule–Hochschule sowie dessen Veränderungen durch eine hochschuldidaktische Mathematikvorlesung
by Benedikt WeygandtIn dieser Studie wird untersucht, mit welchem schulisch geprägten Mathematikbild Studierende an die Universität kommen und wie sich dieses durch die Begegnung mit der universitären Mathematik verändert. Zugleich wird die Wirksamkeit einer neu konzipierten hochschulmathematikdidaktischen Vorlesung auf die mathematischen Weltbilder der Lehramtsstudierenden untersucht. Mathematische Weltbilder weiter zu denken ist hierfür gleichermaßen Anspruch wie Aufforderung: Mithilfe der entwickelten Skalen ist eine breitere Erfassung von Einstellungen gegenüber Mathematik möglich, sodass diese nun weiter gedacht werden können als zuvor. Es wird gezeigt, dass sich Einstellungen zur Mathematik durch entsprechend gestaltete, fachmathematische Lehrveranstaltungen gezielt adressieren lassen. Dies ermöglicht es, die Lehramtsausbildung mit Blick auf die Zukunft weiterzudenken: Lehrkräfte sind gesellschaftliche Botschafter*innen für Mathematik und müssen über ein tragfähiges und facettenreiches Mathematikbild verfügen, um in einem modernen, kompetenzorientierten Unterricht die Relevanz der Mathematik und ihre Bedeutung als Kulturgut und Schlüsseltechnologie vermitteln zu können.
Mathematische Überraschungen
by Mordechai Ben-AriDieses Buch ist Open-Access und bietet viele mathematische Überraschungen. Es gibt viele faszinierende Ergebnisse, die nicht in Lehrbüchern erscheinen, obwohl sie mit guten Kenntnissen der Sekundarschulmathematik zugänglich sind. Dieses Buch stellt eine Auswahl dieser Ergebnisse vor, darunter die mathematische Formalisierung von Origami, Konstruktionen mit Lineal und Zirkel (und anderen Instrumenten), die Fünf- und Sechs-Farben-Theoreme, eine Kostprobe der Ramsey-Theorie und wenig bekannte Theoreme, die durch mathematische Induktion bewiesen werden. Zu den überraschendsten Theoremen gehören das Mohr-Mascheroni-Theorem, das besagt, dass alle klassischen Konstruktionen die mit Lineal und Zirkel ausgeführt werden können, tatsächlich sogar nur mit einem Zirkel ausgeführt werden können, und das Steinersche Theorem, das besagt, dass ein Lineal allein ausreicht, wenn ein einziger Kreis gegeben ist. Der Höhepunkt des Buches ist eine detaillierte Darstellung des rein algebraischen Beweises von Gauß, dass ein regelmäßiges Heptadekagon (ein regelmäßiges Polygon mit siebzehn Seiten) mit Lineal und Zirkel konstruiert werden kann. Obwohl die in diesem Buch verwendete Mathematik elementar ist (euklidische und analytische Geometrie, Algebra, Trigonometrie), werden Schüler und Studenten an weiterführenden Schulen und Hochschulen, Lehrer und andere interessierte Leser gerne die Gelegenheit nutzen, sich der Herausforderung zu stellen, diese überraschenden Theoreme zu verstehen.
Mathematischer Einführungskurs für die Physik
by Siegfried GroßmannStudierende, die ein Physikstudium aufnehmen, brauchen zu Beginn vor allem eines: mathematische Grundkenntnisse. Da es sich hierbei zunächst um einen relativ beschränkten und charakteristischen Ausschnitt aus der Mathematik handelt, werden die benötigten Kompetenzen vor allem im Rahmen von Tutorien oder Arbeitsgruppen vermittelt. Dieser Einführungskurs soll Studierenden im ersten Semester helfen, die Inhalte dieser Veranstaltungen zu vertiefen und möglichst rechtzeitig die Fähigkeiten zu erwerben, die ein erfolgreiches Physikstudium garantieren.
Mathematisches Argumentieren im Analysisunterricht: Explorative Studien zu Herausforderungen und Lösungsansätzen aus der Perspektive von Lehrkräften (Studien zur theoretischen und empirischen Forschung in der Mathematikdidaktik)
by Sabrina BerschSabrina Bersch untersucht in zwei aufeinander aufbauenden qualitativen Studien das mathematische Argumentieren im Analysisunterricht aus der Perspektive von Lehrkräften. Zunächst werden die Begriffe Argumentieren, Begründen und Beweisen geklärt und in einem Modell zueinander in Beziehung gesetzt. Das mathematische Argumentieren wird dabei im weiten Sinne als Oberbegriff verstanden. Die erste Interviewstudie thematisiert unter anderem die aktuelle Situation des mathematischen Argumentierens im Analysisunterricht. Es zeigt sich insbesondere, dass die Heterogenität von Lerngruppen sowie sprachliche Schwierigkeiten von Schülerinnen und Schülern zentrale Herausforderungen für Lehrkräfte sind. Als Reaktion darauf werden weitere theoretische Grundlagen geklärt und eine differenzierende, aufgabenbasierte Lernumgebung mit sprachförderlichen Elementen zum Argumentieren mit ganzrationalen Funktionen ausgearbeitet. Hierfür werden verschiedene Aufgaben, Lösungsbeispiele und Formulierungshilfen entwickelt. Der unterrichtliche Einsatz dieser Lernumgebung durch Lehrkräfte wird mit einer anschließenden, zweiten Studie evaluiert.
Mathematisches Argumentieren im Übergang von der Arithmetik zur Algebra: Eine qualitative Studie von Lehrkrafthandlungen im Mathematikunterricht (Perspektiven der Mathematikdidaktik)
by Fiene BredowArgumentieren ist wichtig für das Lernen von Mathematik. Lehrkräfte tragen entscheidend dazu bei, ob und wie Argumentationen im Mathematikunterricht gelingen. Welche Rolle die Lehrkraft beim mathematischen Argumentieren im Übergang von der Arithmetik zur Algebra spielt, arbeitet Fiene Bredow in dieser Studie heraus. Dazu werden Unterrichtssituationen im Übergang von der Arithmetik zur Algebra erhoben und die stattfindenden Argumentationsprozesse und die hervorgebrachten mathematischen Argumente mit einem Fokus auf die Lehrkraft analysiert. Angelehnt an Conner et al. (2014) werden Unterstützungshandlungen von Lehrkräften kodiert und weitere Lehrkrafthandlungen induktiv rekonstruiert. Ein Kategoriensystem zu Lehrkrafthandlungen bei Argumentationen im Mathematikunterricht wird entwickelt. Als ein entscheidender fachlicher Aspekt im Übergang von der Arithmetik zur Algebra wird die Prozess-Produkt Dualität von mathematischen Objekten beim Argumentieren betrachtet und herausgearbeitet, wie Lehrkräfte die Deutungen ihrer Schüler:innen adressieren. Diese Studie zeigt, dass mathematische Argumentationsprozesse vielschichtig, komplex und auch fragil sind.
Mathematisches Modellieren in einer digitalen Lernumgebung: Konzeption und Evaluation auf der Basis computergenerierter Prozessdaten (Studien zur theoretischen und empirischen Forschung in der Mathematikdidaktik)
by Lena FrenkenLena Frenken untersucht in der Studie, welche im Rahmen des eigens initiierten Projekts Modi – Modellieren digital durchgeführt wurde, die Auswirkungen einer digitalen Lernumgebung zum mathematischen Modellieren mit metakognitiven Wissenselementen. Dabei stehen die Kompetenzentwicklung des mathematischen Modellierens sowie die Entwicklung des metakognitiven Wissens über mathematisches Modellieren im Fokus der Analysen. Mithilfe der Item Response Theory werden Personenfähigkeitsparameter ermittelt, die hinzugezogen werden können, um bivariate sowie multivariate Analysen durchzuführen. Außerdem werden explorative Regressionsanalysen beschrieben, mit deren Hilfe Prädiktoren für die Entwicklung der Teilkompetenzen mit aus den computergenerierten Prozessdaten extrahierten Variablen ermittelt werden. Es zeigt sich, dass für den Kompetenzerwerb selbstregulative sowie sprachliche Fähigkeiten und die Sicherheit im Umgang mit einer eingebetteten Dynamischen Geometriesoftware äußerst relevant sind. Daraus können Konsequenzen für weitere Forschungsprojekte sowie für die Schulpraxis hergeleitet werden, die von hoher Relevanz sind.
Mathematisches Modellieren mit digitalen Werkzeugen in der Lehrkräftebildung: Konzeption und Evaluation eines Lehr-Lern-Laborseminars (Studien zur theoretischen und empirischen Forschung in der Mathematikdidaktik)
by Jascha QuarderDie vorliegende Arbeit stellt die Konzeption und Evaluation des Lehr-Lern-Laborseminars MiRA-digital zum mathematischen Modellieren mit digitalen Werkzeugen dar. MiRA-digital wird als fachdidaktisches Seminar im Rahmen der ersten Phase der Lehrkräftebildung an der Universität Münster angeboten. Das Seminar zeichnet sich durch eine Theorie-Praxis-Verzahnung sowie komplexitätsreduzierte Rahmenbedingungen aus und zielt darauf ab, Mathematiklehramtsstudierende bereichsspezifisch (d.h. für den Unterrichtsbereich des mathematischen Modellierens mit digitalen Werkzeugen) zu professionalisieren. Die Evaluation des Seminars bezieht sich auf die Wirksamkeit dieser Professionalisierung und erfolgt mittels einer quantitativen quasi-experimentellen Interventionsstudie im Prä-Post-Design. Mit Fokus auf das bereichsspezifische Aufgabenwissen und das bereichsspezifische adaptive Interventionswissen wurden Daten von N = 165 Studierenden über vier Semester erhoben und kumulativ ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Entwicklung der beiden bereichsspezifischen Wissensarten positiv und signifikant durch die Teilnahme am Seminar MiRA-digital beeinflusst wird. In einem Lehr-Lern-Laborseminar zum mathematischen Modellieren ohne digitale Werkzeuge und einer Kontrollgruppe konnte hingegen keine umfassende signifikante Entwicklung dieser Wissensarten festgestellt werden. Damit wird die Wirksamkeit des Lehr-Lern-Laborseminars MiRA-digital bestätigt.
Mathematisches Modellieren: als fachlicher Hintergrund für die Sekundarstufe I +II (Mathematik Primarstufe und Sekundarstufe I + II)
by Sebastian BauerDas Buch richtet sich an Studierende und Lehrende des Lehramts der Sekundarstufe sowie an Lehrerinnen und Lehrer der Sekundarstufe. Es baut auf Grundkenntnissen in der Analysis und der Linearen Algebra, wie sie gewöhnlich in den ersten Semestern des Studiengangs erworben werden, auf und knüpft an typische Modellierungsaufgaben aus der Schulpraxis an. Hierbei werden besonders bedeutende, historisch interessante oder ästhetisch ansprechende mathematische Modelle unterschiedlicher Bezugswissenschaften zusammen mit der dafür benötigten mathematischen Theorie entwickelt und dargestellt. Dabei erfolgt die nötige Theorieentwicklung immer in enger Verzahnung mit den betrachteten mathematischen Modellen. Typische Vorgehensweisen des Modellierens, wie Dimensionsanalysen, Vereinfachung durch Linearisierung, Isolierung verschiedener Effekte und Vernachlässigung kleiner Effekte, werden im Verlauf der Darstellung immer wieder aufgegriffen. Auf diese Weise ermöglicht das Werk Lehrkräften einen fachlich „höheren Standpunkt“ zu den schulischen Möglichkeiten und Anforderungen des Mathematischen Modellierens.
Mathematisches Problemlösen in der Studieneingangsphase: Untersuchung von Bearbeitungsprozessen typischer Übungsaufgaben und zyklische Entwicklung einer Fördermaßnahme im Rahmen vorlesungsbegleitender Übungen (Essener Beiträge zur Mathematikdidaktik)
by Thomas StenzelDieses Open-Access-Buch beschreibt die theoriebasierte Entwicklung einer semesterbegleitenden Maßnahme zur Förderung der Problemlösekompetenz von Studienanfänger:innen der Fachmathematik und des gymnasialen Lehramts, sowie die zyklische Modifikation dieser Maßnahme im Sinne der Entwicklungsforschung. Begleitend dazu wurden, mit dem Ziel, grundlegende Erkenntnisse zum studentischen Problemlösen zu gewinnen, systematische Beobachtungen von Bearbeitungsprozessen zu typischen Übungsaufgaben durchgeführt. Hierbei hat sich insbesondere die Rolle des Vorwissens als entscheidender Faktor herausgestellt.
Mathematize It! [Grades 3-5]: Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades 3-5 (Corwin Mathematics Series)
by Linda M. Gojak Sara Delano Moore Kimberly Morrow-Leong"The list of math books to truly synthesize what we know so far and what we need to know is a very short and exclusive list. Well, you can confidently add Mathematize It to this collection. Written by three of the most respected math educators today, the book zeros in on that often poorly traveled journey between the question and answer in problem solving. Mathematize It will be your go-to resource to install the mathematical play revolution in elementary classes everywhere!" Suni Singh Author of Pi of Life: the Hidden Happiness of Mathematics and Math Recess: Playful Learning in an Age of Disruption Help students reveal the math behind the words "I don’t get what I’m supposed to do!" This is a common refrain from students when asked to solve word problems. Solving problems is about more than computation. Students must understand the mathematics of a situation to know what computation will lead to an appropriate solution. Many students often pluck numbers from the problem and plug them into an equation using the first operation they can think of (or the last one they practiced). Students also tend to choose an operation by solely relying on key words that they believe will help them arrive at an answer, which without careful consideration of what the problem is actually asking of them. Mathematize It! Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades 3-5 shares a reasoning approach that helps students dig into the problem to uncover the underlying mathematics, deeply consider the problem’s context, and employ strong operation sense to solve it. Through the process of mathematizing, the authors provide an explanation of a consistent method—and specific instructional strategies—to take the initial focus off specific numbers and computations and put it on the actions and relationships expressed in the problem. Sure to enhance teachers’ own operation sense, this user-friendly resource for Grades 3–5 • Offers a systematic mathematizing process for students to use when solving word problems • Gives practice opportunities and dozens of problems to leverage in the classroom • Provides specific examples of questions and explorations for all four operations (addition, subtraction, multiplication, and division) with whole numbers, fractions, and decimals • Demonstrates the use of concrete manipulatives to model problems with dozens of short videos • Includes end-of-chapter activities and reflection questions How can you help your students understand what is happening mathematically when solving word problems? Mathematize it!
Mathematize It! [Grades 3-5]: Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades 3-5 (Corwin Mathematics Series)
by Linda M. Gojak Sara Delano Moore Kimberly Morrow-Leong"The list of math books to truly synthesize what we know so far and what we need to know is a very short and exclusive list. Well, you can confidently add Mathematize It to this collection. Written by three of the most respected math educators today, the book zeros in on that often poorly traveled journey between the question and answer in problem solving. Mathematize It will be your go-to resource to install the mathematical play revolution in elementary classes everywhere!" Suni Singh Author of Pi of Life: the Hidden Happiness of Mathematics and Math Recess: Playful Learning in an Age of Disruption Help students reveal the math behind the words "I don’t get what I’m supposed to do!" This is a common refrain from students when asked to solve word problems. Solving problems is about more than computation. Students must understand the mathematics of a situation to know what computation will lead to an appropriate solution. Many students often pluck numbers from the problem and plug them into an equation using the first operation they can think of (or the last one they practiced). Students also tend to choose an operation by solely relying on key words that they believe will help them arrive at an answer, which without careful consideration of what the problem is actually asking of them. Mathematize It! Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades 3-5 shares a reasoning approach that helps students dig into the problem to uncover the underlying mathematics, deeply consider the problem’s context, and employ strong operation sense to solve it. Through the process of mathematizing, the authors provide an explanation of a consistent method—and specific instructional strategies—to take the initial focus off specific numbers and computations and put it on the actions and relationships expressed in the problem. Sure to enhance teachers’ own operation sense, this user-friendly resource for Grades 3–5 • Offers a systematic mathematizing process for students to use when solving word problems • Gives practice opportunities and dozens of problems to leverage in the classroom • Provides specific examples of questions and explorations for all four operations (addition, subtraction, multiplication, and division) with whole numbers, fractions, and decimals • Demonstrates the use of concrete manipulatives to model problems with dozens of short videos • Includes end-of-chapter activities and reflection questions How can you help your students understand what is happening mathematically when solving word problems? Mathematize it!
Mathematize It! [Grades 6-8]: Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades 6-8 (Corwin Mathematics Series)
by Linda M. Gojak Sara Delano Moore Kimberly Morrow-LeongHelp students reveal the math behind the words "I don’t get what I’m supposed to do!" This is a common refrain from students when asked to solve word problems. Solving problems is about more than computation. Students must understand the mathematics of a situation to know what computation will lead to an appropriate solution. Many students often pluck numbers from the problem and plug them into an equation using the first operation they can think of (or the last one they practiced). Students also tend to choose an operation by solely relying on key words that they believe will help them arrive at an answer, without careful consideration of what the problem is actually asking of them. Mathematize It! Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades 6–8 shares a reasoning approach that helps students dig into the problem to uncover the underlying mathematics, deeply consider the problem’s context, and employ strong operation sense to solve it. Through the process of mathematizing, the authors provide an explanation of a consistent method—and specific instructional strategies—to take the initial focus off specific numbers and computations and put it on the actions and relationships expressed in the problem. Sure to enhance teachers’ own operation sense, this user-friendly resource for Grades 6–8: · Offers a systematic mathematizing process for students to use when solving word problems · Gives practice opportunities and dozens of problems to leverage in the classroom · Provides specific examples of questions and explorations for multiplication and division, fractions and decimals, as well as operations with rational numbers · Demonstrates the use of visual representations to model problems with dozens of short videos · Includes end-of-chapter activities and reflection questions How can you help your students understand what is happening mathematically when solving word problems? Mathematize it!
Mathematize It! [Grades 6-8]: Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades 6-8 (Corwin Mathematics Series)
by Linda M. Gojak Sara Delano Moore Kimberly Morrow-LeongHelp students reveal the math behind the words "I don’t get what I’m supposed to do!" This is a common refrain from students when asked to solve word problems. Solving problems is about more than computation. Students must understand the mathematics of a situation to know what computation will lead to an appropriate solution. Many students often pluck numbers from the problem and plug them into an equation using the first operation they can think of (or the last one they practiced). Students also tend to choose an operation by solely relying on key words that they believe will help them arrive at an answer, without careful consideration of what the problem is actually asking of them. Mathematize It! Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades 6–8 shares a reasoning approach that helps students dig into the problem to uncover the underlying mathematics, deeply consider the problem’s context, and employ strong operation sense to solve it. Through the process of mathematizing, the authors provide an explanation of a consistent method—and specific instructional strategies—to take the initial focus off specific numbers and computations and put it on the actions and relationships expressed in the problem. Sure to enhance teachers’ own operation sense, this user-friendly resource for Grades 6–8: · Offers a systematic mathematizing process for students to use when solving word problems · Gives practice opportunities and dozens of problems to leverage in the classroom · Provides specific examples of questions and explorations for multiplication and division, fractions and decimals, as well as operations with rational numbers · Demonstrates the use of visual representations to model problems with dozens of short videos · Includes end-of-chapter activities and reflection questions How can you help your students understand what is happening mathematically when solving word problems? Mathematize it!
Mathematize It! [Grades K-2]: Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades K-2 (Corwin Mathematics Series)
by Linda M. Gojak Sara Delano Moore Kimberly Morrow-Leong"This book is a must-have for anyone who has faced the challenge of teaching problem solving. The ideas to be learned are supported with a noticeably rich collection of classroom-ready problems, examples of student thinking, and videos. Problem solving is at the center of learning and doing mathematics. And so, Mathematize It! should be at the center of every teacher’s collection of instructional resources." John SanGiovanni Coordinator, Elementary Mathematics Howard County Public School System, Ellicott City, MD Help students reveal the math behind the words "I don’t get what I’m supposed to do!" This is a common refrain from students when asked to solve word problems. Solving problems is about more than computation. Students must understand the mathematics of a situation to know what computation will lead to an appropriate solution. Many students often pluck numbers from the problem and plug them into an equation using the first operation they can think of (or the last one they practiced). Students also tend to choose an operation by solely relying on key words that they believe will help them arrive at an answer, which without careful consideration of what the problem is actually asking of them. Mathematize It! Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades K-2 shares a reasoning approach that helps students dig into the problem to uncover the underlying mathematics, deeply consider the problem’s context, and employ strong operation sense to solve it. Through the process of mathematizing, the authors provide an explanation of a consistent method—and specific instructional strategies—to take the initial focus off specific numbers and computations and put it on the actions and relationships expressed in the problem. Sure to enhance teachers’ own operation sense, this user-friendly resource for Grades K-2 · Offers a systematic mathematizing process for students to use when solving word problems · Gives practice opportunities and dozens of problems to leverage in the classroom · Provides specific examples of questions and explorations for addition and subtraction of whole numbers as well as early thinking for multiplication and division · Demonstrates the use of concrete manipulatives to model problems with dozens of short videos · Includes end-of-chapter activities and reflection questions How can you help your students understand what is happening mathematically when solving word problems? Mathematize it!
Mathematize It! [Grades K-2]: Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades K-2 (Corwin Mathematics Series)
by Linda M. Gojak Sara Delano Moore Kimberly Morrow-Leong"This book is a must-have for anyone who has faced the challenge of teaching problem solving. The ideas to be learned are supported with a noticeably rich collection of classroom-ready problems, examples of student thinking, and videos. Problem solving is at the center of learning and doing mathematics. And so, Mathematize It! should be at the center of every teacher’s collection of instructional resources." John SanGiovanni Coordinator, Elementary Mathematics Howard County Public School System, Ellicott City, MD Help students reveal the math behind the words "I don’t get what I’m supposed to do!" This is a common refrain from students when asked to solve word problems. Solving problems is about more than computation. Students must understand the mathematics of a situation to know what computation will lead to an appropriate solution. Many students often pluck numbers from the problem and plug them into an equation using the first operation they can think of (or the last one they practiced). Students also tend to choose an operation by solely relying on key words that they believe will help them arrive at an answer, which without careful consideration of what the problem is actually asking of them. Mathematize It! Going Beyond Key Words to Make Sense of Word Problems, Grades K-2 shares a reasoning approach that helps students dig into the problem to uncover the underlying mathematics, deeply consider the problem’s context, and employ strong operation sense to solve it. Through the process of mathematizing, the authors provide an explanation of a consistent method—and specific instructional strategies—to take the initial focus off specific numbers and computations and put it on the actions and relationships expressed in the problem. Sure to enhance teachers’ own operation sense, this user-friendly resource for Grades K-2 · Offers a systematic mathematizing process for students to use when solving word problems · Gives practice opportunities and dozens of problems to leverage in the classroom · Provides specific examples of questions and explorations for addition and subtraction of whole numbers as well as early thinking for multiplication and division · Demonstrates the use of concrete manipulatives to model problems with dozens of short videos · Includes end-of-chapter activities and reflection questions How can you help your students understand what is happening mathematically when solving word problems? Mathematize it!