Matheaufgaben aus der Arbeitswelt – Pythagoras lässt Maschinen schweben
Ja, Geometrie kommt auch in der beruflichen Praxis vor und damit Kreisumfangs- und Bogenmaßberechnungen oder eben der Satz des Pythagoras. Diesen Sinnzusammenhang zwischen Mathematikunterricht und der beruflichen Praxis herzustellen, ist unser Anliegen. Bereits im letzten Jahr haben wir Ihnen deshalb Aufgaben aus der Arbeitswelt vorgestellt, die wir gemeinsam mit Firmen des VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) entwickelt haben. Ihre Reaktionen und Nachfrage waren überwältigend und wir freuen uns sehr darüber. Deshalb haben wir die „Reihe“ neu aufgelegt und stark erweitert.
Seillängen und Winkel … aha: Pythagoras
Stellen Sie sich mit Ihren Schülerinnen und Schülern vor, Sie erhalten die Aufgabe, die abgebildete Anlage sicher zu verladen. Welche Seillänge müssten Sie genau wählen, um einen bestimmten Winkel einzuhalten, damit die Anlage mit einem Kran angehoben werden kann?
Ausführliche Aufgabenstellungen mit Lösungen und Tipps
Damit nicht nur das Verladen unfallfrei klappt, sondern auch das Lösen der Aufgabe, bieten die Arbeitsblätter ausführliche Aufgabenstellungen und Lösungen sowie ggf. Tipps und Erläuterungen zu Fachbegriffen aus der Arbeitswelt. Überzeugen Sie sich selbst: Ein Klick auf die verkleinerte Abbildung führt Sie zu dem Arbeitsblatt, mit dem sich die Seillängen berechnen lassen. Es wurde in Zusammenarbeit mit Klett MINT und dem VDMA entwickelt. Sie können es gerne kopieren und im Unterricht verwenden.
Aufgaben aus allen Bereichen der Mathematik
Doch nicht nur Trigonometrie wird behandelt, sondern auch allgemeine Algebra-Aufgaben (z. B. Wirtschaftlichkeitsberechnungen) oder eher physikalisch orientierte Aufgaben (z. B. Kraft-, Hebel- oder Masseberechnungen). Häufig sind die Aufgaben gekennzeichnet durch eine praxistypische Mischung verschiedener Berechnungen, wie bspw. Volumenberechnungen und Prozentrechnen, wie folgendes Arbeitsblatt von der Maschinenfabrik Niehoff zeigt.
„Mathematik ist wesentlicher Teil unserer Kultur. Sie gehört seit jeher zum Menschen wie die Sprache und die Schrift. Die moderne Welt ist nicht denkbar ohne sie. Smartphone, Internet, Energie, Fortbewegung, Nahrungsmittelproduktion ja sogar der Wetterbericht: Nichts davon ist möglich ohne Mathematik. Doch das Schulfach Mathe polarisiert. Einige mögen es, viele erleben hier Misserfolge und ich beneide die Lehrkräfte nicht, die im Matheunterricht um Zugang zu ihren Schülerinnen und Schülern kämpfen. Aus eigener Erfahrung weiß ich, dass die Herstellung eines Sinnzusammenhangs junge Leute motivieren hilft. Deshalb habe ich gern eine Aufgabe aus unserer beruflichen Praxis beigesteuert. Die Frage „Wozu brauche ich das eigentlich?“ lässt sich hier ganz leicht beantworten – in unserem Unternehmen.“
Markus Hindelang
Ausbilder in der Maschinenfabrik Niehoff in Schwabach/NürnbergVielfältige Aufgaben auf Sek-I-Niveau
Den genannten Sinnzusammenhang zwischen Unterricht und beruflicher Praxis stellen wir mit allen bislang veröffentlichten Matheaufgaben aus der Arbeitswelt her. Die meisten Aufgaben bilden sehr unterschiedliches Sek-I-Niveau ab, sodass für jeden etwas dabei ist. Hier eine Übersicht über die „zweite Staffel“:
- Volumen und Masse berechnen: Einen Maschinenfuß selbst herstellen
- Hebelgesetz: Spannkraft eines Schraubstockes berechnen
- Winkelfunktionen anwenden: Prüfmaß eines Werkstücks berechnen
- Herstellungsverfahren: Kosten berechnen und vergleichen (Grundrechenarten)
- Volumenberechnung – Prozentrechnen: Drahtdurchmesser nach dem Ziehen berechnen
- Geschwindigkeit berechnen: Strömungsgeschwindigkeit in einem Rohr (1)
- Geschwindigkeit berechnen: Strömungsgeschwindigkeit in einem Rohr (2)
- Pneumatik: Druck in Pneumatikzylinder berechnen
- Hydraulik: Kräfte an einer hydraulischen Spannvorrichtung berechnen
- Längen berechnen: Eine schwere Maschine muss verladen werden
- Mischungsrechnen: Epoxyd-Harz mischen
- Bogenmaß berechnen: Prüfen eines runden Werkstücks
- Geometrische Körper und Massen berechnen: Geometrische Teile einer Maschine und ihre Massen
- Integralrechnung: Volumenstrom in einem Rohr berechnen (Sek-II-Niveau)
Die Matheaufgaben aus der Arbeitswelt wurden von Mitgliedsfirmen des VDMA und Klett MINT entwickelt und stehen Ihnen kostenfrei als PDF zur Verfügung. Download unter www.mint-zirkel.de/unterrichtspraxis/matheaufgaben-aus-der-arbeitswelt/