(02) Zum Themengebiet Prozentrechnung

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(02) Zum Themengebiet Prozentrechnung
Materialien zum Modellversuch:
            Vorschläge und Anregungen zu einer
                  veränderten Aufgabenkultur

(02) Zum Themengebiet Prozentrechnung
                            (Jahrgangsstufe 7)

    Die Arbeit entstand im Rahmen des BLK-Modellversuchsprogramms
    "Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen
       Unterrichts", das vom Bund und den Ländern gefördert wird.

                                                                         1
Verkehrsmittel
 In zahlreichen Schulbüchern finden sich Aufgaben der folgenden Art:
 Folgende Statistik ist bei der Befragung der Schüler der Albert-Schweitzer-Schule entstanden. Dabei
 wurden die Schüler gefragt, mit welchem Verkehrsmittel sie in der Regel zur Schule fahren.

       Bus          Fahrrad         Mofa        Zu Fuß

       130           169            52            299

      a.   Wie viele Schüler nahmen an der Befragung teil?
      b.   Wie viel Prozent fahren mit dem Fahrrad, Bus...?

     Anregungen zur Öffnung dieser Aufgabe:

     Die Schüler führen selbst Befragung(en) durch, mögliche Befragungsthemen
     könnten dabei sein: Lieblingsmusikgruppe/Fußballverein/Verkehrszählung/...

     Aufgabe: "Vergleicht die Ergebnisse der Umfragen."

     (Alternative: zwei vorgegebene Ergebnisse von Umfragen, wie unten dargestellt,
     vergleichen)

 Die Schüler können dabei verschiedene Vergleichsansätze entwickeln, z.B. Vergleich
 der Absolutzahlen oder Normierung auf gleiche Grundgröße. Irgendwann muss dann
 der Lehrer das Motiv für die Verwendung von %-Angaben einführen, hier den Vergleich
 in bezug auf eine feste Größe, auf 100 (Prozent als pro Hundert).
 Im weiteren Verlauf der UE wird dann auch zur Hundertstel-Vorstellung (... Hundertstel
 der Befragten haben für die Gruppe XY gestimmt), also der üblichen Grundvorstellung
 übergegangen.
 Bei selbst durchgeführten Befragungen ist es wichtig, die Rahmenbedingungen bei der
 Durchführung zu thematisieren.
 Eine mögliche Dauer-Hausaufgabe für die Schüler im Laufe der UE Prozentrechnung
 könnte es sein, Darstellungen zu sammeln und in den Unterricht mitzubringen, in denen
 %-Aufgaben vorkommen (z.B. in Zeitungen). Diese Beispiele können dann im Unterricht
 aufgegriffen und Anlass für neue Überlegungen sein, z.B. über vielfach vorkommende
 verfälschende Darstellungen (siehe hierzu die Möbel- und Teppich-Aufgabe).

 Eignung:
    • Einstieg in die UE
    • vom-Hundert-Vorstellung des %-Begriffs
    • Gruppenarbeit

                          Umfrage zum Thema Lieblingsmusikgruppen

        The                          Back                           The                      Back
                   Die      Spice               Dr.                          Die    Spice               Dr.
1.      Kelly
                  Ärzte     Girls
                                     Street
                                               Motte          2.    Kelly
                                                                            Ärzte   Girls
                                                                                             Street
                                                                                                       Motte
       Family                        Boys                          Family                    Boys

           48       17        21         6       8                   75      15      51         6          3

                            "Vergleicht die Ergebnisse beider Umfragen!"
                                                                                                       2
Fischbestand

In zahlreichen Schulbüchern finden sich Aufgaben der folgenden Art:

  Walart      Blauwal    Finnwal   Zwergwal    Glattwal    Seiwal    Buckelwal       Pottwal

  Heutiger
               5000       45000     760000       4000      55000      19000          510000
  Bestand

   % des
 ursprüngl.     2%         8%         88%        4%        21%         23%            81%
 Bestands
Rekonstruiere anhand der gegeben Angaben für jeden Wal den ursprünglichen Bestand.

 Anregungen zur Öffnung der Aufgabe:

 Neue Aufgabenstellung: "Vergleiche!"

 Oder: "Finde selbst möglichst viele (mindestens drei) sinnvolle Fragestellungen."

Alternative: AB zu interessanten Informationen aus dem Tierreich, einige Anregungen
hierzu finden sich weiter unten (Traglast, Sprungweite/-höhe, Gewicht von
Neugeborenen,...)

Evtl. können die Schüler sich weitere Informationen besorgen (z.B. über eine Liste der
vom Aussterben bedrohten Tierarten).

Die Schüler könnten die Ab- oder Zunahme als Bruch berechnen (um die Hälfte..., um
ein Viertel... ; hierbei Wiederholung der Bruchrechnung) und vergleichen.

Eignung:
   • auch als Einstieg (aber komplexer als Verkehrsmittel-Aufgabe)
   • Gruppenarbeit
   • insbesondere bei der Berechnung des Prozentsatzes
   • Wdhg. der Bruchrechnung

Anregungen zu einem AB "Tierreich":
   • Ein Floh von 1,5 mm Größe kann 22,5 cm hoch springen. Der Weltrekord im
      Hochsprung beträgt 2,38 m (Seoul 1988).
   • Der europäische Springfrosch kann aus dem Stand 2 m weit springen. Das ist
      das 25-fache seiner Körperlänge (Kopf und Rumpf), die gerade noch 50 % seiner
      Beinlänge beträgt. Der Weltrekord im Weitsprung beträgt 8,72 m (Seoul 1988).
   • Die größten Tiere, die es je gegeben hat, sind die Blauwale: Sie sind 30 m lang
      und 150 t schwer. Zu Beginn dieses Jahrhunderts bevölkerten schätzungsweise
      450000 Blauwale die Meere. 1940 gab es nur noch 100000 und heute sind es
      gerade noch 2000. Ein Blauwalkalb ist schon 7 m lang und wiegt 2,5 t. Es nimmt
      während der Stillzeit jeden Tag 90 kg zu, während die Mutter ca. 30 % ihres
      Körpergewichts verliert
       (aus: Erickson, C.: Von Lichtjahren, Pyramiden und einem Regenwurm)

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Sparbuch

In zahlreichen Schulbüchern finden sich Aufgaben der folgenden Art:
Eine Schulklasse möchte die Klassenkasse bei einer Bank auf ein Sparbuch einzahlen. Dafür informieren
sie sich bei verschiedenen Geldinstituten.
Zinssätze für Spareinlagen
    • Gesetzliche Kündigungsfrist: 2,0%
    • Vereinbarte Kündigungsfrist von 1 Jahr: 3,0%
    • Vereinbarte Kündigungsfrist von 2,5 Jahren: 3,5%
    • Vereinbarte Kündigungsfrist von 4 Jahren: 4,0%
    • Führerscheinsparen mit 6% Bonus: 2,0%
    • Zuwachssparen: 1.Jahr 4%, 2. Jahr 5%, 3.Jahr 5,5%, 4.Jahr 6%, 5.Jahr 7%

   a.   Welche Informationen kann man dem Plakat entnehmen?
   b.   Ordne die Begriffe Kapital, Zinsen, Zinssatz den Begriffen der Prozentrechnung zu.

 Anregungen zur Öffnung dieser Aufgabe:

 Vergleich verschiedener Bank-Angebote: Welches ist günstiger?

 Dabei entweder von den Schülern vorher (als HA) eingeholte Bankangebote als
 Grundlage nehmen (siehe Vierfeldertafel unten)

 Oder vorgegebene Bankangebote miteinander vergleichen, z.B.:
 Bankhaus Kies bietet seinen Kunden, die ihr Geld anlegen wollen, pro Jahr 4%
 Zinsen an.
 Sparkasse Schotter wirbt dagegen damit, dass ihre Kunden im ersten Jahr zwar nur
 1% Zinsen bekommen, im zweiten Jahr aber dafür unglaubliche 7%.
 Welches ist das günstigere Angebot?

Die Schüler können dabei auch selbstgewählte Zahlen (leicht oder schwer) verwenden.
In dieser Aufgabe ist es wichtig, dass die Schüler Begründungen für ihre Überlegungen
angeben, z.B. dass beim ersten Vergleich (zweimal 4% oder 1% und 7%) das zweite
Angebot schlechter sein muss, da dort das Kapital im 2. Jahr zwar "entsprechend"
höher verzinst wird, aber eben auf der Grundlage des geringeren Kapitals nach dem
ersten Jahr (oder rechnerisch: 1,04×1,04>1,01×1,07). Die Begründungen können also
auf verschiedenen Niveaus erfolgen.

Eignung:
   • Wiederholung des Rechnens mit Dezimalbrüchen
   • Begründung

                                                                                                    4
In Form einer Vierfeldertafel wird hier eine von einigen MV-Lehrern entwickelte Aufgabe
     für die UE Zinsrechnung vorgestellt (speziell für Haupt- und Realschulklassen):

 Aufgabenstellung                            Ideale Lösungen
 Peter hat zu seiner Konfirmation 2000       S. sammeln Vorschläge
 DM geschenkt bekommen. Er möchte
                                             sortieren vor
 das Geld nun (möglichst
                                             entscheiden spontan (und überprüfen
 gewinnbringend) anlegen.
                                             dann)
                                             berechnen Kapital (evtl. arbeitsteilig,
                                             mit Formelheft)
                                             erstellen Graphik
                                             entwickeln Fragen an die Bank
                                             Ordnen, systematisieren (z.B.
                                             Zuwachssparen, Festgeld, normales
                                             Sparbuch, ...)

 Widerstände                                 Umsetzung
 umfangreiche, unübersichtliche              evtl. TR einsetzen (erleichtert
 Rechnung                                    Rechnung)
 mangelnde Informationserfassung             Anzahl der Angebote reduzieren
 Motivation                                  Ziele:
 mangelnde Vorerfahrung                      Jahres-/Monats-/Tageszinsen
 Skalierung der Koordinatenachsen            berechnen
                                             Zinsangebote vgl.
                                             Graph. Darstellungen
                                             Zinseszins als neues Phänomen
                                             Argumentationsfähigkeit
                                             Strukturierung des Problems
                                             Fragestellung entwickeln
                                             Zusammenarbeit in der Gruppe

                                                                                       5
Teppiche

Autor: Michael Schober (Söhre-Schule, Lohfelden)

Herkunft des Originaltextes: Werbeprospektbeilage zur HNA vom 16.10.1998

                    Millionenschwere kostbare echte Teppiche
                    mit radikalen Preisreduzierungen bis zu 72%

             Persien-Maschad, 300x400 cm, bisher DM 6.280,-
                                  jetzt extrem reduziert auf DM 1.880,-
             Persien-Keschan, 352x246 cm, bisher DM 6.580,-
                                  jetzt extrem reduziert auf DM 1.950,-
             Persian-Nain, 250x350 cm, bisher DM 9.850,-
                                  jetzt extrem reduziert auf DM 2.950,-
             Persien-Moud, 201x304 cm, bisher DM 5.980,-
                                  jetzt extrem reduziert auf DM 1.790,-
             Persien-Täbriz(Königsmuster), 290x212 cm, bisher DM 9.800,-
                                  jetzt extrem reduziert auf DM 2.940,-
             Persien-Sarough, 219x138 cm, bisher DM 4.850,-
                                  jetzt extrem reduziert auf DM 1.450,-

Aufgaben:
 a) Berechne die prozentuale Ersparnis auf zwei Nachkommastellen genau.
 b) Gibt es zur Lösung des Aufgabenteils a) mehrere Möglichkeiten?
 c) Äußere dich zur Richtigkeit des Prospekttextes.

Die Aufgabe lässt sich in annehmbarer Zeit wohl nur mit einem Taschenrechner lösen.
Weitere Öffnung: Nur Aufgabenteil c) stellen oder den Schülern sogar nur den Prospekt
geben.

Lösungen:
a) 70,06; 70,35; 70,05; 70,07; 70; 70,10; (Angaben jeweils in %, gerundet auf 2 Stellen
   nach dem Komma genau)
b) z.B.:
   1. 6280DM × p/100=1880DM ... p=29,94 also Preissenkung um etwa 70,06%
   2. 6280DM-1880DM=4400DM ... 6280DM × p/100=4400DM ... p=70,06
c) Der Text wirbt mit falschen Versprechungen (vgl. Aufgabenteil a)).

Generell gilt: Aufgaben dieses Grundaufgabentyps werden bei Verwendung realer
Zahlen immer den TR-Einsatz erfordern. Dem steht auch nichts entgegen, solange
gesichert ist, dass die Jugendlichen vor der TR-Benutzung die notwendige Umformung
notiert haben. Endergebnisse ohne notierte Rechenschritte sind problematisch.

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Möbel

Autor: Michael Schober (Söhre-Schule, Lohfelden)

Herkunft des Originaltextes: Werbebeilage in der HNA am 22.10.1998

                                    50% ... 30%
Schlafsofa, schwarz     statt 858,- nur 599,-   Beistelltisch, blau   statt 259,- nur 159,-
Kommode, schwarz        statt 375,- nur 298,-   Sessel, Bu./schwarz   statt 498,- nur 298,-
Wohnwand, Erle          statt 823,- nur 599,-   Sessel, Buche/blau    statt 498,- nur 298,-
Couchtisch, Kiefer      statt 299,- nur 199,-   Fernsehsessel         statt 998,- nur 798,-
Couchtisch,             statt 298,- nur 198,-   Falttürenschrank      statt 898,- nur 598,-
Kiefer                  statt 199,- nur 129,-   Kleiderschrank        statt 998,- nur 698,-
Schreibtisch            statt 249,- nur 198,-   Kleiderschrank        statt 798,- nur 598,-
Stuhl, schwarz/blau     statt 633,- nur 498,-   Kleiderschrank        statt 898,- nur 598,-
Schreibtisch, Kiefer    statt 229,- nur 189,-   Einzelbett,90x200cm   statt 279,- nur 198,-
Bürosessel, blau        statt 139,- nur 99,-    Bett, Kiefer massiv   statt 259,- nur 179,-
Regal, Astkiefer        statt 129,- nur 89,-    Schlafsofa, blau      statt 858,- nur 599,-
Regal, Astkiefer        statt 229,- nur 179,-   Garderobe             statt 698,- nur 498,-
Büroschrank, Astk.      statt 199,- nur 129,-   Garderobe, Esche      statt 518,- nur 379,-
Bücherregal, Met/Bu     statt 549,- nur 398,-   TV-Eckschrank         statt 697,- nur 498,-
Regal, Metall/Naturl.   statt 358,- nur 249,-   Kommode, Kiefer       statt 575,- nur 298,-
Tisch, Buche            statt 149,- nur 98,-    Computertisch, Bu.    statt 598,- nur 399,-
Stuhl, Buche

Aufgaben:
a) Was erwartest du bei einer solchen Anzeige?

b) Überprüfe deine Erwartung, indem du nachrechnest.
c) Äußere dich zum Wahrheitsgehalt der Anzeige.
d) Formuliere einen Leserbrief an die HNA bzw. einen Brief an die Geschäftsleitung
   des Möbelhauses.

Die Aufgabe lässt sich arbeitsteilig am schnellsten bearbeiten.

Lösungen:
a) Man erwartet Reduzierungen um exakt 30 bzw. 50%.
b) 30,19; 20,53; 27,22; 33,44; 33,56; 35,18; 20,48; 21,33; 17,47; 28,78; 31,01; 21,83;
   35,18; 27,50; 30,45; 34,23; 38,61; 40,16; 40,16; 20,04; 33,41; 30,06; 25,06; 33,41;
   29,03; 30,89; 30,19; 28,65; 26,83; 28,55; 48,17; 33,28 (Angaben jeweils in %,
   gerundet auf 2 Stellen nach dem Komma)
c) Die Anzeige verspricht Falsches. Nirgends wird exakt um die angegebenen
   Prozentsätze reduziert. In 14 Fällen liegt die Reduzierung unter 30%, in 15 Fällen
   zwischen 30 und 40%, in 3 Fällen zwischen 40 und 50%. Die Maximale Reduzierung
   beträgt 48,17%, die minimale 17,47%.
d) Die Briefe sollten die Ergebnisse des Aufgabenteils c) beinhalten.

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Schnellfahrer

Quelle (leicht abgeänderte Aufgabenstellung):
Herget/Scholz: Die etwas andere Aufgabe - aus der Zeitung. Seelze 1998

Herkunft des Originaltextes: Der Spiegel, Nr. 41/1991 (nach: Norderneyer Badezeitung)

 Schnellfahrer
 Fuhr vor einigen Jahren noch jeder zehnte Autofahrer zu schnell, so ist es
 mittlerweile heute nur noch jeder fünfte. Doch auch fünf Prozent sind zu viele, und so
 wird weiterhin kontrolliert, und die Schnellfahrer haben zu zahlen.

 Aufgabe: Nimm Stellung zu den Angaben in der Zeitungsmeldung!

Eignung:
   • Durcharbeitungsphase oder Lernkontrolle
   • Wiederholung der Bruchrechnung
   • Motivation für Untersuchung von anderen Zeitungsartikeln/Anzeigen

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