Das Kapitel behandelt die historische, fachliche und didaktische Entwicklung des Integralbegriffs und seine Einführung in den Mathematikunterricht. Ausgangspunkt ist die historische Genese des Integrals von den antiken Methoden der Flächen- und Volumenbestimmung über Archimedes, Cavalieri und Newton bis hin zur formalen Fundierung durch Cauchy, Riemann und Lebesgue. Darauf aufbauend wird die schulische Rezeption nachgezeichnet – von den Richtlinien der Meraner Reform und den preußischen Lehrplänen von 1925 über die bildungspolitischen Entwicklungen im 20. Jahrhundert bis zu den aktuellen Bildungsstandards der KMK. Fachlich wird der Integralbegriff als Grenzwert von Summen, als Stammfunktion und als Maß geklärt. Diese Aspekte werden mit zentralen Grundvorstellungen – Flächeninhalt, Rekonstruktion, Mittelwert und Kumulation – verknüpft. Darüber hinaus werden vorbereitende Inhalte der Sekundarstufe I (Flächen- und Volumenberechnungen) sowie unterschiedliche Zugänge und Visualisierungen für den Unterricht diskutiert. Das Kapitel zeigt, wie sich fachhistorische, fachliche und didaktische Perspektiven verbinden, um einen verständnisorientierten Zugang zum Integralbegriff in der Sekundarstufe II zu ermöglichen.

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Integralrechnung

  • Gilbert Greefrath,
  • Reinhard Oldenburg,
  • Hans-Stefan Siller,
  • Volker Ulm,
  • Hans-Georg Weigand

摘要

Das Kapitel behandelt die historische, fachliche und didaktische Entwicklung des Integralbegriffs und seine Einführung in den Mathematikunterricht. Ausgangspunkt ist die historische Genese des Integrals von den antiken Methoden der Flächen- und Volumenbestimmung über Archimedes, Cavalieri und Newton bis hin zur formalen Fundierung durch Cauchy, Riemann und Lebesgue. Darauf aufbauend wird die schulische Rezeption nachgezeichnet – von den Richtlinien der Meraner Reform und den preußischen Lehrplänen von 1925 über die bildungspolitischen Entwicklungen im 20. Jahrhundert bis zu den aktuellen Bildungsstandards der KMK. Fachlich wird der Integralbegriff als Grenzwert von Summen, als Stammfunktion und als Maß geklärt. Diese Aspekte werden mit zentralen Grundvorstellungen – Flächeninhalt, Rekonstruktion, Mittelwert und Kumulation – verknüpft. Darüber hinaus werden vorbereitende Inhalte der Sekundarstufe I (Flächen- und Volumenberechnungen) sowie unterschiedliche Zugänge und Visualisierungen für den Unterricht diskutiert. Das Kapitel zeigt, wie sich fachhistorische, fachliche und didaktische Perspektiven verbinden, um einen verständnisorientierten Zugang zum Integralbegriff in der Sekundarstufe II zu ermöglichen.