Eine Aufgabe durch Probieren lösen - EKM


Eine Aufgabe durch Probieren lösen - EKM

Einleitung
Eine Aufgabe durch Probieren lösen ist eine wichtige Problemlösestrategie in der Mathematik. Sie hilft Dir besonders dann, wenn eine Aufgabe auf den ersten Blick schwierig wirkt, wenn Du noch keinen fertigen Rechenweg kennst oder wenn mehrere mögliche Lösungen infrage kommen. Im Kontext dieses aiMOOCs wird EKM als Erweiterter Kompetenznachweis Mathematik verstanden: Es geht also nicht nur darum, eine richtige Zahl zu finden, sondern auch darum, Deinen Lösungsweg, Deine Strategie und Deine Begründung nachvollziehbar darzustellen.
Beim Probieren setzt Du mögliche Werte, Wege oder Entscheidungen ein, prüfst das Ergebnis und verbesserst Deinen nächsten Versuch. Diese Methode heißt auch Versuch und Irrtum oder Trial and Error. Wichtig ist: Probieren bedeutet nicht planlos raten. Gutes Probieren ist zielgerichtet, übersichtlich und wird ausgewertet. Du lernst aus jedem Versuch, auch wenn er noch nicht zur richtigen Lösung führt.
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Was bedeutet „durch Probieren lösen“?
Beim Lösen durch Probieren wählst Du zunächst eine mögliche Lösung aus. Dann überprüfst Du, ob sie zur Aufgabe passt. Wenn sie nicht passt, nutzt Du die Information aus dem Fehler, um einen besseren nächsten Versuch zu machen. Du tastest Dich also schrittweise an die Lösung heran.
Ein einfaches Beispiel: Gesucht ist eine Zahl. Wenn man sie verdoppelt und 5 addiert, erhält man 17. Du könntest probieren: 5 ergibt 2 · 5 + 5 = 15. Das ist zu klein. Also probierst Du 6: 2 · 6 + 5 = 17. Damit ist die gesuchte Zahl 6.
In einer Gleichung wie x + 7 = 15 kannst Du verschiedene Werte für x einsetzen. Wenn x = 8 ist, entsteht 8 + 7 = 15. Die Aussage ist wahr. Also ist 8 eine Lösung. Wenn x = 6 ist, entsteht 6 + 7 = 13. Die Aussage ist falsch. Dieser Versuch hilft trotzdem, denn Du erkennst: Der Wert war zu klein.
Probieren ist eine Strategie, kein Zufall

Viele Lernende denken, Probieren sei nur ein Notweg, wenn man keine Formel kennt. Das stimmt nicht. Auch in der Wissenschaft, in der Informatik, beim Programmieren, beim Experiment und beim Knobeln werden Lösungen häufig durch wiederholtes Testen, Vergleichen und Verbessern gefunden. Entscheidend ist, dass Du aus jedem Versuch eine Schlussfolgerung ziehst.
Beim planvollen Probieren stellst Du Dir nach jedem Versuch Fragen: War mein Ergebnis zu groß, zu klein oder passend? Welche Bedingung ist noch nicht erfüllt? Kann ich den nächsten Versuch besser wählen? Welche Werte brauche ich nicht mehr zu testen? Wie kann ich meine Versuche in einer Tabelle ordnen?
Der Unterschied zwischen Raten und systematischem Probieren
Beim bloßen Raten wählst Du irgendeinen Wert aus und hoffst auf Glück. Beim systematischen Probieren gehst Du geordnet vor. Du beginnst zum Beispiel mit einem einfachen Wert, testest ihn, wertest das Ergebnis aus und passt Deinen nächsten Versuch an. Dadurch wird die Suche schneller und sicherer.
Eine gute Probe kann zeigen, ob ein Ergebnis sinnvoll ist. Wenn eine Aufgabe fragt, wie viele Hefte für 120 Euro gekauft werden können und jedes Heft 3 Euro kostet, wäre die Antwort 200 Hefte offensichtlich zu groß. Schon eine Überschlagsrechnung hilft Dir, unsinnige Versuche auszusortieren.
Vorgehensweise beim Lösen durch Probieren
Ein hilfreicher Ablauf besteht aus fünf Schritten:
- Aufgabe verstehen: Lies genau. Markiere, was gegeben ist und was gesucht wird.
- Vermutung aufstellen: Wähle einen ersten sinnvollen Versuch.
- Einsetzen: Setze Deinen Versuch in die Aufgabe ein.
- Überprüfen: Vergleiche Dein Ergebnis mit der Bedingung der Aufgabe.
- Verbessern: Entscheide, ob Dein nächster Versuch größer, kleiner oder anders sein muss.
Dieser Ablauf passt zu vielen Aufgabenarten: Zahlenrätsel, Gleichung, Sachaufgabe, Geometrie, Kombinatorik, Logikrätsel und Optimierungsproblem.
Beispiel 1: Zahlenrätsel
Aufgabe: Eine Zahl wird mit 4 multipliziert. Dann werden 6 addiert. Das Ergebnis ist 34. Welche Zahl ist gesucht?
Du probierst zunächst 5: 4 · 5 + 6 = 26. Das Ergebnis ist zu klein. Also muss die Zahl größer sein. Du probierst 7: 4 · 7 + 6 = 34. Das Ergebnis passt. Die gesuchte Zahl ist 7.
Wichtig ist die Begründung: Weil 5 ein zu kleines Ergebnis liefert, muss die gesuchte Zahl größer als 5 sein. Der Versuch mit 7 erfüllt die Bedingung genau. Deshalb ist 7 die Lösung.
Beispiel 2: Sachaufgabe
Aufgabe: Für ein Schulfest werden Eintrittskarten verkauft. Eine Kinderkarte kostet 2 Euro, eine Erwachsenenkarte 5 Euro. Insgesamt werden 14 Karten verkauft und 46 Euro eingenommen. Wie viele Kinderkarten und Erwachsenenkarten wurden verkauft?
Du kannst eine Tabelle anlegen:
| Kinderkarten | Erwachsenenkarten | Einnahmen | Bewertung |
|---|---|---|---|
| 10 | 4 | 10 · 2 + 4 · 5 = 40 | zu wenig |
| 8 | 6 | 8 · 2 + 6 · 5 = 46 | passt |
Die Lösung lautet: Es wurden 8 Kinderkarten und 6 Erwachsenenkarten verkauft. Hier hilft systematisches Probieren, weil Du zwei Bedingungen gleichzeitig prüfen musst: die Anzahl der Karten und die Einnahmen.
Beispiel 3: Geometrische Aufgabe
Aufgabe: Ein Rechteck hat den Umfang 30 cm. Die Länge ist doppelt so groß wie die Breite. Finde Länge und Breite.
Du probierst Breite 4 cm und Länge 8 cm. Der Umfang ist 4 + 8 + 4 + 8 = 24 cm. Das ist zu klein. Du probierst Breite 5 cm und Länge 10 cm. Der Umfang ist 5 + 10 + 5 + 10 = 30 cm. Die Lösung lautet: Breite 5 cm und Länge 10 cm.
Hier erkennst Du: Wenn Breite und Länge größer werden, wird auch der Umfang größer. Diese Einsicht steuert den nächsten Versuch.
Warum Probieren im EKM wichtig ist
Im EKM steht nicht nur das Ergebnis im Mittelpunkt. Wichtig ist, dass Du zeigst, wie Du eine Aufgabe angehst. Dazu gehören Lesen, Verstehen, Planen, Rechnen, Prüfen und Begründen. Eine sauber dargestellte Versuchstabelle kann zeigen, dass Du mathematisch denkst.
Gute Lösungen enthalten häufig drei Teile: den Ansatz, die Versuche und die Begründung. Der Ansatz erklärt, welche Strategie Du wählst. Die Versuche zeigen, wie Du die Aufgabe bearbeitet hast. Die Begründung erklärt, warum Dein Ergebnis wirklich passt.
Darstellung einer Lösung
Eine übersichtliche Darstellung kann so aussehen:
| Versuch | Rechnung | Ergebnis | Folgerung |
|---|---|---|---|
| x = 4 | 3 · 4 + 2 | 14 | zu klein |
| x = 5 | 3 · 5 + 2 | 17 | passt |
Danach formulierst Du einen Antwortsatz: Die gesuchte Zahl ist 5, denn 3 · 5 + 2 = 17.
Häufige Fehler beim Probieren
Typische Fehler entstehen, wenn Versuche nicht aufgeschrieben werden, wenn die Bedingung der Aufgabe nicht vollständig geprüft wird oder wenn nach einem falschen Versuch ohne Auswertung weitergeraten wird. Auch ein richtiges Ergebnis kann unvollständig sein, wenn keine Begründung vorliegt.
Achte deshalb darauf, dass Du Deine Versuche ordnest. Prüfe alle Bedingungen der Aufgabe. Schreibe einen klaren Antwortsatz. Wenn mehrere Lösungen möglich sind, musst Du alle passenden Lösungen finden oder erklären, warum Du keine weitere Lösung erwartest.
Strategien für besseres Probieren
Grenzen festlegen
Bevor Du probierst, überlege Dir: Welche Werte sind überhaupt möglich? Bei einer Aufgabe über Menschen kann die Lösung keine negative Zahl sein. Bei einer Aufgabe über ganze Gegenstände sind Dezimalzahlen oft nicht sinnvoll. Bei einer Altersaufgabe sind sehr große Werte meist unrealistisch. Solche Überlegungen begrenzen den Suchraum.
Mit einfachen Werten starten
Beginne mit einem Wert, der leicht zu rechnen ist. Oft eignen sich 0, 1, 5, 10 oder ein Wert aus der Mitte des möglichen Bereichs. Danach erkennst Du, ob Du größer oder kleiner werden musst.
Tabellen nutzen
Eine Tabelle macht Deine Gedanken sichtbar. Besonders bei Aufgaben mit mehreren Bedingungen ist sie hilfreich. Du kannst darin jeden Versuch, die Rechnung, das Ergebnis und Deine Folgerung notieren.
Rückwärts denken
Manchmal hilft Rückwärtsrechnen. Wenn das Ergebnis bekannt ist, kannst Du überlegen, welcher vorherige Schritt dazu geführt haben muss. Rückwärtsdenken und Probieren lassen sich gut verbinden: Du probierst nicht mehr beliebig, sondern nutzt das Ziel als Orientierung.
Muster erkennen
Beim Probieren entstehen oft Muster. Vielleicht wächst das Ergebnis bei jedem Schritt um 3. Vielleicht wird die Differenz zum Ziel immer kleiner. Wenn Du ein Muster erkennst, kannst Du schneller zur Lösung kommen.
Verbindung zu anderen mathematischen Methoden
Das Lösen durch Probieren steht nicht allein. Es kann ein Einstieg in andere Verfahren sein. Aus einem Probierweg kann später eine Gleichung entstehen. Eine Tabelle kann zu einem Funktionsbegriff führen. Eine Vermutung kann durch eine Probe bestätigt oder widerlegt werden.
In der Informatik erinnert das Verfahren an Brute Force oder Backtracking, wenn mögliche Lösungen systematisch getestet werden. In der Naturwissenschaft ähnelt es dem Vorgehen beim Experiment, bei dem eine Vermutung geprüft und danach verbessert wird.
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Mini-Methode: Die Probier-Tabelle
Eine Probier-Tabelle ist besonders nützlich, wenn Du Deine Lösung im Unterricht, in einer Klassenarbeit oder im EKM nachvollziehbar zeigen möchtest.
| Schritt | Leitfrage | Beispiel |
|---|---|---|
| Verstehen | Was ist gesucht? | Gesucht ist eine Zahl. |
| Eingrenzen | Welche Werte sind sinnvoll? | Ganze Zahlen zwischen 1 und 20. |
| Probieren | Welchen Wert teste ich? | Ich teste 6. |
| Prüfen | Passt die Bedingung? | Das Ergebnis ist zu klein. |
| Verbessern | Was folgt daraus? | Ich teste eine größere Zahl. |
| Begründen | Warum ist die Lösung richtig? | Die Probe erfüllt die Bedingung. |
Beispielaufgabe mit vollständigem Lösungsweg
Aufgabe: Lisa kauft Stifte und Hefte. Ein Stift kostet 2 Euro, ein Heft kostet 3 Euro. Zusammen kauft sie 9 Dinge und bezahlt 23 Euro. Wie viele Stifte und Hefte kauft Lisa?
Lösung durch Probieren:
| Stifte | Hefte | Anzahl | Kosten | Bewertung |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 3 | 9 | 6 · 2 + 3 · 3 = 21 | zu wenig |
| 5 | 4 | 9 | 5 · 2 + 4 · 3 = 22 | zu wenig |
| 4 | 5 | 9 | 4 · 2 + 5 · 3 = 23 | passt |
Antwort: Lisa kauft 4 Stifte und 5 Hefte. Die Anzahl stimmt, denn 4 + 5 = 9. Auch die Kosten stimmen, denn 4 · 2 + 5 · 3 = 23.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was bedeutet es, eine Aufgabe durch Probieren zu lösen? (Man testet mögliche Lösungen, prüft sie und verbessert die nächsten Versuche) (!Man schreibt sofort eine Formel ab) (!Man wählt zufällig eine Antwort und hört danach auf) (!Man vermeidet jede Rechnung)
Was ist der wichtigste Unterschied zwischen Raten und systematischem Probieren? (Systematisches Probieren nutzt die Ergebnisse früherer Versuche) (!Systematisches Probieren verzichtet auf Kontrolle) (!Raten ist immer genauer als Rechnen) (!Beim Raten muss man eine Tabelle verwenden)
Welche Frage hilft nach einem falschen Versuch besonders weiter? (War mein Ergebnis zu groß, zu klein oder auf andere Weise falsch) (!Welche Farbe hat meine Rechnung) (!Kann ich die Aufgabe überspringen) (!Wie vermeide ich eine Probe)
Warum ist eine Tabelle beim Probieren hilfreich? (Sie ordnet Versuche, Rechnungen und Folgerungen übersichtlich) (!Sie ersetzt jede Begründung) (!Sie macht aus jeder falschen Antwort eine richtige) (!Sie verhindert, dass man rechnen muss)
Welche Aussage passt zu einer Probe? (Die gefundene Lösung wird in die Aufgabe eingesetzt und überprüft) (!Die Aufgabenstellung wird nicht mehr gelesen) (!Die Lösung wird geschätzt und nicht kontrolliert) (!Alle falschen Versuche werden gelöscht)
Welche Zahl löst die Gleichung x + 6 = 14? (8) (!6) (!14) (!20)
Eine Zahl wird verdoppelt und dann wird 3 addiert. Das Ergebnis ist 15. Welche Zahl passt? (6) (!5) (!7) (!9)
Was solltest Du tun, wenn ein Versuch ein zu kleines Ergebnis liefert? (Einen größeren oder passend veränderten Versuch prüfen) (!Immer denselben Versuch wiederholen) (!Ohne Prüfung eine Antwort notieren) (!Die Aufgabe als unlösbar bezeichnen)
Welche Angabe gehört zu einer guten EKM-Lösung? (Ein nachvollziehbarer Lösungsweg mit Begründung) (!Nur eine einzelne Zahl ohne Erklärung) (!Nur die Überschrift der Aufgabe) (!Eine Zeichnung ohne Bezug zur Aufgabe)
Warum können Fehler beim Probieren nützlich sein? (Sie zeigen, wie der nächste Versuch verbessert werden kann) (!Sie beweisen automatisch die Lösung) (!Sie machen die Aufgabe kürzer) (!Sie ersetzen die Aufgabenstellung)
Memory
| Versuch | Getestete mögliche Lösung |
| Irrtum | Noch nicht passende Lösung |
| Probe | Überprüfung des Ergebnisses |
| Tabelle | Geordnete Darstellung der Versuche |
| Folgerung | Erkenntnis aus einem Versuch |
| Suchraum | Menge sinnvoller Möglichkeiten |
| Antwortsatz | Abschließende Begründung der Lösung |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Aufgabe verstehen | Lies die Angaben und kläre, was gesucht ist |
| Ersten Versuch wählen | Nimm einen sinnvollen Startwert |
| Einsetzen | Prüfe den Wert in der Aufgabe |
| Auswerten | Entscheide, ob das Ergebnis zu groß, zu klein oder passend ist |
| Verbessern | Wähle den nächsten Versuch gezielter |
| Begründen | Formuliere, warum die Lösung stimmt |
Kreuzworträtsel
| Versuch | Wie nennt man einen getesteten Lösungsansatz? |
| Tabelle | Welche Darstellung ordnet mehrere Versuche übersichtlich? |
| Probe | Wie heißt die Überprüfung einer gefundenen Lösung? |
| Strategie | Wie nennt man einen geplanten Weg zur Lösung? |
| Gleichung | Welche mathematische Aussage enthält ein Gleichheitszeichen? |
| Folgerung | Wie heißt die Erkenntnis, die man aus einem Versuch gewinnt? |
LearningApps
Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Zahlenrätsel: Erfinde ein Zahlenrätsel, das durch Probieren gelöst werden kann. Schreibe mindestens drei Versuche und einen Antwortsatz auf.
- Tabelle: Löse die Aufgabe „Eine Zahl plus 9 ergibt 21“ mit einer Probier-Tabelle, obwohl Du die Lösung vielleicht schon kennst.
- Probe: Suche Dir drei einfache Gleichungen aus und überprüfe jeweils zwei falsche und eine richtige Lösung durch Einsetzen.
- Fehler nutzen: Beschreibe in eigenen Worten, warum ein falscher Versuch beim Probieren hilfreich sein kann.
Standard
- Sachaufgabe: Erstelle eine Aufgabe mit Eintrittskarten, Preisen und einer Gesamtsumme. Löse sie durch systematisches Probieren.
- Geometrie: Finde Seitenlängen eines Rechtecks mit einem vorgegebenen Umfang. Dokumentiere mindestens drei Versuche.
- Strategie: Vergleiche Raten und systematisches Probieren anhand eines eigenen Beispiels.
- Lösungsweg: Überarbeite eine unordentliche Probierlösung so, dass sie für andere verständlich wird.
Schwer
- Optimierungsproblem: Plane einen Einkauf mit begrenztem Budget und verschiedenen Preisen. Finde durch Probieren eine möglichst gute Kombination.
- Kombinatorik: Untersuche, wie viele Möglichkeiten es gibt, mit Münzen einen bestimmten Betrag zu bilden. Ordne Deine Versuche.
- Begründung: Löse eine Aufgabe mit mehreren möglichen Lösungen und erkläre, warum Du alle Lösungen gefunden hast.
- Transfer: Beschreibe eine Alltagssituation außerhalb der Mathematik, in der systematisches Probieren zu einer Lösung führt.

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Lernkontrolle
- Problemlösestrategie: Erkläre an einem selbst gewählten Beispiel, warum systematisches Probieren mehr ist als zufälliges Raten.
- Transferaufgabe: Eine Aufgabe enthält zwei Bedingungen gleichzeitig. Entwickle eine Probier-Tabelle und begründe, wie Du die Versuche auswählst.
- Fehleranalyse: Du erhältst eine Lösung mit mehreren Versuchen, aber ohne Folgerungen. Ergänze zu jedem Versuch eine passende Auswertung.
- Darstellungskompetenz: Vergleiche zwei Lösungswege: einen ungeordneten Probierweg und eine geordnete Tabelle. Beurteile, welcher Weg verständlicher ist.
- Argumentation: Zeige an einer Aufgabe, wie eine Probe belegt, dass eine gefundene Lösung wirklich zur Aufgabenstellung passt.
- Strategiewechsel: Erkläre, wann Du vom Probieren zum Rückwärtsrechnen oder zu einer Gleichung wechseln würdest.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du eine Aufgabe verstehst, sinnvolle erste Versuche auswählst, Deine Versuche geordnet dokumentierst und aus jedem Versuch eine Folgerung ziehst. Du solltest zeigen können, ob ein Ergebnis zu groß, zu klein oder passend ist. Außerdem musst Du die gefundene Lösung durch eine Probe überprüfen und in einem Antwortsatz begründen. Bewertet werden nicht nur richtige Ergebnisse, sondern auch Übersichtlichkeit, mathematische Sprache, nachvollziehbare Entscheidungen und der sichere Umgang mit Fehlern als Lernchance.
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Links
Zusammenfassung
Beim Lösen durch Probieren suchst Du eine Lösung, indem Du mögliche Werte oder Wege testest, überprüfst und verbesserst. Entscheidend ist, dass Du nicht planlos rätst, sondern systematisch vorgehst. Eine Tabelle hilft Dir, Deine Versuche zu ordnen. Eine Probe zeigt, ob Deine Lösung wirklich stimmt. Für den EKM ist besonders wichtig, dass Du Deinen Weg verständlich darstellst und begründest.
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