M10 M - Mein Mathematik-Portfolio Klasse 10
M10 M - Mein Mathematik-Portfolio Klasse 10
Mini-Beschreibung: Dokumentiere aussagekräftige Funktionsmodelle, trigonometrische Lösungen, Wahrscheinlichkeitsmodelle, Körperberechnungen, Prüfungssimulationen und Fehleranalysen. Reflektiere dabei Deine persönlichen Fortschritte und begründe Deine Verfahrenswahl.
Zielgruppe: Klasse 10, M-Niveau, Baden-Württemberg.
Portfolio-Idee: Nicht nur das Ergebnis zählt. Zeige so, dass ein anderer Deinen Weg nachvollziehen kann: Aufgabe → Modell → Rechnung → Darstellung → Prüfung → Begründung → Reflexion.

Einleitung
Dein Mathematik-Portfolio sammelt ausgewählte Arbeiten aus Klasse 10. Jede Portfolioseite soll zeigen, was Du gerechnet hast, warum Dein Verfahren passt und wie Du Dein Ergebnis geprüft hast.
Für mathematische Aussagen nutzt Du Formeln, Skizzen, Graphen, Baumdiagramme, Körpermodelle und kurze Begründungen. Lange Erklärungen ohne mathematische Darstellung sind nicht das Ziel.
Wichtig bei digitalen Werkzeugen und KI: Prüfe jede Ausgabe selbst durch Rechnung, Gegenprobe, Größenabschätzung oder eine zweite Darstellung. Eine KI-Ausgabe ersetzt keinen mathematischen Beweis. Verwende in Deinem Portfolio keine personenbezogenen Daten.
Lernziele
Nach diesem aiMOOC kannst Du
- Funktionsmodell: quadratische oder andere geeignete Funktionsmodelle aufstellen, Graph und Term verknüpfen und Parameter deuten.
- Trigonometrie: in geeigneten Dreiecken mit Sinus, Kosinus und Tangens rechnen und Deine Wahl begründen.
- Wahrscheinlichkeit: mehrstufige Zufallsvorgänge mit Baumdiagrammen und Pfadregeln modellieren.
- Körperberechnung: Volumen und Oberfläche von Zylinder, Kegel und Kugel berechnen und Ergebnisse geometrisch prüfen.
- Prüfungsvorbereitung Mathematik: Aufgaben unter Zeitvorgabe bearbeiten, Fehler systematisch auswerten und einen Verbesserungsplan formulieren.
- Mathematisches Argumentieren: Rechenweg, Darstellung, Einheit, Ergebnisprüfung und Begründung nachvollziehbar dokumentieren.
Portfolio-Standard
| Element | Mindestanforderung |
|---|---|
| Aufgabe | Ausgangsfrage knapp notieren |
| Modell | passende Größen, Variablen, Skizze oder Diagramm |
| Rechnung | nachvollziehbare Umformungen mit Einheiten |
| Darstellung | Graph, Tabelle, Baumdiagramm oder Körperbild |
| Prüfung | Probe, Überschlag oder zweiter Lösungsweg |
| Reflexion | Verfahrenswahl und Lernfortschritt begründen |
Vorwissen-Check
Bearbeite zuerst ohne Hilfsmittel. Markiere danach: sicher – teilweise – noch üben.
- Quadratische Funktion: Bestimme den Scheitelpunkt von .
- Satz des Pythagoras: Berechne bei und .
- Prozentrechnung: Bestimme von .
- Wahrscheinlichkeit: Bei einem fairen Würfel gilt für „gerade Zahl“ . Kürze.
- Kreis: Berechne den Flächeninhalt bei mit .
Kontrolle: Scheitelpunkt ; ; ; ; .
Funktionsmodelle dokumentieren
Ein Funktionsmodell verbindet eine reale Situation mit einer mathematischen Beziehung.
Beispiel: Die Höhe eines geworfenen Balls werde modelliert durch
mit Zeit in Sekunden und Höhe in Metern.
Schritt 1 – Startwert:
Der Ball startet im Modell in Höhe.
Schritt 2 – Zeitpunkt der maximalen Höhe:
Für liegt die Symmetrieachse bei
also
Schritt 3 – maximale Höhe:
Damit hat der Scheitelpunkt die Bedeutung
.

Darstellungen verknüpfen
| Darstellung | Was Du daraus lesen kannst |
|---|---|
| Term | Rechenregeln, Parameter, Nullstellen |
| Graph | Verlauf, Scheitelpunkt, Schnittpunkte |
| Tabelle | einzelne Wertepaare und Trends |
| Situation | Bedeutung der Variablen und sinnvolle Grenzen |
Portfolio-Frage: Warum ist das Modell für sehr große Werte von nicht sinnvoll? Begründe mit dem Sachzusammenhang und dem Graphen.
Interaktives Beispiel: Bremswegmodell
Ein vereinfachtes Modell für einen Bremsweg sei
mit in und in Metern.
Berechne , und .
Hilfe 1: Setze den Geschwindigkeitswert für ein.
Hilfe 2: Vergleiche, was bei einer Verdopplung von mit geschieht.
Feedback: , , . Eine Verdopplung der Geschwindigkeit vervierfacht in diesem Modell den Bremsweg.
Portfolio-Baustein Funktionen
Dokumentiere ein selbst gewähltes Funktionsmodell. Dein Eintrag enthält mindestens:
Situation → Term → Wertetabelle → Graph → Interpretation
Nutze für längere Erklärungen normalen Text und nicht die Math-Umgebung.
Trigonometrische Lösungen
In einem rechtwinkligen Dreieck gelten bezogen auf den Winkel :

Verfahrenswahl sichtbar machen
Beispiel: Gegeben sind und die Ankathete . Gesucht ist die Gegenkathete .
Gesucht und gegeben kommen gemeinsam in
vor.
Also
und damit
.
Prüfung: Bei ist die Gegenkathete kleiner als die Ankathete. Das Ergebnis passt zur Skizze.
Übung mit Hilfestufen
Ein Baum wirft einen langen Schatten. Der Höhenwinkel zur Baumspitze beträgt . Bestimme die Baumhöhe.
Hilfe 1: Zeichne ein rechtwinkliges Dreieck.
Hilfe 2: Schattenlänge = Ankathete, Baumhöhe = Gegenkathete.
Hilfe 3:
Feedback: . Runde erst am Ende.
Wahrscheinlichkeitsmodelle
Mehrstufige Zufallsversuche werden übersichtlich, wenn Du ein Baumdiagramm zeichnest.

Produktregel entlang eines Pfades:
Summenregel für mehrere passende Pfade:
Interaktives Beispiel: Ziehen mit Zurücklegen
In einer Box liegen drei rote und zwei blaue Kugeln. Zweimal wird mit Zurücklegen gezogen.
Gesucht ist die Wahrscheinlichkeit für genau eine rote Kugel.
Die passenden Pfade sind und :
Somit
.
Portfolio-Reflexion: Erkläre in zwei Sätzen, warum hier zwei Pfade addiert werden.
Modell kritisch prüfen
Ein digitales Werkzeug kann ein Baumdiagramm erzeugen. Prüfe trotzdem:
- Sind alle Äste vorhanden?
- Addieren sich die Wahrscheinlichkeiten an jeder Verzweigung zu ?
- Wurde mit oder ohne Zurücklegen modelliert?
- Passen Ereignis und ausgewählte Pfade zusammen?
Körperberechnungen
Für Kreis, Zylinder, Kegel und Kugel brauchst Du sichere Grundformeln.


Visuelle Schrittfolge: zusammengesetzter Körper
Ein Körper besteht aus einem Zylinder und einem aufgesetzten Kegel mit gleichem Radius.
Schritt 1 – Skizze und Größen:
, ,
Schritt 2 – Teilvolumen Zylinder:
Schritt 3 – Teilvolumen Kegel:
Schritt 4 – Gesamtvolumen:
Schritt 5 – Plausibilität: Das Kegelvolumen muss kleiner als das Volumen eines gleich hohen Zylinders sein.
3D-Denken
Bei Oberflächen zusammengesetzter Körper werden Berührungsflächen im Inneren nicht mitgerechnet. Merke: sichtbare Außenflächen sind nicht die Summe aller Einzelflächen.
Prüfungssimulation
Diese Simulation ist ein Training und keine amtliche Prüfungsaufgabe. Arbeite 45 Minuten konzentriert und kontrolliere erst danach.
Teil A – Funktionen
Gegeben ist . Bestimme Scheitelpunkt, Achsenschnittpunkt mit der -Achse und interpretiere den Scheitelpunkt in einem selbst gewählten Sachmodell.
Teil B – Trigonometrie
Eine Rampe überwindet Höhe bei einer waagerechten Länge von . Bestimme den Steigungswinkel.
Teil C – Wahrscheinlichkeit
Bei einem Spiel wird zweimal ein fairer Würfel geworfen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, mindestens einmal eine Sechs zu erhalten.
Teil D – Körper
Ein Zylinder hat und . Berechne Volumen und Oberfläche.
Teil E – Begründung
Wähle eine Aufgabe aus und notiere, warum Dein Verfahren mathematisch passend ist.
Auswertung der Simulation
Ordne jeden Fehler einer Ursache zu:
| Fehlerart | Beispiel | Nächster Schritt |
|---|---|---|
| Modellfehler | falsche Formel gewählt | Skizze und Größen markieren |
| Rechenfehler | Vorzeichenfehler | Zwischenzeilen sauber schreiben |
| Darstellungsfehler | Einheit fehlt | Einheiten bei jedem Ergebnis prüfen |
| Interpretationsfehler | Ergebnis nicht zur Frage passend | Antwortsatz und Plausibilität |
Typische Fehler
- Runden: Zu früh gerundet. Besser mit ungerundeten Zwischenwerten weiterrechnen und erst am Ende sinnvoll runden.
- Trigonometrie: Gegenkathete und Ankathete ohne Bezug auf den betrachteten Winkel festgelegt.
- Wahrscheinlichkeit: Pfade addiert, obwohl zuerst innerhalb eines Pfades multipliziert werden muss.
- Körpergeometrie: Durchmesser als Radius eingesetzt.
- Quadratische Funktion: Scheitelpunkt aus dem Graphen falsch abgelesen, ohne den Term zu kontrollieren.
- Taschenrechner: Gradmaß und Bogenmaß verwechselt.
- KI: Eine vorgeschlagene Lösung ungeprüft übernommen.
Fehleranalyse im Portfolio
Für mindestens drei echte Fehler aus Deinen Übungen führst Du ein Fehlerprotokoll:
| Frage | Deine Notiz |
|---|---|
| Was war mein Fehler? | … |
| Warum ist er entstanden? | … |
| Wie erkenne ich ihn künftig? | … |
| Welche Gegenprobe hilft? | … |
| Neue Mini-Aufgabe | … |
Selbstkontrolle
Prüfe vor dem Abgeben jeder Portfolioseite:
- Ist die gesuchte Größe klar benannt?
- Sind Einheiten durchgehend korrekt?
- Ist die Formel passend zum Modell?
- Sind Umformungen nachvollziehbar?
- Gibt es eine Skizze, einen Graphen oder ein Diagramm?
- Wurde das Ergebnis geprüft?
- Ist die Begründung kurz, aber mathematisch eindeutig?
- Sind digitale Ergebnisse kritisch kontrolliert?
Transfer
Aufgabe: Verpackung vergleichen
Zwei Verpackungen sollen jeweils ungefähr fassen: ein Zylinder und ein quaderförmiger Behälter.
Entwickle passende Maße, berechne Volumen und Materialbedarf der Außenflächen und entscheide anhand Deiner Rechnungen, welches Modell bei Deinen gewählten Maßen weniger Oberfläche benötigt.
Zusatz: Stelle mindestens eine Größe als Funktion dar und untersuche, wie sich die Oberfläche verändert.
Kompetenzcheck
Bewerte Dich mit sicher – meistens – noch unsicher.
| Kompetenz | Dein Stand |
|---|---|
| Ich kann einen Sachverhalt in ein Funktionsmodell übersetzen. | … |
| Ich kann Term, Tabelle und Graph miteinander verbinden. | … |
| Ich kann Sinus, Kosinus oder Tangens passend auswählen. | … |
| Ich kann ein Baumdiagramm korrekt beschriften und Pfadregeln anwenden. | … |
| Ich kann zusammengesetzte Körper zerlegen und berechnen. | … |
| Ich kann Rechenwege begründen und Ergebnisse prüfen. | … |
| Ich kann Fehler systematisch auswerten. | … |
| Ich kann digitale Ergebnisse mathematisch kontrollieren. | … |
Reflexion
Beantworte am Ende des Portfolios:
- Bei welchem Thema ist mein Rechenweg deutlich sicherer geworden?
- Welche Darstellung hilft mir am meisten: Term, Skizze, Tabelle, Graph oder Diagramm?
- Welches Verfahren kann ich inzwischen begründet auswählen?
- Welcher typische Fehler tritt bei mir noch auf?
- Welche Gegenprobe nutze ich inzwischen automatisch?
- Welche zwei Themen trainiere ich vor der Abschlussprüfung gezielt weiter?
Folgekurs
Weiterführend passt:
M10 M - Mathematik Prüfungstraining Klasse 10
Dort können vollständige Prüfungssituationen, Zeitmanagement, gemischte Transferaufgaben und individuelle Fehlerprofile vertieft werden.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welche Aussage beschreibt den Scheitelpunkt einer nach unten geöffneten Parabel in einem Höhenmodell am besten? (Er kann den maximalen Funktionswert des Modells angeben) (!Er ist immer eine Nullstelle) (!Er liegt immer auf der y-Achse) (!Er ist immer der Startwert)
Welche Funktion nutzt Du im rechtwinkligen Dreieck, wenn Gegenkathete und Ankathete vorkommen? (Tangens) (!Sinus) (!Kosinus) (!Satz des Pythagoras)
Was geschieht entlang eines Pfades im Baumdiagramm mit den Wahrscheinlichkeiten? (Sie werden multipliziert) (!Sie werden immer addiert) (!Sie werden quadriert) (!Sie werden voneinander abgezogen)
Welche Formel beschreibt das Volumen eines Zylinders? (V gleich pi mal r Quadrat mal h) (!V gleich ein Drittel pi mal r Quadrat mal h) (!V gleich vier Drittel pi mal r hoch drei) (!V gleich zwei pi mal r)
Warum sollte in einer Trigonometrieaufgabe zuerst eine Skizze angefertigt werden? (Damit gegebene und gesuchte Seiten zum Winkel passend zugeordnet werden) (!Damit keine Rechnung mehr nötig ist) (!Damit automatisch der Satz des Pythagoras gilt) (!Damit das Ergebnis immer ganzzahlig wird)
Was ist eine sinnvolle Ergebnisprüfung bei einer Körperberechnung? (Einheiten und Größenordnung kontrollieren) (!Nur die letzte Ziffer prüfen) (!Alle Zwischenwerte auf ganze Zahlen runden) (!Die Formel nach dem Rechnen auswählen)
Was gehört zu einem guten Funktionsmodell im Portfolio? (Eine Deutung der Variablen und ein sinnvoller Definitionsbereich) (!Nur ein Taschenrechnerfoto) (!Nur das Endergebnis) (!Eine möglichst lange Textbeschreibung ohne Mathematik)
Wie gehst Du mit einer KI-generierten mathematischen Lösung um? (Du prüfst sie durch Rechnung und Begründung) (!Du übernimmst sie unverändert) (!Du behandelst sie als mathematischen Beweis) (!Du verzichtest auf Einheiten und Gegenprobe)
Was ist bei zusammengesetzten Körpern für die Oberfläche besonders zu beachten? (Innere Berührungsflächen gehören nicht zur Außenfläche) (!Alle Teilflächen werden immer doppelt gezählt) (!Das Volumen wird zur Oberfläche addiert) (!Der Radius wird durch die Höhe ersetzt)
Welche Aussage passt zu einer guten Fehleranalyse? (Der Fehler wird einer Ursache zugeordnet und mit einer neuen Aufgabe überprüft) (!Der falsche Rechenweg wird gelöscht und vergessen) (!Nur die Punktzahl wird notiert) (!Die Lösung wird ohne Vergleich abgeschrieben)
Memory
| Scheitelpunkt | Maximum oder Minimum einer Parabel |
| Tangens | Gegenkathete durch Ankathete |
| Produktregel | Wahrscheinlichkeiten entlang eines Pfades multiplizieren |
| Summenregel | Wahrscheinlichkeiten passender Pfade addieren |
| Zylinder | Volumen mit Grundfläche mal Höhe |
| Kegel | Ein Drittel des entsprechenden Zylindervolumens |
| Plausibilitätsprüfung | Ergebnis auf Größenordnung und Sinn prüfen |
| Fehleranalyse | Ursache erkennen und Strategie verbessern |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Scheitelpunktform | Funktionsdarstellung |
| Tangens | Trigonometrische Verfahrenswahl |
| Baumdiagramm | Wahrscheinlichkeitsmodell |
| Kegelvolumen | Körperberechnung |
| Gegenprobe | Ergebnisprüfung |
Kreuzworträtsel
| Parabel | Wie heißt der Graph einer quadratischen Funktion? |
| Tangens | Welche Winkelfunktion verbindet Gegenkathete und Ankathete? |
| Baumdiagramm | Welche Darstellung eignet sich für mehrstufige Zufallsversuche? |
| Zylinder | Welcher Körper hat zwei parallele kongruente Kreisflächen? |
| Radius | Welche Strecke führt vom Kreismittelpunkt zum Kreisrand? |
| Reflexion | Wie heißt die bewusste Auswertung des eigenen Lernwegs? |
LearningApps
Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Portfolio-Deckblatt Mathematik: Gestalte ein Deckblatt mit Deinen sechs Schwerpunktbereichen und passenden mathematischen Symbolen, aber ohne personenbezogene Daten.
- Parabel-Galerie: Zeichne drei Parabeln mit unterschiedlichen Parametern und notiere jeweils Scheitelpunkt und Öffnung.
- Trigonometrie-Foto ohne Personen: Fotografiere oder skizziere eine geeignete Alltagssituation mit Höhe und Abstand und formuliere eine trigonometrische Frage.
- Fehlerkarte: Erstelle eine Karte zu einem typischen eigenen Rechenfehler mit Fehler, Ursache, Warnsignal und Gegenprobe.
Standard
- Funktionsmodell entwickeln: Wähle eine reale Situation, stelle ein quadratisches Modell auf und dokumentiere Term, Tabelle, Graph und Grenzen des Modells.
- Höhenmessung mit Trigonometrie: Bestimme eine Höhe über Abstand und Winkel und begründe Deine Wahl von Sinus, Kosinus oder Tangens.
- Zufallsexperiment untersuchen: Führe ein einfaches Zufallsexperiment mehrfach durch, vergleiche relative Häufigkeit und Modellwahrscheinlichkeit und stelle die Ergebnisse grafisch dar.
- Körpermodell bauen: Entwirf einen zusammengesetzten Körper aus Zylinder und Kegel, berechne Volumen und sichtbare Oberfläche und fertige eine beschriftete Skizze an.
Schwer
- Prüfungssimulation analysieren: Bearbeite eine gemischte Simulation unter Zeitvorgabe und erstelle anschließend ein Fehlerprofil nach Fehlerarten.
- Verfahren vergleichen: Löse eine Aufgabe auf zwei mathematisch sinnvollen Wegen und bewerte, welcher Weg übersichtlicher, sicherer oder besser überprüfbar ist.
- Digitale Mathematik prüfen: Lass ein digitales Werkzeug oder eine KI eine anspruchsvolle Aufgabe lösen, prüfe jeden Schritt und dokumentiere mindestens eine unabhängige Kontrolle.
- Portfolio-Präsentation: Erstelle eine kurze Präsentation mit je einem starken Beispiel aus Funktionen, Trigonometrie, Wahrscheinlichkeit und Körpergeometrie und erkläre Deine Verfahrenswahl.


Lernkontrolle
- Modellierungsaufgabe: Ein Sachproblem kann durch eine quadratische Funktion beschrieben werden. Entwickle ein passendes Modell, deute die Parameter und erkläre, in welchem Bereich das Modell sinnvoll ist.
- Trigonometrie-Transfer: Entscheide bei einer unbekannten Dreieckssituation selbst, ob zuerst eine Hilfslinie, der Satz des Pythagoras oder eine Winkelfunktion sinnvoll ist. Begründe Deine Entscheidung.
- Wahrscheinlichkeitsvergleich: Zwei Spiele besitzen unterschiedliche Baumdiagramme. Vergleiche die Gewinnwahrscheinlichkeiten und erkläre, welche Modellannahmen für das Ergebnis entscheidend sind.
- Körper-Optimierung: Verändere Radius und Höhe eines Zylinders bei festem Volumen und untersuche, wie sich die Oberfläche verändert.
- Fehlerdiagnose: Analysiere einen vorgegebenen falschen Lösungsweg, finde die erste fehlerhafte Stelle, korrigiere sie und formuliere eine Regel zur Vermeidung.
- Darstellungswechsel: Übertrage eine Information aus einem Graphen in einen Term oder aus einem Baumdiagramm in eine Rechnung und erkläre den Zusammenhang.
Lernnachweis
Für einen überzeugenden Lernnachweis zu diesem Thema sind wichtig:
- mindestens ein vollständig dokumentiertes Funktionsmodell mit Graph und Interpretation
- mindestens eine trigonometrische Lösung mit Skizze und begründeter Verfahrenswahl
- mindestens ein Wahrscheinlichkeitsmodell mit Baumdiagramm und Pfadregeln
- mindestens eine Körperberechnung mit beschrifteter Skizze und Einheiten
- mindestens eine ausgewertete Prüfungssimulation
- mindestens drei Fehleranalysen mit Verbesserungsstrategie
- sichtbare Gegenproben oder Plausibilitätsprüfungen
- eine abschließende Reflexion über Fortschritt und nächste Lernziele
OERs zum Thema
Medien zum Weiterlernen
Die eingebundenen Grafiken stammen aus Wikimedia Commons und unterstützen die mathematischen Darstellungen. Die Videos vertiefen quadratische Funktionen, Trigonometrie, Wahrscheinlichkeitsrechnung und Körperberechnungen. Prüfe bei externen Angeboten immer, ob Inhalte und Schreibweisen zu Deinem Unterricht auf M-Niveau passen.
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