In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit Koordinatensystemen, die Berechnung von Steigungen und das Aufstellen von linearen Gleichungen kennen. Ausgehend von fiktiven Szenarien aus dem Praxisalltag von Steinmetzinnen und Steinmetzen üben sie, Messwerte und Höhenangaben in einem Koordinatensystem darzustellen, Steigungen zu berechnen und Treppen- sowie Rampenverläufe mithilfe von Geraden zu beschreiben. Die zentrale Fragestellung lautet: Wie lassen sich Treppen und Rampen mathematisch planen, beschreiben und beurteilen?
Im ersten Arbeitsblatt lernen die Lernenden den Aufbau eines Koordinatensystems kennen. Sie unterscheiden x- und y-Werte, lesen Koordinaten ab, tragen Punkte ein und beschreiben Punktlagen. Die Figuren Steinmetzin Isabelle und ihr Azubi Christian führen in die Praxis ein. Merkhilfen wie die ABC-Regel und die Aufzug-Regel unterstützen die Orientierung beim Ablesen und Eintragen von Punkten. In einer abschließenden Aufgabe erkennen die Lernenden, dass Punkte mit gleichen x- und y-Werten auf einer besonderen Geraden liegen.
Das zweite Arbeitsblatt knüpft an diese Beobachtung an und führt den Begriff der Steigung ein. Die Schülerinnen und Schüler setzen Höhe und waagerechte Strecke in Beziehung, bestimmen Steigungen aus zwei Punkten und vergleichen Geraden hinsichtlich ihrer Steilheit. Dabei verwenden sie die Fachbegriffe Treppenhöhe, Auftritt, Höhenunterschied und waagerechter Abstand. Die Aufgaben greifen außerdem die Schrittmaßregel für Treppen sowie die zulässige Steigung barrierefreier Rampen auf. Dadurch werden mathematische Berechnungen mit einer fachbezogenen Bewertung verbunden.
Im dritten Arbeitsblatt wird der Zusammenhang zwischen Steigung und y-Achsenabschnitt aufgegriffen. Die Lernenden stellen Geradengleichungen der Form f(x)=m*x+b auf, bestimmen Steigung und y-Achsenabschnitt aus Punkten und Wertetabellen und übertragen Messwerte in Koordinatensysteme. Anhand realitätsnaher Messdaten erkennen sie, dass nicht alle Punkte einer alten oder unregelmäßig gebauten Treppe exakt auf einer Geraden liegen. Sie zeichnen Ausgleichs- beziehungsweise Steigungsgeraden und nutzen diese zur Modellierung eines ungefähren Treppenverlaufs. Zusätzlich untersuchen sie, wie sich zulässige Maßtoleranzen auf die Steigung auswirken.
Das Lernfeld des Steinmetzhandwerks eignet sich besonders gut, um mathematische Inhalte mit einer anschaulichen beruflichen Anwendung zu verknüpfen: Beim Planen und Überprüfen von Treppen, Rampen und anderen Bauteilen spielen Maße, Höhen, Abstände und Steigungen eine wichtige Rolle. So erhalten Koordinatensysteme, lineare Funktionen und Geradengleichungen eine konkrete Bedeutung, und die Lernenden können mathematische Modelle an berufsbezogenen Fragestellungen erproben. Zugleich bilden die dargestellten Situationen den Arbeitsalltag von Steinmetzinnen und Steinmetzen nur vereinfacht und auszugsweise ab. Die tatsächlichen Tätigkeiten sind vielfältiger und umfassen unter anderem die Bearbeitung und Gestaltung von Naturstein, Restaurierungsarbeiten sowie die Planung und Ausführung individueller Werkstücke.
