Vitamin D und das Immunsystem – Lineare Funktionen im realen Kontext

Diese Unterrichtseinheit verbindet Mathematik mit einem aktuellen medizinischen Forschungsthema und zeigt eindrucksvoll, wie mathematische Modelle zur Beschreibung realer Zusammenhänge eingesetzt werden können.

Ausgangspunkt ist eine klinische Studie von Barbara Prietl et al. (2014), in der der Einfluss einer hochdosierten Vitamin-D-Supplementierung auf das Immunsystem untersucht wurde. Die Ergebnisse zeigen unter anderem eine Zunahme sogenannter regulatorischer T-Zellen, die eine zentrale Rolle bei der Steuerung von Immunreaktionen spielen.

Auf Basis vereinfachter, an die Studie angelehnter Daten analysieren die Schülerinnen und Schüler den Zusammenhang zwischen dem Vitamin-D-Spiegel und der prozentualen Veränderung dieser Immunzellen. Dabei entwickeln sie eigenständig ein lineares Modell, interpretieren dessen Parameter im Sachkontext und reflektieren kritisch die Aussagekraft mathematischer Modelle in biologischen Systemen.

Lernziele

• Aufstellen und Interpretieren linearer Funktionen im Sachkontext

• Anwendung von Regressionsmethoden

• Kritische Reflexion von Modellen in realen Anwendungsfeldern

• Förderung von interdisziplinärem Denken (Mathematik & Biologie)

Inhalte der Einheit

• Arbeit mit realitätsnahen Datensätzen

• Bestimmung einer Ausgleichsgeraden

• Interpretation von Steigung und y-Achsenabschnitt

• Grafische Darstellung von Daten und Modell

• Modellkritik und Transfer auf reale biologische Prozesse

Didaktischer Mehrwert

Diese Aufgabe geht über reine Rechenverfahren hinaus und ermöglicht einen motivierenden Zugang zur Mathematik durch einen lebensnahen Kontext. Gleichzeitig wird deutlich, dass mathematische Modelle Vereinfachungen darstellen und kritisch hinterfragt werden müssen – eine zentrale Kompetenz im modernen Mathematikunterricht.

Einsatzmöglichkeiten

• Berufsfachschule 2

• Oberstufe (Einführungs- oder Qualifikationsphase)

• Wiederholung und Vertiefung linearer Funktionen

• Klausurvorbereitung

• Fächerübergreifender Unterricht (Mathematik / Biologie)

Hinweis

Die verwendeten Daten sind an wissenschaftliche Studien angelehnt, wurden jedoch für unterrichtliche Zwecke vereinfacht und modellhaft aufbereitet.