Mathematik Klasse 11/Medikation gegen Corona

Lernsituation

Die Entwicklung eines Corona Medikamentes

In der aktuellen Corona Pandemie versuchen viele Forscherteams unter Hochdruck, ein wirksames Medikament zur Behandlung der Viruserkrankung zu finden. Ein besonders vielversprechender Wirkstoff ist Redesivir. Um das Medikament richtig dosieren zu können, ist es notwendig, die Wirkstoffkonzentration im Blut der Patienten zu kennen. Dazu wird die Wirkstoffkonzentration (in mg/l) im Blut der Probanden in regelmäßigen zeitlichen Abständen (t in h) gemessen. Für den Wirkstoff Remdesivier kann die Wirkstoffkonzentration im Blut mit der Funktion
$f(t)=0,015t^{3}-0,6t^{2}+6t$
angenähert werden.
Um eine möglichst gleichbleibende Wirkstoffkonzentration im Blut zu garantieren, müssen die Forscher wissen, in welchen zeitlichen Abständen das Medikament verabreicht wird. Wird das Medikament zu oft verabreicht, besteht die Gefahr einer Überdosierung. Ist der Abstand zwischen zwei Medikamentengaben zu lang, so sinkt die Wirkstoffkonzentration so sehr, dass das Medikament unwirksam wird und das Virenwachstum erneut beginnt oder es sogar zu Resistenzen der Viren gegen den Wirkstoff kommt.

Arbeitsaufträge

Arbeitsauftrag

Es ist deine Aufgabe, dem Forschungsteam bei der Studie zu helfen. Dazu muss der Wirkstoffkonzentrationsverlauf zunächst möglichst genau beschrieben werden. Nach welcher Zeit ist die Abbaurate des Medikaments im Blut am stärksten? Deine Aufgabe ist es, mit deinem Team mögliche Ansätze zu beschreiben, die bei der Beschreibung des Kurvenverlaufs relevant sind. Dabei musst du sowohl die anwendungsbezogenen als auch mathematische Fragestellungen im Blick haben, da sich viele Anwendungsfragen mithilfe mathematischer Beschreibungen klären lassen. Wann immer möglich, gib eine mögliche Lösung an, wie du die Anwendungsfragen mithilfe der mathematischen Fragestellung lösen kannst.
In diesem ersten Teil geht es nicht darum, dass deine Antworten "richtig" oder "falsch" sind sondern darum, dass möglichst viele Lösungsansätze gefunden werden.

Aufgabe 1

Untersucht den Funktionsverlauf und sucht nach möglichen Fragestellungen im Zusammenhang mit der Medikamentenstudie. Dabei können sowohl andwendungsbezogene als auch mathematische Fragen zur Auswertung der Medikamentenstudie hilfreich sein.

Schreibt eure Fragen bei Oncoo auf Metaplankarten. Um die Fragen später den Kategorien zuordnen zu können, sollen anwendungsbezogene Fragen auf gelben und mathematische Fragen auf grünen Karten aufgeschrieben werden.

Sucht nach Lösungsansätzen für eure mathematischen Fragestellungen. Für viele mathematische Fragen habt ihr schon Lösungsmöglichkeiten kennengelnert. Notiert diese bitte auf blaue Karten. Hierbei ist es nicht wichtig, einen vollständig korrekten Lösungsansatz zu haben. Genauso wichtig ist es, eine Idee zu haben, wie man eine Lösung herbeiführen kann. Notiert auch diese Ideen auf blaue Karten.

Solltet ihr Probleme oder Fragen haben, dann notiert diese bitte auf weiße Karten.

Für mögliche Fragestellungen könnt ihr euch an den vergangenen Lernsituationen orientieren. Verwendet die Mind-Maps zur Einführung in die quadratischen Funktionen ("Römerbrücke") und der Einführung in die Exponentialfunktion ("Wolfsrudel") als weitere Beispiele.

Raum: 201, Annkathrin

Raum: 204, Konstantin

Aufgabe 2

Präsentiert eure Ergebnisse mit Oncoo. Geht bei der Präsentation auch auf Zusammenhänge zwischen anwendungsbezogenen und mathematischen Fragestellungen ausführlich ein.

Weitere Lernschritte

1. Die Entwicklung eines Corona Medikamentes
2. GuT-Werke GmbH in der Corona-Krise