Konzeption und Evaluation eines Kinematik/Dynamik-Lehrgangs zur ...

1 Einleitung 3
menhang mit den Möglichkeiten ikonischer Repräsentationen am Computer sollten Möglichkeiten
für neue Elementarisierungen und neue Unterrichtsstrategien aufgezeigt werden. Da nicht davon
ausgegangen wird, dass eine doppelte Codierung im Unterricht mit Sprache und Bild bzw. allgemein
eine Multicodierung immer automatisch zu besserem Lernen führt, war zu überlegen, wo und
wie ikonische Repräsentationen sinnvoll erscheinen. Beispielsweise ermöglicht heute der Einsatz
eines Computers zur Messwerterfassung und zur dynamischen Darstellung der Messwerte mittels
Vektorpfeilen die didaktisch sinnvolle Einführung der kinematischen Größen anhand allgemeiner
zweidimensionaler Bewegungen (Kapitel 5.3.1 bis 5.3.3), um so bei den Schülern ein vektorielles
Verständnis dieser Größen zu erreichen. Ein anderes Einsatzgebiet ikonischer Repräsentationen
betrifft die graphische Modellbildung, bei der die berechneten Abläufe durch Animationen dargestellt
werden. Diese graphische Modellbildung hilft den Schülern in der Dynamik, die entscheidenden
Wirkungszusammenhänge zu erfassen und damit ein strukturelles Verständnis zu gewinnen
(Kapitel 4).
Das Unterrichtskonzept sollte aber nicht nur die Schüler, die danach unterrichtet wurden, erreichen,
d.h. deren Vorstellungen verändern, sondern auch die Lehrer erreichen, d.h. dass sie dieses Konzept
aufgrund ihrer Unterrichtserfahrungen so überzeugt, dass sie es weiterhin einsetzen und weiterempfehlen.
Dazu muss es nicht nur in der augenblicklichen Schulsituation gemäß dem gerade gültigen
Lehrplan durchführbar sein. Für die Lehrer muss das Konzept auch einsichtig, die Grundideen ohne
großen Aufwand umsetzbar sein und sie müssen bei diesem Vorgehen genügend positive Rückmeldung
von den Schülern erhalten. Um den Transfer der Ideen in den Unterricht zu unterstützen, wurden
Unterrichtsmaterialien für die Lehrer erstellt (siehe Kapitel 5.5) und eine Lehrerfortbildung
durchgeführt.
Um zu prüfen, inwieweit beide Ziele erreicht werden, nämlich einerseits das Verständnis der newtonschen
Mechanik bei den Schülern zu fördern und anderseits die Lehrer von dem Konzept zu überzeugen,
wurden zwölf Lehrer gewonnen, die den gesamten Unterricht in insgesamt 16 Klassen
durchführten. Abschließend wurden die Akzeptanz und die Einschätzung der Lehrer, die entsprechend
unterrichteten, erhoben (siehe Kapitel 6.3). Damit sollte die Umsetzbarkeit des Konzeptes
bzw. einzelner Aspekte durch Lehrer, die das Konzept nicht mit entwickelten, überprüft werden.
Um zu ermitteln, ob die Schüler bei diesem Unterricht mehr Verständnis der newtonschen Mechanik
erreichten, wurden Veränderungen in den Schülervorstellungen (Vor-/Nachtest-Design) mit
Veränderungen in konventionell unterrichteten Klassen verglichen (Trainings-/Kontrollgruppen-
Design). Aufgrund der Rahmenbedingungen waren nur paper-and-pencil-Tests möglich. Dabei war
bewusst, dass nicht alle Bedingungen in den Versuchsklassen und Vergleichsklassen genau kontrolliert
werden konnten. Da es sich nicht um wenige Prinzipien und um keine kurze Unterrichtssequenz
handelte, sondern um ein Unterrichtskonzept für mindestens ein halbes Schuljahr, ist dies im
gegebenen finanziellen und organisatorischen Rahmen nicht möglich. Die Arbeit verfolgt also einen
globalen Ansatz aus physikdidaktischer Sicht, der den Unterricht in ganzen Klassen im Blick hat,
und nicht spezielle Fragestellungen zum Lernen mit dynamisch ikonischen Repräsentationen aus
psychologischer Sicht (siehe Kapitel 3.2.3, letzter Absatz).