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

120 5 Entwicklung eines Gesamtkonzeptes zur Kinematik und Dynamik
5.3.4.4 Grobstruktur des Dynamikunterrichts
Das hier beschriebene Unterrichtskonzept wurde im Schuljahr 2001/2002 vom Autor in einer Klasse
getestet und daraufhin für die an der Evaluation teilnehmenden Lehrer ein knappe Übersicht über
die Grobstruktur des Unterrichts mit verschiedenen Hinweisen erstellt (siehe Tab. 5.2). Eine Angabe
von Lernzielen oder Medien ist hier aus Platzgründen nicht möglich. Auf der CD mit den Lehrermaterialien
(siehe Anhang) befinden sich als Vorschläge außer dieser Grobstruktur auch detaillierte
Beschreibungen jeder einzelnen Stunde. Die Medien, die in digitaler Form vorliegen (PAK-
MA-„Projekte“, Videos, Folien, Arbeitsblätter etc.) wurden auf der CD zusätzlich in einer Materialienliste
zusammengestellt. Wenn man diesem Vorschlag folgt, kann die ein- und zweidimensionale
Dynamik einschließlich Wurfbewegungen (aber ohne Schwingungen und ohne Erhaltungsgrößen)
in 20 Unterrichtsstunden behandelt werden, wenn Lernzielkontrollen nicht mitgezählt und nur zwei
der fünf vorgeschlagenen Unterrichtsstunden zur Modellbildung eingesetzt werden.
Stunde Thema
Newtonsche Gesetze:
1 Vorhersagen zur realen Fahrradbewegung,
idealer Versuch zum zweiten Newtonschen Gesetz (Masse konstant)
2 Idealer Versuch zum zweiten Newtonschen Gesetz (Kraft konstant),
Versuch mit variabler Hangabtriebskraft (wichtig!)
(Bei großer Zeitnot können die idealen Versuche auch entfallen und a = F / m mitgeteilt werden.
Diese Zeit kann dann für komplexe Versuche und Modellbildung verwendet werden.)
3 Versuch mit zusätzlichem Propeller,
Verallgemeinerung des 2. Newtonschen Gesetzes,
Versuch Gleitreibungskraft (wichtig!)
4 Der Kraftbegriff in der Alltagssprache, das erste Newtonsche Gesetz
5 Das dritte Newtonsche Gesetz (Wechselwirkungssatz)
6 Beispiele/Anwendungen zum dritten Newtonschen Gesetz,
Unterscheidung Kräftegleichgewicht - 3. Newtonsches Gesetz
Anwendung bei eindimensionalen Bewegungen:
7 Anwendung: Kräfte bei der schiefen Ebene (Auflagekraft, Zerlegung der Gewichtskraft)
Bemerkung In NG hier schon die Luftreibung (1 Std.), aber keine schiefe Ebene.
In MNG hier erst zusätzlich schiefe Ebene, später dann Luftreibung.
Additum 1 Modellbildung Schiefe Ebene (wenn genügend Zeit ist)
(wenn Zeit knapp, besser Modellbildung zur Luftreibung statt zur schiefen Ebene !!)
Additum 2 Fortsetzung Modellbildung Schiefe Ebene
8 Modellbildung konstante Zugmasse und Kette (HA)
Additum 3 Evtl. Ergänzungen zur Modellbildung Schiefe Ebene
Lernzielkontrolle 2. Stegreifaufgabe zur Modellbildung und Verbesserung
Bemerkung hier in MNG auch sinnvoll: Modellbildung Schwingung
9 Anwendung: Bewegung mit mehreren Kräften mit Reibungskraft,
Übung von Rechenaufgaben
10 Atwoodsche Fallmaschine mit Experiment und mit Messung
11 Der freie Fall
12 Messung der Fallbeschleunigung,
Senkrechter Wurf nach oben und Übungsaufgaben
13 Die Fallbewegung mit Reibung: Modellbildung Luftreibung (wichtig!)
14 Fragestunde, Übung, Wiederholung
Lernzielkontrolle Schulaufgabe
Verbesserung Verbesserung der Schulaufgabe
15 Waagrechter Wurf
16 Übung zum waagrechten Wurf