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

5 Entwicklung eines Gesamtkonzeptes zur Kinematik und Dynamik 125
den. Steht dieses Spielzeug nicht zur Verfügung, kann man natürlich auch einen aufgeblasenen,
nicht verschlossenen Luftballon frei davonfliegen lassen. Schließlich kann man obigen Fön auch so
auf den Wagen legen, dass er Luft nach hinten bläst.
Fasziniert sind die Schüler stets von der Überlegung, dass bei einer Ohrfeige jeweils die gleiche
Kraft auf die Backe und die Hand wirkt, obwohl beim Schmerzempfinden und den juristischen Folgen
ein Unterschied besteht.
Wichtig ist auch etwas gegen die folgende Verwechslungsgefahr zu tun: Zwei gegengleiche Kräfte
greifen als Wechselwirkungskräfte an zwei beteiligten Körpern an (3. newtonsches Gesetz) oder
zwei gegengleiche Kräfte erzeugen an einem Körper ein Kräftegleichgewicht. Bei einem Kräftegleichgewicht
darf man deshalb auch nicht von einer „Gegenkraft“ sprechen, da dieser Begriff für
eine Wechselwirkungskraft reserviert sein soll, sondern nur von einer „Gleichgewichtskraft“ oder
noch besser von einer „Kompensationskraft“.
Als Hausaufgabe zum Nachdenken kann man ein schwieriges Problem stellen, das für Schüler in
der Erklärung recht anspruchsvoll ist. In einem Versuch befinden sich zwei Magnete mit gleicher
Orientierung in einem passenden Glasgefäß auf einer Waage (die nicht auf magnetische Kräfte reagiert)
(Feuerlein et al., 1993, S. 44). Wenn man den oberen Magneten umdreht, schwebt er und die
Frage ist, was dann die Waage anzeigt. Eine andere Möglichkeit für eine schwierige Nachdenk-
Hausaufgabe ist ein Versuch, bei dem ein Gewichtsstück an einer Feder über einem Becher Wasser
hängt, der auf einer Waage steht. Die Frage ist, was an der Waage und was an der Feder zu beobachten
ist, wenn das Gewichtsstück in das Wasser gehängt wird (Gaitzsch et al., 1996, S. 35).
5.3.6 Verschiedene Messmöglichkeiten zur Dynamik
Alle Experimente zur Dynamik wurden mit PAKMA (unter Windows 98) und der PAKMA-
Hardware (Steckkarte, PAKMA-Interfacebox, Präzisionslaufräder) durchgeführt und entsprechende
PAKMA-Programme standen den Lehrern auf der CD (siehe Anhang) zur Verfügung. Von Vorteil
war, dass hier bis zu drei Zählräder angeschlossen werden konnten, die beide in zwei Richtungen
messen konnten und sehr genau waren (Gitterabstand 80,4 µm). Mittlerweile wird die gesamte
Hardware allerdings nicht mehr produziert und die Steckkarte ist nicht mit Windows NT/2000/XP
kompatibel.
Natürlich gibt es viele andere Messwerterfassungssysteme, aber zum Zeitpunkt der Erstellung der
Unterrichtsmaterialien konnte kein anderes Messwerterfassungssystem die gewünschten dynamisch
ikonischen Repräsentationen anzeigen. Einzige Ausnahme ist das betriebssystemunabhängige Java-
Programm JPAKMA (Schönberger et al., 2002; Gößwein et al., 2002; Gößwein et al., 2003), das
mit dem LabPro von Vernier messen kann und noch mehr unterschiedliche dynamisch ikonischen
Repräsentationen als Windows-PAKMA ermöglicht. Leider steht diese Software, die schnelle
Rechner voraussetzt, aber noch nicht für Schulen zur Verfügung.
Ab der Version PAKMA 2004 ist es möglich, in PAKMA mit dem Sensor-Cassy von Leybold Didactic
zu messen. Während aber die Messung von Spannungen (und Strömen) einfach geht, muss
man beim Messen mit Zählrädern mehr beachten (Kleine Umbauarbeit und pro Laufrad zwei Kanä-