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

6 Evaluation eines Unterrichtskonzeptes 149
Ein Lehrer außerhalb Bayerns entwickelte eine zum Unterrichtskonzept passende Schülerübung
ohne Computer mit Hilfe der in 5.3.3.4 bereits erwähnten Spurenplatte. Ausgehend von der Idee,
Ortsänderungen bzw. Geschwindigkeitsänderungen zu betrachten, verwendete er die alte Schwefelbahn
(eindimensional) und die Spurenplatte (für zweidimensionale Bewegungen) der Firma Kröncke,
um Ortsänderungen als Streifen im Schwefelstaub sichtbar zu machen, was im zweidimensionalen
Fall auch leicht selbst nachgebaut werden kann. Bei sanfter Bewegung des Fingers über die
Platte entsteht eine Spur aus schwarzen und gelben Streifen, die jeweils 0,01 s dauern. Damit wurde
eine sinnvolle qualitative Schülerübung durchgeführt, von der der Lehrer berichtete: "Ich habe kurz
vorgemacht, wie man eine Spur mit dem Finger erzeugt, habe wiederholen lassen, wie die Spuren
entstehen und wie man prinzipiell das Tempo bestimmen könnte bzw. welcher Zusammenhang zwischen
Spurdichte und Tempo besteht. [...] Aufgabe an die Schüler war: Stellt mit dem Finger schöne
Spuren her und interpretiert sie in Richtung Geschwindigkeit und Beschleunigung. Dann bin ich
herumgegangen und habe mehr oder weniger sanft mit den Gruppen qualitative Auswertungen betrieben,
mit der Spitze der Pinselrückseite haben wir tangential Geschwindigkeitsvektoren eingezeichnet
und je zwei dann am selben Bezugspunkt angesetzt daneben noch einmal gezeichnet um
daraus die Beschleunigung zu ermitteln (dabei haben wir ∆v und a sprachlich gleich behandelt
[...]). Verschiedene Spuren wurden erzeugt: Spiralen, Herze, Ovale mit deutlich unterschiedlicher
Bahngeschwindigkeit, Weihnachtsbäume und Engel, Namen wurden geschrieben. Eine Gruppe
stellte systematisch gleichförmige, gleichmäßig beschleunigte und gebremste, kreisförmige mit konstantem
Tempo und mit variablem Tempo her. Am Schluss stellen verschiedene Gruppen ihre Kurven
vor und erläuterten daran Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvektoren. Bei der Zerlegung
in tangentiale und radiale Komponente habe ich dann etwas stärker gelenkt. Besprochen wurde in
der Stunde noch die Rennbahn-Aufgabe - das passte ganz gut." Dies zeigt, dass das Kinematik-
Konzept ausbaubar und auch ohne Computer behandelbar ist, obwohl es dann viel mühsamer ist,
die Vektoren zu erhalten.
Der gleiche Lehrer verwendete in der Stunde vor den Ferien auch das Spiel „Autorennen“ zur zweidimensionalen
Kinematik (siehe Kapitel 5.3.3.5). Auch dieses Beispiel zeigt, dass die Grundidee
des Konzeptes vielfältig angewandt und variiert eingesetzt werden kann.
Im Allgemeinen, aber nicht in jedem Fall wurde anerkannt, dass reine Rechenaufgaben und Gleichungsmanipulieren
nicht so sinnvoll sind. Entsprechend dem Konzept wurden quantitative Aufgaben
häufiger über Diagramme statt über allgemeine Bewegungsfunktionen gelöst, indem z.B. Flächen
unter dem Graphen berechnet wurden. Etliche Lehrer haben die Stegreifaufgaben und Schulaufgaben,
die sie gehalten haben, zur Verfügung gestellt. Diese Prüfungen unterscheiden sich von
traditionellen Aufgabenstellungen. Neben traditionellen Rechenaufgaben und Grapheninterpretation
wurden mehr qualitative, Verständnis verlangende Aufgaben gestellt. Dabei wurden zum einen
Vorschläge aus den Materialien übernommen, wie z.B. die Aufgabe zum Beschleunigungsvektor
aus Abb. 5.7 (siehe Kapitel 5.3.2.), und zum anderen neue Ideen entwickelt. Es wurde das Zeichnen
von Vektoren verlangt, die Ergänzung eines Modells, Begründungen, Erklärungen oder die Entscheidung,
ob Aussagen richtig sind (z.B. „Ist bei einer Bewegung der Beschleunigungsvektor ungleich
dem Nullvektor so ändert sich die Schnelligkeit.“, „Bei einer eindimensionalen Bewegung