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

174 6 Evaluation des Unterrichtskonzeptes
- „Das Auto bewegt sich nach rechts, wird gleichmäßig schneller 6 gleichmäßige Erhöhung der
Beschleunigung in gleichmäßigen Zeitabschnitten.“
Begründungen in der Form „Geschwindigkeit größer Ψ Beschleunigung größer“:
- „Da die Geschwindigkeit gleichmäßig ansteigt, muss auch die Beschleunigung konstant steigen.“
- „Da das Auto gleichmäßig schneller wird, nimmt die Beschleunigung ebenfalls gleichmäßig zu.“
Interessant ist auch, wie Schüler in einem eigenen Test mit 19 Schülern den Begriff Beschleunigung
definierten. Sieben Schüler (37 %) gaben an, dass die Beschleunigung die Änderung der Geschwindigkeit
in einem bestimmten Zeitintervall ist, ohne auf die Grenzwertbildung einzugehen. Sechs
Schüler (32 %) sprachen nur von der Änderung der Geschwindigkeit (meist ohne irgendeine Nennung
der Zeit), wobei zwei die Formel a = ∆v/∆t angaben. Bei zwei Schülern wurde die Beschleunigung
sogar über die Formel a = F/m definiert. Am interessantesten ist jedoch, dass für vier Schüler
(21 %) Beschleunigung eine Bewegung ist; Zitat: „Beschleunigung: Bewegung eines Körpers mit
veränderlicher Geschwindigkeit.“ Bei dieser Definition ist es jedoch nicht verwunderlich, dass die
Schüler bei den Beschleunigungsaufgaben den Graphen wählten, der die Bewegung, d.h. die Geschwindigkeit,
angibt.
Vergleicht man Items mit Bewegungen, die physikalisch zwar äquivalent sind, aber sich in der
Richtung unterscheiden, so zeigt sich, dass Items mit Bewegungen nach rechts häufiger richtig beantwortet
werden als Items mit Bewegungen nach links (siehe Tab. 6.5). Innerhalb einer Bewegungsrichtung
werden außerdem Items mit Bewegungen mit konstanter Geschwindigkeit am häufigsten
richtig beantwortet gefolgt von Items mit schnellerwerdenden Bewegungen, während die
Items mit langsamerwerdenden Bewegungen am schlechtesten ausfallen. Umgekehrt nehmen die
„Geschwindigkeitsantworten v � statt a � “ von Items mit konstanter Geschwindigkeit über solchen
mit schnellerwerdenden Bewegungen hin zu solchen mit langsamerwerdenden Bewegungen zu.
Schließlich sollen die Ergebnisse dieses Aufgabenblockes wieder mit den Ergebnissen entsprechender
Items in den Untersuchungen (siehe Tab. 6.6), die von THORNTON, TREFFER und BLASCHKE
nach einem herkömmlichen Unterricht durchgeführt wurden, verglichen werden. Auffallend ist dabei
das Item zu einer schnellerwerdenden Bewegung nach links, bei dem der Anteil der richtigen
Antworten in den Untersuchungen der drei Autoren wesentlich niedriger liegt als bei den übrigen
Items, während dieser Anteil bei der Untersuchung von WILHELM im Rahmen der übrigen Items
liegt. Da es sich bei diesem Item um das einzige aufgeführte Item handelt, in dem eine Bewegung
nach links mit veränderlicher Geschwindigkeit beschrieben wird, könnte dies wieder an der Präsentation
des zugrunde liegenden Koordinatensystems liegen. Eine direkte Prüfung dieser Hypothese,
indem Schüler Aufgaben mit beiden Präsentationsarten vorgelegt bekommen, wurde nicht durchgeführt.
Ansonsten liegen die Anteile der richtigen Antworten in der Untersuchung von THORNTON an den
amerikanischen Universitäten etwa in gleicher Höhe wie bei dieser Untersuchung (vergleiche „Uni.,
USA insgesamt, THORNTON“ mit „Gymnasium, WILHELM, Haupttest“). Die Anteile der richtigen
Antworten an der Universität Würzburg 1988 liegen abgesehen von dem erwähnten Item wie erwartet
etwas höher. Überraschend ist jedoch, dass das Ergebnis 1988 an den Gymnasien so schlecht