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

186 6 Evaluation des Unterrichtskonzeptes
der unter anderem nach der Kraftrichtung im höchsten Punkt (Scheitelpunkt) gefragt wurde. Diese
Aufgabe wurde in Deutschland von JUNG und WIESNER (1981, S. 111 und 117) an Physikstudenten,
von SCHECKER (1985, S. 107, 113 und 300) an Gymnasiasten und von NACHTIGALL (1987, S. 148 f.)
an Studenten und Schüler gestellt. Bei den Untersuchungen mit Schülern liegen die Ergebnisse circa in
gleicher Höhe wie bei dieser Untersuchung (siehe Tab. 6.15). CLEMENT (1982, S. 67) dagegen stellte
eine Aufgabe, in der die Münze wie hier senkrecht nach oben geworfen wurde, und fragte nach der
Kraftrichtung beim Hochbewegen. Weitere Testergebnisse zu dieser Aufgabe finden sich bei THIJS
(1992), WILHELM (1994) und DEMIDOW ET AL. (1997).
Bei der hier gestellten Aufgabe sollte nur die Richtung der Kraft in den drei Fällen (Aufwärtsbewegung,
oben, Abwärtsbewegung) angegeben werden; es wurde nicht gefragt, ob der Betrag der Kraft
konstant ist, ab- oder zunimmt. Bei einer Aufgabe des FCI-Tests (Item Nummer 5 in Version 1)
wurden mit Worten fünf mögliche Antworten genau beschrieben. Interessanterweise geben die
Gymnasiasten (11. Jahrgangsstufe) bei dieser Aufgabe deutlich seltener eine richtige Antwort (5 %
statt 10 %) (siehe Kapitel 6.5.1.2). Die dort logisch klingenden Alternativen sind offensichtlich attraktive
Distraktoren und erschweren eine physikalisch korrekte Antwort.
6.4.3.2 Ergebnisse der Treatmentgruppe im Vergleich
Die Aufgabe „Beschleunigung beim Münzwurf“ wurde aus dem ursprünglichen Test „Fragen zu
Kraft und Bewegung“ ausgegliedert und als separater kurzer Test in sieben Treatmentklassen nur
als Nachtest gestellt – teilweise erst spät im Schuljahr mit großem Abstand zum entsprechenden
Unterrichtsstoff. Auf einen Vortest wurde verzichtet; es ist anzunehmen, dass dies vor dem Unterricht
kaum ein Schüler richtig löst. Der senkrechte Wurf wurde in den Versuchsklassen als Anwendung
des zweiten newtonschen Gesetzes sehr kurz behandelt, wie dies auch in den bayerischen
Schulbüchern behandelt wird. Es wurde nicht gefragt, ob dies auch in allen Vergleichsklassen gemacht
wurde, jedoch ist davon auszugehen, dass dies in der Regel geschah. Damit die Versuchsklassen
bei dieser Aufgabe gegenüber den Vergleichsklassen durch die Behandlung der Aufgabe
nicht im Vorteil sind, wurde die Beschleunigungsrichtung bei diesem Vorgang nicht im Unterrichtskonzept
thematisiert.
Das Besondere dieser Aufgabe ist nicht nur, dass eine natürliche Richtungsumkehr vorliegt und sich
die Münze somit teilweise in Richtung der negativen Koordinatenachse bewegt, sondern dass hier
keine Grapheninterpretation notwendig ist. Es genügt, sich die Richtung der Beschleunigung zu
überlegen. Deshalb wurde hier bei der Testgruppe ein deutlich besseres Ergebnis als bei der Vergleichsgruppe
erwartet, denn diese Fähigkeit sollte in der Kinematik im Zusammenhang mit zweidimensionalen
Bewegungen entwickelt worden sein.
In den sieben Treatmentklassen haben 39 % der Schüler die Aufgabe richtig gelöst (siehe Tab. 6.16)
(Klassenergebnisse zwischen 27 % und 54 %). Damit liegt deren Anteil fast sechsmal so hoch wie
in den herkömmlich unterrichteten Klassen (Unterschied auf 0,01-Niveau signifikant). Zusammen
mit den fast-richtigen Lösungen hat damit die Hälfte aller Schüler die Aufgabe richtig gelöst. Die
Antwort, bei der Schnellerwerden stets einer positiven und Langsamerwerden stets einer negativen
Beschleunigung entspricht, wurde nur von 14 % der Schüler gewählt gegenüber einem Drittel der