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

2 Schülervorstellungen zur Kinematik und Dynamik 13
wird deshalb hier als Konzeptwechsel bezeichnet, wobei man zwischen kontinuierlichen und diskontinuierlichen
Wegen unterscheiden kann (siehe auch Kapitel 5.4).
Für einen Konzeptwechsel geben POSNER ET AL. folgende Bedingungen an (Posner, Strike, Hewson,
Gertzog, 1982 oder Strike, Posner, 1985):
1. Die Schüler müssen mit dem bereits vorhandenen Konzepte in einer Situation unzufrieden sein.
2. Eine neues Konzept muss wenigstens minimal verstanden sein. Es muss also minimal begriffen
werden, wie Erfahrung mit dem neuen Konzept befriedigend strukturiert werden kann.
3. Ein neues Konzept muss augenblicklich intuitiv einleuchtend erscheinen.
4. Ein neues Konzept muss das Potential in sich tragen, auf neue Situationen ausgeweitet werden zu
können.
2.2 Schülervorstellungen zur Mechanik
Die Mechanik ist ein großes und wichtiges Gebiet der Physik. Außerdem beschäftigt sie sich mit
Vorgängen, die der Erfahrung der Schüler näher stehen als andere Teilgebiete der Physik. Deshalb
gibt es gerade in diesem Bereich besonders viele Schülervorstellungen. Das Forschungsgebiet
„Schülervorstellungen“ gibt es erst seit den Siebziger Jahren in der Naturwissenschaftsdidaktik und
ist somit noch eine relativ neue Forschungsrichtung. In der Bibliographie „Students’ and Teachers’
Conceptions and Science Education“ von DUIT (2004) (http://www.ipn.uni-kiel.de/aktuell/stcse/
stcse.html) findet man über 6000 englische und deutsche Einträge zu diesem Thema, d.h. Literaturhinweise
auf Artikel über empirische Forschung und auf theoretische Veröffentlichungen. Hier findet
man auch lange Listen von Schülervorstellungen mit Angabe entsprechender Literaturquellen.
Die meisten Untersuchungen zu Schülervorstellungen fanden dabei bisher in dem Gebiet Mechanik
statt.
So muss hier eine Beschränkung in der Beschreibung von Schülervorstellungen vorgenommen werden.
Es sollen die wichtigsten Vorstellungen von den kinematischen Begriffen und vom Begriff
„Kraft“ dargestellt werden. Nicht betrachtet werden soll also der gesamte Bereich der Statik. Auf
manche kinematische Probleme (wie z.B. die Superposition von Geschwindigkeiten) oder auf Probleme
mit der Wahl des Bezugssystems soll nicht eingegangen werden. Auch Rotationsbewegungen
und die damit verbundenen Probleme mit der Zentripetalkraft bleiben hier außer Betracht.
2.2.1 Zu den Begriffen „Ort“ und „Weglänge“
Im traditionellen Unterricht wird oft nicht klar zwischen Ort und Weglänge unterschieden. Da sich
hier alle Körper in der Regel eindimensional in positive Koordinatenrichtung bewegen und beim
Nullpunkt beginnen, haben der Ort und die zurückgelegte Weglänge identische Werte. Erst bei
zweidimensionalen Bewegung kann hier sinnfällig unterschieden werden: Ort nennt man einen
Punkt im Bezugssystem. Weglänge nennt man die Länge der Bahnkurve.
2.2.2 Zum Begriff „Geschwindigkeit“
Was schnell und langsam bedeutet ist schon elfjährigen Schülern intuitiv klar (Rhöneck, 1983). Im
Alltag wird Geschwindigkeit (englisch: velocity) aber auf eine positive skalare Größe (Betragsgrö-