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

7 Weiterer Einsatz von Teilen des Gesamtkonzeptes 235
che Vorgehensweise und die Reihenfolge der behandelten Themen wurden davon beeinflusst. Insbesondere
das Kinematik-Konzept orientiert sich stark an dem hier dargestellten Konzept. Die kinematischen
Begriffe Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung werden also an allgemeinen zweidimensionalen
Bewegungen eingeführt und erst danach auf eindimensionale Bewegungen spezialisiert
(Gröber, Poth, Wilhelm, 2006). Dabei werden die Größen als Vektoren dargestellt und die Änderungen
betont. Außerdem wird auch schon in der Kinematik Modellbildung eingesetzt. Da den
Lehrern weder die Möglichkeit zur Verfügung stand, dass die Schüler eigene Bewegungen mit der
PC-Maus analysieren, noch die dynamische Darstellung der Größen mit Pfeilen (außer in einigen
Applets), mussten sie Alternativen einsetzen. Deshalb begannen sie mit der Videoanalyse einer
zweidimensionalen Bewegung, nämlich einem Basketballwurf (ähnlich wie im BMBF-Projekt
„Vernetztes Studium Chemie“, siehe Kapitel 7.1). Auf einem Ausdruck der Bahnkurve mit Zeitmarken
sollen die Schüler dann selbst die Vektoren konstruieren. Aus der Tabelle der x- und y-
Komponenten der Geschwindigkeit wurde auch mit Hilfe des Satzes von Pythagoras die Bahnschnelligkeit
berechnet. In einem weiteren Beispiel wurde ausgehend von einem Video eines Rotors
einer Windkraftanlage mittels Videoanalyse die Beschleunigung der Rotorspitze konstruiert. Von
Vorteil bei diesem Vorgehen ist, dass Bewegungen aus der Alltagswelt statt Bewegungen auf dem
Labortisch untersucht wurden. Für die Behandlung der eindimensionalen Bewegung wurde ebenfalls
die Videoanalyse sowie Physlets verwendet, die auch dynamisch ikonische Repräsentationen
nutzen. Insgesamt wurden also weniger dynamisch ikonische Repräsentationen wie in dem Konzept
dieser Arbeit (Kapitel 5.3) genutzt, sondern mehr statische Darstelllungen, obwohl zweidimensional
in die Kinematik eingestiegen und mit Pfeilen gearbeitet wurde.
In der Dynamik wurden in dem größeren Kurs (entgegen der bayerischen Tradition) zuerst der Impuls
und die Impulserhaltung eingeführt. Dies ist auch sinnvoll, denn viele Schülervorstellungen
zum Begriff „Kraft“ entsprechen teilweise dem physikalischen Impulsbegriff. THIJS meint, dass
damit der Impuls als Alternative zur Impetustheorie angeboten wird und dass die Schüler so mit der
Bewegung eines Körpers von vorneherein Impuls statt Kraft verbinden (Thijs, 1992). Zumindest
kann man beim Auftreten entsprechender Vorstellungen auf dem Impuls verweisen. Wie in dem
hier dargestellten Konzept wurde das erste newtonsche Konzept als Spezialfall des zweiten dargestellt
werden und beim dritten newtonschen Gesetz viele Alltagsphänomene betrachtet werden.
Beim zweiten newtonschen Gesetz wird auch die graphische Modellbildung mit der Betonung der
Summe aller angreifenden Kräfte eingesetzt.
Trotz gleicher Grundideen unterschied sich der Unterricht in den beiden Kursen. Sehr ähnlich war
der Unterricht bezüglich der Sozialformen (Schwerpunkt auf Gruppenarbeit in Dreier-Gruppen,
Vertrauen in das Interesse der Schüler an Physik und in die Eigenaktivität und Selbständigkeit).
Recht unterschiedlich war die Häufigkeit des Einsatzes der vier Computeranwendungen Videoanalyse,
Modellbildung, Realexperimente und Just-in-Time-Teaching mit Physlets: Im kleineren Kurs
(11 Schüler) dominierte die Videoanalyse. Im größeren Kurs (23 Schüler) wurde intensiv Realexperimente
und Physlets/Just-in-Time-Teaching eingesetzt. Die Schüler hatten hier zu Hause Aufgaben
in Webformularen zu bearbeiten, von denen viele (ca. zwei Drittel) Physlets mit Animationen und
dynamisch ikonischen Repräsentationen enthielten. Die Antworten wurden gemäß dem Verfahren