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

252 8 Zusammenfassung
ven Grapheninterpretation von Geschwindigkeitsgraphen bei eindimensionalen Bewegungen in
Frage zu stellen ist (Kapitel 6.4.2.2). Deutlich anders ist die Situation, wenn zu beschriebenen eindimensionalen
Bewegungen jeweils der passende Zeit-Beschleunigungs-Graph gewählt werden
soll. Hier werden die Aufgaben zu Beginn der elften Jahrgangstufe nur von durchschnittlich 12 %
der Schüler richtig gelöst (N = 373), während durchschnittlich 71 % so antworten als wäre nach der
Geschwindigkeit gefragt worden (Kapitel 6.4.2.3). Nach einem traditionellen Unterricht antworten
durchschnittlich 47 % der Schüler richtig (N = 188) und 37 % noch als wäre nach der Geschwindigkeit
gefragt worden. Bei Bewegungen nach links antworten durchschnittlich 7 % so, als wäre die
Beschleunigung die Änderung des Geschwindigkeitsbetrages („+“ = schneller, „-“ = langsamer).
Items mit Bewegungen nach rechts werden häufiger richtig beantwortet als Items mit Bewegungen
nach links. 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
(Kapitel 6.4.2.3).
Ähnliche Ergebnisse gibt es bei einer Aufgabe zur Beschleunigung beim senkrechten Münzwurf,
bei der das Vorzeichen der Beschleunigung bei gegebenem Koordinatensystem angegeben werden
soll. Nur 7 % der Schüler (N = 188) geben nach dem Unterricht für alle drei Phasen (hoch, oben,
herunter) die richtige Antwort, weitere 10 % wenigstens für die Auf- und Abwärtsphase (Kapitel
6.4.3.1). Eine Antwort, die der Änderung des Geschwindigkeitsbetrages entspricht, geben 36 % der
Schüler, und die Aufgabe, die Richtung als Pfeil zu zeichnen, ist für viele dieser Schüler ein Problem.
41 % geben eine der Geschwindigkeit entsprechende Antwort (Kapitel 6.4.3.1).
So kann man sagen, dass in beiden Aufgabentypen zur Beschleunigung (Graphen und Münzwurf)
ca. 40 % der Schüler nur der Geschwindigkeit entsprechend antworten und ca. 50 % ein gewisses
Verständnis der Beschleunigung haben, häufig aber nur der Änderung des Geschwindigkeitsbetra-
�
ges a = ∆ v / ∆t
entsprechend.
Schließlich wurden noch Aufgaben gestellt, bei denen die Beschleunigung ausschließlich als Pfeil
angegeben werden sollte und kein Koordinatensystem definiert war, so dass die Schüler nicht „+“
bei Schnellerwerden und „-“ bei Langsamerwerden angeben konnten. Bei geradlinigen Bewegungen
geben nach dem Mechanikunterricht durchschnittlich 90 % der Schüler eine richtige Lösung (N
= 217), während bei Kurvenfahrten (konstantes Tempo, schneller- und langsamerwerdend) nur
durchschnittlich 9 % die richtige Lösung angeben (Kapitel 6.4.1.1). Dagegen geben durchschnittlich
59 % einen Pfeil an, der mehr oder weniger die tangentiale Beschleunigung angibt (evtl. gebogener
Pfeil), wobei man annehmen kann, dass häufig eine „Schneller-/Langsamer-Vorstellung“ in Pfeile
umgesetzt wurde.
Insgesamt kann man also folgern, dass im herkömmlichen Unterricht nur wenige Schüler ein physikalisch
angemessenes Verständnis der Beschleunigung erreichen, das ihnen ermöglicht, qualitative
Aufgaben zur Beschleunigung – auch bei Richtungsumkehr oder im zweidimensionalen Fall –
konsequent richtig zu lösen.