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

8 Zusammenfassung 257
Die Ideen und Materialien dieses Unterrichtskonzeptes, die ursprünglich im Hinblick auf den Physikunterricht
in bayerischen Gymnasialklassen entwickelt wurden, wurden auch in anderem Zusammenhang
unter anderen Bedingungen eingesetzt und es wurden dabei einige Erfahrungen gesammelt
(Kapitel 7). Auf besonderes Interesse stieß dabei die Einführung der kinematischen Größen
anhand allgemeiner zweidimensionaler Bewegungen, die stets sehr positiv eingeschätzt wurde
und die mit unterschiedlicher Software realisiert werden kann (JPAKMA: Kapitel 7.1; Coach 5:
Kapitel 7.3). Viele Ideen (zweidimensionale Kinematik, Modellbildung) wurden sowohl im eher
lehrerzentrierten Unterricht als auch in einem stark schülerorientierten Unterricht (Kapitel 7.3.1)
eingesetzt.
8.5 Empirischer Vergleich der Treatmentgruppe mit Vergleichsgruppen
In der Treatmentgruppe, die nach dem gesamten Konzept unterrichtet wurde, wurden verschiedene
paper-pencil-Tests gestellt, wobei zu akzeptieren war, dass nicht alle Klassen an allen Tests teilnahmen,
denn es ist für Lehrer aufgrund der Stofffülle schwer möglich, viele zusätzliche Tests in
den Unterricht einzubeziehen. Die Testergebnisse wurden mit Ergebnissen aus herkömmlich unterrichteten
Klassen verglichen.
In der Treatmentgruppe wurde viel Wert auf das Verständnis der kinematischen Größen gelegt und
ausführlich zweidimensionale Bewegungen behandelt, während im herkömmlichen Unterricht intensiv
eindimensionale Bewegungen mit Grapheninterpretation behandelt und geübt werden. Bei
Aufgaben, in denen zu einer beschriebenen Bewegung der passende Zeit-Geschwindigkeits-Graph
oder Zeit-Beschleunigungs-Graph zu wählen ist, ist aber kein signifikanter Unterschied nachweisbar
(NTreat = 211, NKontr = 188) (Kapitel 6.4.2.4). Dass in diesem Konzept eindimensionale Bewegungen
weniger als im herkömmlichen Unterricht behandelt wurden und stattdessen das Verständnis
für die Größen an zweidimensionalen Bewegungen geschult wurde, wirkt sich also nicht auf das
Lösen dieser Aufgaben zu eindimensionalen Bewegungen aus.
Anders sieht es aus, wenn nicht nach Graphen, sondern nach der Richtung der Beschleunigung gefragt
wird. Beim senkrechten Münzwurf (mit Richtungsumkehr) wurde nach der Richtung der Beschleunigung
in Form von Vorzeichen bei gegebenem Koordinatensystem und in Form von Pfeilen
�
gefragt, so dass sich die Schüler zwischen einer „Schneller/langsamer-Vorstellung“ a = ∆ v / ∆t
� �
(Beschleunigung als Änderung der Schnelligkeit) und einer Richtungsvorstellung a = ∆v
/ ∆t
entscheiden
mussten. Hier waren die Schüler der Treatmentgruppe hoch signifikant besser (NTreat =
151, NKontr = 188) (Kapitel 6.4.3.2): Beim Vorzeichen gaben 39 % eine richtige Antwortkombination
gegenüber 7 % in der Kontrollgruppe. Bei den Pfeilen gaben 42 % eine richtige Antwortkombination
gegenüber 9 % in der Kontrollgruppe. Pfeile, die der Geschwindigkeit entsprechen, wurden
nur von 27 % gegenüber 62 % in der Kontrollgruppe angegeben.
Eine angemessenere Richtungsvorstellung zeigte sich bei der Treatmentgruppe auch bei Testaufgaben
zur Beschleunigung bei einer zweidimensionalen Bewegung. Die Schüler sollten dabei nur die
Beschleunigungsrichtung als Pfeil angeben, wobei die Veränderung der Schnelligkeit mit Worten
angegeben war. Bei geradlinigen Bewegungen konnte kein großer Unterschied zwischen der Treat-