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

258 8 Zusammenfassung
mentgruppe und der Kontrollgruppe festgestellt werden. Aber bei Kurvenfahrten ergaben sich sehr
große und höchst signifikante Unterschiede: 77 % der getesteten Schüler der Treatmentgruppe
(NTreat = 35) gaben im Durchschnitt eine richtige Antwort im Gegensatz zu nur 9 % bei der Kontrollgruppe
(NKontr = 217), was eine Effektstärke von d = 2,95 ergibt (Kapitel 6.4.1.2).
Deshalb wird gefolgert, dass in den nach diesem Unterrichtskonzept unterrichteten Klassen mehr
Schüler ein physikalisch angemessenes Beschleunigungskonzept erreicht haben und eine Vorstellung
von der Richtung der Beschleunigung haben. Dieser Vorteil nützt ihnen aber nichts, wenn es
um Grapheninterpretationen bei eindimensionalen Bewegungen geht.
Um das Verständnis des ersten und zweiten newtonschen Gesetzes abzuprüfen, wurden Aufgaben
zu eindimensionalen Bewegungen verwendet. Bei Kraftaufgaben, bei denen die Antwortmöglichkeiten
im Textformat vorlagen, haben mit 39 % der Schüler (NTreat = 188) signifikant mehr Schüler
als in der Kontrollgruppe (32 %) (NKontr = 211) entsprechend der newtonschen Vorstellung geantwortet
(Kapitel 6.5.2.3). Bei Aufgaben, bei denen die Antwortmöglichkeiten als Zeit-Kraft-Graphen
vorlagen, haben mit 34 % der Schüler ebenfalls signifikant mehr Schüler als in der Kontrollgruppe
(21 %) entsprechend der newtonschen Vorstellung geantwortet (Kapitel 6.5.2.3). Allerdings sind
die Effektstärken mit 0,20 bzw. 0,34 nur schwach bis mittel.
Deutlich anders ist das Ergebnis bei dem bekannten FCI-Test, bei dem nur mit qualitativen Aufgaben
mehr Aspekte des Kraftbegriffes in mehr unterschiedlichen Kontexten abgeprüft wurden. Im
Nachtest wurden hier 53 % der Aufgaben richtig gelöst (NTreat = 138) im Gegensatz zu nur 41 % in
der traditionell unterrichteten Vergleichsgruppe (NKontr = 258), was ein signifikanter Unterschied ist
(0,001-Niveau) und eine relativ hohe Effektstärke von d = 0,77 ergibt (Kapitel 6.5.1.3). Auch der
relative Zugewinn der Schüler ist mit 31 % signifikant höher (0,001-Niveau) als in der Vergleichsgruppe
mit 18 % (Effektstärke 0,66). Der Anteil der Schüler, die mehr als ca. 60 % richtig beantworteten
(17 oder mehr der 29 Items), was als Schwelle für ein newtonsches Verständnis angesehen
werden kann, liegt mit 42 % deutlich höher als in der Vergleichsgruppe mit 16 %. Der größte relative
Zugewinn wurde dabei in der Subskala „drittes newtonsches Axiom“ erreicht (43 %). Die größte
Effektstärke im Vergleich zur Vergleichsgruppe wurde in der Subskala „Kraftverständnis“ erzielt (d
= 0,77). Damit kann als nachgewiesen gelten, dass deutlich mehr Schüler der Treatmentgruppe ein
qualitatives Verständnis des newtonschen Kraftbegriffes erreicht haben.
Dies wird auch von den Concept Maps bestätigt, die in drei Klassen, die nach dem Unterrichtskonzept
einschließlich Modellbildung unterrichtet wurden, angefertigt wurden (N = 63) und in denen
die Schüler qualitatives Verständnis zur newtonschen Bewegungslehre zeigten. Obwohl die Concept
Maps in zwei der drei Klassen erst am Schuljahresende angefertigt wurden, zeigen sie wesentlich
mehr Verständnis als bei traditionell unterrichteten Klassen direkt nach dem Dynamikunterricht
und sogar mehr Verständnis als traditionelle Klassen nach einer intensiven Intervention mit Modellbildung
(Kapitel 6.5.3). Auch eine Klasse, die nach dem neuen Konzept zur Kinematik und Dynamik,
aber ohne Modellbildung unterrichtet wurde, war bei den Concept Maps deutlich besser als
konventionell unterrichtete Klassen, aber nicht so gut wie Klassen, in denen Modellbildung eingesetzt
wurde (Kapitel 6.5.3 und Tab. 7.9 in Kapitel 7.3.3.6). Gerade die Modellbildung hilft wohl,
Zusammenhänge zu verstehen und dauerhaft zu verankern.