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

66 4 Interventionsstudie zur graphischen Modellbildung mit VisEdit
ne Modelle erstellt. So können die Schüler in mehreren Modellen erkennen, was die immer gleiche
Grundstruktur ist.
Beim Einsatz eines Modellbildungssystems steht normalerweise die Erarbeitung des Modells im
Vordergrund. Deshalb wurde in der Interventionsstudie kein fertiges Modell präsentiert, denn das
zu entschlüsseln ist recht schwierig. Fertige Modelle können nur präsentiert werden, wenn aufgrund
vorhergehender Übung zu erwarten ist, dass es dem Schüler nicht mehr schwer fällt, die dargestellten
Wirkungszusammenhänge zu analysieren. Anderseits muss man nicht jedes Mal von vorne beginnen,
sondern kann Teilstrukturen aus vorher behandelten Modellen übernehmen, was im Unterricht
auch genutzt wurde.
Da es bei dieser Studie aus technischen Gründen in keiner Schule möglich war, dass die Schüler
selbst einfache Modelle in Gruppenarbeit im Computerraum erstellten, wurden alle Modelle gemeinsam
in Unterricht entwickelt, was durch großflächige Projektion mittels eines Beamers möglich
war. Im Klassenunterricht wurde dabei vom Lehrer nur die Diskussion der Klasse über die Modellstruktur
moderiert und angeregt sowie die Vorschläge der Klasse in den Computer eingegeben.
Viele Schüler nahmen das Programm gerne mit nach Hause und experimentierten selbst damit. Eine
intensivere Auseinandersetzung aller Schüler wäre sicher in einer Schülerübung am Computer besser
zu erreichen. In dieser Studie wurde lediglich als Hausaufgabe die Erstellung eines Modells auf
Papier verlangt.
Wichtig war eine offene Unterrichtsgestaltung. D.h. auch konkrete falsche Vorschläge wurden eingegeben,
die Konsequenzen wurden am Ende dann sichtbar. Vorschläge von Schülern bezüglich
anderer Startwerte oder anderen Beziehungen konnten verfolgt werden.
Als vorteilhaft erwiesen sich auch Arbeitsblätter, die mit Text und Bild die Situation darstellten und
auf die die Schüler die Wirkungsgefüge zeichneten. Außerdem war es hilfreich, wenn die Schüler
vor dem Simulationsstart eines erstellten Modells in ein Arbeitsblatt die Graphen, die sie erwarteten,
hineinzeichneten, da man dann gut über die Unterschiede zum tatsächlichen Graphen diskutieren
konnte.
4.4.3 Die thematisierten Problemstellungen
In den sechs Unterrichtsstunden der Interventionsstudie wurden ausschließlich Vorgänge thematisiert,
die auch real vorgeführt werden konnten. Die einzelnen Themen und einige damit verbundenen
Ziele können der Tab. 4.3 entnommen werden.
Unterrichts- einige Lehr- und
Thema Medien außer PC
stunde Lernziele u.a.
(außer: Wirkungsnetze,
Ausgaben, Simulationen)
1. Stunde Die Schüler verstehen das Grundprin- Einführung in VisEdit,
Tafel, Arbeitsblatt
zip der Modellbildung und bekom- Kinematik: Modellierung v→x
men Vertrauen in die Software. und a→v→x
2. und 3. Die Schüler erkennen,
Schiefe Ebene:
qualitativer Versuch:
Stunde - dass alle Kräfte zusammen als 1. Nur Hangabtriebskraft (mit schrift- Wagen auf schiefer Ebe-
Gesamtkraft die Beschleunigung lichen Vorhersagen)
ne mit Feder am Ende;
gemäß a = Fges /m bestimmen 2. Mit Reflexion (mit schriftlichen Tafel,
- alle Kräfte insbesondere auch die Vorhersagen)
2 Arbeitsblätter
Reibungskraft eine Richtung haben, 3. Mit Reflexion und Reibung (mit
die zu berücksichtigen ist.
schriftlichen Vorhersagen)