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Unterrichtskonzeptionen zur Kinematik

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Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht

Zusammenfassung

Die Kinematik beschreibt die Bewegung eines Körpers. Im traditionellen Unterricht werden nur geradlinige Bewegungen betrachtet oder Bewegungen als geradlinige interpretiert, indem man nur den Abstand s längs der Bahnkurve betrachtet. Innovative physikdidaktische Ansätze betrachten von Anfang an zweidimensionale Bewegungen, wobei sie zwischen der vektoriellen Geschwindigkeit und dem Tempo unterscheiden. Im Kapitel werden drei solche Konzeptionen vorgestellt. In einer Konzeption für die Sekundarstufe I steht der senkrechte Stoß auf eine rollende Kugel im Zentrum, wobei die Zusatzgeschwindigkeit \(\Delta \overrightarrow{v}\) als Elementarisierung der Beschleunigung verwendet wird. In einer computergestützten Konzeption für die Sekundarstufe II werden allgemeine gebogene Bahnkurve der PC-Maus analysiert und Orts-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungspfeile betrachtet. In einer weiteren Konzeption für die Sekundarstufe II werden alle Größen und Gleichungen mit Spaltenvektoren mit drei Komponenten dargestellt.

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Notes

  1. 1.

    Die Statik stellt also zwei Bedingungen: Kräftegleichgewicht und Ruhe. Kräftegleichgewicht allein bedeutet noch nicht Ruhe.

  2. 2.

    Bleichroth et al. (1999, S. 114).

  3. 3.

    Schecker und Wilhelm (2018, S. 65 ff.).

  4. 4.

    Wiesner (1994a); Wodzinski (1996).

  5. 5.

    Wilhelm (2018b, S. 27).

  6. 6.

    Wilhelm (2018b, S. 28).

  7. 7.

    Wilhelm (2018a, S. 7).

  8. 8.

    z. B. Dittmann, Näpfel und Schneider (1988).

  9. 9.

    Schecker (1985, S. 199).

  10. 10.

    Häußler und Lind (2000, S. 3).

  11. 11.

    z. B. im Deutschen Verein zur Förderung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts (MNU, 2001, S. XI–XIV) oder in den bundesweiten BLK-Programmen „Sinus“ bzw. „Sinus-Transfer“ (Bund-Länder-Kommission, 1997, S. 32–33). Wilhelm (2016, S. 15).

  12. 12.

    Schecker und Klieme (2001).

  13. 13.

    Wilhelm (2016, S. 15).

  14. 14.

    z. B. Heuer und Wilhelm (1997).

  15. 15.

    Wilhelm und Gemici (2017).

  16. 16.

    z. B. Jung, Reul und Schwedes (1977); Jung (1980).

  17. 17.

    z. B.: Wiesner (1992, 1993, 1994a, 1994b); Wodzinski und Wiesner (1994a, 1994b, 1994c); Hopf et al. (2008).

  18. 18.

    Waltner et al. (2010); Tobias (2010); Wilhelm et al. (2012); Wiesner et al. (2016).

  19. 19.

    Michel und Wilhelm (2008); Benz und Wilhelm (2008).

  20. 20.

    Wilhelm und Suleder (2015).

  21. 21.

    Ivanjek, Hopf und Wilhelm (2019).

  22. 22.

    Michel und Wilhelm (2008); Benz und Wilhelm (2008); Wilhelm (2011).

  23. 23.

    Jetzinger et al. (2010); Tobias (2010); Wilhelm et al. (2012).

  24. 24.

    Seiter, Krabbe und Wilhelm (2020).

  25. 25.

    Reusch et al. (2000a, 2000b).

  26. 26.

    Wilhelm und Heuer (2002a, 2002b, 2004); Wilhelm (2005); Wilhelm (2008).

  27. 27.

    Wilhelm (2006).

  28. 28.

    Michel und Wilhelm (2008); Benz und Wilhelm (2008); Wilhelm (2011).

Literatur

  • Amenda, T. (2017). Bedeutung fachlicher Elementarisierungen für das Verständnis der Kinematik. Diss., Studien zum Physik- und Chemielernen, Band 230. Berlin: Logos-Verlag.

    Google Scholar 

  • Benz, M., & Wilhelm, T. (2008). measure Dynamics – Ein Quantensprung in der digitalen Videoanalyse. In V. Nordmeier & H. Grötzebauch (Hrsg.), Didaktik der Physik – Berlin 2008. Berlin: Lehmanns Media. http://www.thomas-wilhelm.net/veroeffentlichung/mD_Beitrag.pdf.

  • Bleichroth, W., Dahncke, H., Jung, W., Kuhn, W., Merzyn, G., & Weltner, K. (1999). Fachdidaktik Physik (2. überarbeitete und erweiterte Aufl.). Köln: Aulis Verlag Deubner & Co KG.

    Google Scholar 

  • Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung. (1997). Gutachten zur Vorbereitung des Programms „Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts“. Materialien zur Bildungsplanung und zur Forschungsförderung, Heft 60, Bonn, 1–39. http://www.blk-bonn.de/papers/heft60.pdf.

  • Dittmann, H., Näpfel, H., & Schneider, W. B. (1988). Die zerrechnete Physik. In W. Kuhn (Hrsg.), Didaktik der Physik, Vorträge Physikertagung 1988 Gießen (Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG), Fachausschuß Didaktik der Physik), (S. 389–394). Gießen. Ebenso in W. B. Schneider (Hrsg.) (1989). Wege in der Physikdidaktik – Sammlung aktueller Beiträge aus der Forschung, Palm und Erlangen: Enke-Verlag. Und in Physik und Didaktik, 18(4), 1990, 287–292.

    Google Scholar 

  • Häußler, P., & Lind, G. (2000). „Aufgabenkultur“ – Was ist das? Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule, 49(4), 2–10.

    Google Scholar 

  • Heuer, D., & Wilhelm, T. (1997). Aristoteles siegt immer noch über Newton. Unzulängliches Dynamikverstehen in Klasse 11. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, 50(5), 280–285.

    Google Scholar 

  • Hopf, M., Wilhelm, T., Waltner, C., Tobias, V., & Wiesner, H. (o. J.). Einführung in die Mechanik. http://www.thomas-wilhelm.net/Mechanikbuch_Druckversion.pdf.

  • Hopf, M., Sen, A. I., Waltner, C., & Wiesner, H. (2008). Dynamischer Zugang zur Mechanik. In V. Nordmeier & H. Grötzebauch (Hrsg.), Didaktik der Physik – Berlin 2008. Berlin: Lehmanns Media.

    Google Scholar 

  • Ivanjek, L., Hopf, M., & Wilhelm, T. (2019). Smarte Physik. Motion Shot friert Bewegungen ein. Physik in unserer Zeit, 50(1), 44–45.

    Google Scholar 

  • Jetzinger, F., Tobias, V., Waltner, C., & Wiesner, H. (2010). Dynamischer Mechanikunterricht – Ergebnisse einer qualitativen Interviewstudie. In V. Nordmeier (Hrsg.), PhyDid-B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung. http://phydid.physik.fu-berlin.de/index.php/phydid-b/article/view/147/191.

  • Jung, W. (1980). Mechanik für die Sekundarstufe I. Frankfurt a. M.: Diesterweg.

    Google Scholar 

  • Jung, W., Reul, H., & Schwedes, H. (1977). Untersuchungen zur Einführung in die Mechanik in den Klassen 3–6. Frankfurt a. M.: Verlag Moritz Diesterweg.

    Google Scholar 

  • Michel, C., & Wilhelm, T. (2008). Lehrvideos mit dynamisch ikonischen Repräsentationen zu zweidimensionalen Bewegungen. In V. Nordmeier & H. Grötzebauch (Hrsg.), Didaktik der Physik – Berlin 2008. Berlin: Lehmanns Media.

    Google Scholar 

  • MNU. (2001). Physikunterricht und naturwissenschaftliche Bildung – aktuelle Anforderungen. Empfehlungen zur Gestaltung von Lehrplänen bzw. Richtlinien für den Physikunterricht. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, 54(3), I–XVI.

    Google Scholar 

  • Reusch, W., Gößwein, O., Kahmann, C., & Heuer, D. (2000a). Computerunterstützte Schülerversuche zur Mechanik mit der Computermaus als Low-Cost-Bewegungssensor. Physik in der Schule, 38(4), 269–273.

    Google Scholar 

  • Reusch, W., Gößwein, O., Kahmann, C., & Heuer, D. (2000b). Mechanikversuche mit der PC-Maus – Ein präziser Low-Cost-Bewegungssensor. Praxis der Naturwissenschaften – Physik, 49(6), 5–8.

    Google Scholar 

  • Schecker, H. (1985). Das Schülervorverständnis zur Mechanik. Eine Untersuchung in der Sekundarstufe II unter Einbeziehung historischer und wissenschaftlicher Aspekte. Diss., Universität Bremen.

    Google Scholar 

  • Schecker, H., & Klieme, E. (2001). Mehr Denken, weniger Rechnen. Konsequenzen aus der Internationalen Vergleichsstudie TIMSS für den Physikunterricht. Physikalische Blätter, 57(7/8), 113–116.

    Google Scholar 

  • Schecker, H., & Wilhelm, T. (2018). Schülervorstellungen in der Mechanik. In H. Schecker, T. Wilhelm, M. Hopf, & R. Duit (Hrsg.), Schülervorstellungen und Physikunterricht (S. 63–68). Berlin: Springer.

    Google Scholar 

  • Seiter, M., Krabbe, H., & Wilhelm, T. (2020). Vergleich von Zugängen zur Mechanik in der Sekundarstufe I. PhyDid-B – Didaktik der Physik – DPG-Frühjahrstagung, 271–280. http://www.phydid.de/index.php/phydid-b/article/view/1053.

  • Tobias, V. (2010). Newton’sche Mechanik im Anfangsunterricht. Die Wirksamkeit einer Einführung über zweidimensionale Dynamik auf das Lehren und Lernen (Diss.), Studien zum Physik- und Chemielernen, Band 105. Berlin: Logos-Verlag.

    Google Scholar 

  • Waltner, C., Tobias, V., Wiesner, H., Hopf, M., & Wilhelm, T. (2010). Ein Unterrichtskonzept zur Einführung in die Dynamik in der Mittelstufe. Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule, 59(7), 9–22.

    Google Scholar 

  • Wiesner, H. (1992). Unterrichtsversuche zur Einführung in die Newtonsche Mechanik. In H. Wiesner (Hrsg.), Verbesserung des Lernerfolgs durch Untersuchungen von Lernschwierigkeiten im Physikunterricht (S. 261–272). Habilitationsschrift, Universität Frankfurt am Main.

    Google Scholar 

  • Wiesner, H. (1993). Verbesserung des Lernerfolgs durch Untersuchungen von Lernschwierigkeiten im Physikunterricht. Habilitationsschrift, Universität Frankfurt am Main.

    Google Scholar 

  • Wiesner, H. (1994a). Zum Einführungsunterricht in die Mechanik: Statisch oder dynamisch? Fachmethodische Überlegungen und Unterrichtsversuche zur Reduzierung von Lernschwierigkeiten. Naturwissenschaften im Unterricht Physik, 22, 16–23.

    Google Scholar 

  • Wiesner, H. (1994b). Verbesserung des Lernerfolgs im Unterricht über Mechanik: Schülervorstellungen, Lernschwierigkeiten und fachdidaktische Folgerungen. Physik in der Schule, 32, 122–126.

    Google Scholar 

  • Wiesner, H., Wilhelm, T., Waltner, C., Tobias, V., Rachel, A., & Hopf, M. (2016). Kraft und Geschwindigkeitsänderung. Neuer fachdidaktischer Zugang zur Mechanik (Sek. 1), Hallbergmoos: Aulis-Verlag in der Stark Verlagsgesellschaft.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T. (2005). Konzeption und Evaluation eines Kinematik/Dynamik-Lehrgangs zur Veränderung von Schülervorstellungen mit Hilfe dynamisch ikonischer Repräsentationen und graphischer Modellbildung (Diss.), Studien zum Physik- und Chemielernen, Band 46, Logos-Verlag, Berlin. Auch veröffentlicht bei: Würzburg, Universität, online, URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-39554. https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/3310.

  • Wilhelm, T. (2006). Zweidimensionale Bewegungen – Vergleich von vier verschiedenen Möglichkeiten der Messwerterfassung und Evaluationsergebnisse eines Unterrichtseinsatzes. In V. Nordmeier & A. Oberländer (Hrsg.), Didaktik der Physik – Kassel 2006. Berlin: Lehmanns Media – LOB.de. http://www.thomas-wilhelm.net/veroeffentlichung/2dim.pdf.

  • Wilhelm, T. (2008). Mechanik – zweidimensional und multicodal. In V. Nordmeier & H. Grötzebauch (Hrsg.), Didaktik der Physik – Berlin 2008. Berlin: Lehmanns Media. http://www.thomas-wilhelm.net/veroeffentlichung/multicodal.pdf.

  • Wilhelm, T. (2011). Möglichkeiten der Videoanalyse. Habilitationsschrift, Universität Würzburg, unveröffentlicht.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T. (2016). Moment mal … (23): Durchschnitts- und Momentangeschwindigkeit? Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule, 65(2), 2016, 42–43. Und in T. Wilhelm (Hrsg.) (2018). Stolpersteine überwinden im Physikunterricht. Anregungen für fachgerechte Elementarisierungen (S. 15–17). Seelze: Aulis/Friedrich.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T. (2017). Moment mal … (32): Welche Bewegungsarten gibt es? Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule, 66(1), 40–41. Und in T. Wilhelm (Hrsg.) (2018). Stolpersteine überwinden im Physikunterricht. Anregungen für fachgerechte Elementarisierungen (S. 24–26). Seelze: Aulis/Friedrich.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T. (2018a). Was ist eine gute Elementarisierung? In T. Wilhelm (Hrsg.), Stolpersteine überwinden im Physikunterricht. Anregungen für fachgerechte Elementarisierungen (S. 6–8). Seelze: Aulis/Friedrich.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T. (2018b). Sind die Bewegungskomponenten unabhängig voneinander? In T. Wilhelm (Hrsg.), Stolpersteine überwinden im Physikunterricht. Anregungen für fachgerechte Elementarisierungen (S. 27–30). Seelze: Aulis/Friedrich.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T., & Gemici, J. (2017). Beschleunigungsverständnis in der Oberstufe. PhyDid B – Didaktik der Physik – Frühjahrstagung Dresden. http://phydid.physik.fu-berlin.de/index.php/phydid-b/article/view/751/903.

  • Wilhelm, T., & Heuer, D. (2002a). Fehlvorstellungen in der Kinematik vermeiden – durch Beginn mit der zweidimensionalen Bewegung. Praxis der Naturwissenschaften Physik in der Schule, 51(7), 29–34.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T., & Heuer, D. (2002b). Interesse fördern, Fehlvorstellungen abbauen – dynamisch ikonische Repräsentationen in der Dynamik. Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule, 51(8), 2–11.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T., & Heuer, D. (2004). Experimente zum dritten Newtonschen Gesetz zur Veränderung von Schülervorstellungen. Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule, 53(3), 17–22.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T., Tobias, V., Waltner, C., Hopf, M., & Wiesner, H. (2012). Einfluss der Sachstruktur auf das Lernen Newtonscher Mechanik. In H. Bayrhuber, U. Harms, B. Muszynski, B. Ralle, M. Rothgangel, L.-H. Schön, H. Vollmer, & H.-G. Weigand (Hrsg.), Formate Fachdidaktischer Forschung. Empirische Projekte – historische Analysen – theoretische Grundlegungen, Fachdidaktische Forschungen (Bd. 2, S. 237–258). Münster: Waxmann.

    Google Scholar 

  • Wilhelm, T., & Suleder, M. (2015). Stroboskopbilder mit „Live Video Strobe“. Plus Lucis 1–2/2015, 14–18. https://www.pluslucis.org/ZeitschriftenArchiv/2015-1_PL.pdf.

  • Wilhelm, T., Wiesner, H., Hopf, M., & Rachel, A. (2013). Mechanik II: Dynamik, Erhaltungssätze, Kinematik (Reihe Unterricht Physik, Band 6). Hallbergmoos: Aulis-Verlag in der Stark Verlagsgesellschaft.

    Google Scholar 

  • Wodzinski, R. (1996). Untersuchungen von Lernprozessen beim Lernen Newtonscher Dynamik im Anfangsunterricht. Diss., Münster: Lit-Verlag.

    Google Scholar 

  • Wodzinski, R., & Wiesner, H. (1994a). Einführung in die Mechanik über die Dynamik: Beschreibung von Bewegungen und Geschwindigkeitsänderungen. Physik in der Schule, 32, 164–168.

    Google Scholar 

  • Wodzinski, R., & Wiesner, H. (1994b). Einführung in die Mechanik über die Dynamik: Zusatzbewegung und Newtonsche Bewegungsgleichung. Physik in der Schule, 32, 202–207.

    Google Scholar 

  • Wodzinski, R., & Wiesner, H. (1994c). Einführung in die Mechanik über die Dynamik: Die Newtonsche Bewegungsgleichung in Anwendungen und Beispielen. Physik in der Schule, 32, 331–335.

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt am Main, Deutschland

    Thomas Wilhelm

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  1. Thomas Wilhelm
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Editors and Affiliations

  1. Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Universität, Frankfurt am Main, Hessen, Deutschland

    Thomas Wilhelm

  2. Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, Abteilung Physikdidaktik, Universität Bremen, Bremen, Deutschland

    Horst Schecker

  3. Österreichisches Kompetenzzentrum für Didaktik der Physik, Universität Wien, Wien, Österreich

    Martin Hopf

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Wilhelm, T. (2021). Unterrichtskonzeptionen zur Kinematik. In: Wilhelm, T., Schecker, H., Hopf, M. (eds) Unterrichtskonzeptionen für den Physikunterricht. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-63053-2_3

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