Mathematische Modellbildung Und Videoanalyse Zum Lernen Der Newtonschen Dynamik Im Vergleich

Die zentralen Aussagen der Newtonschen Mechanik sind fur Lernende nur schwer zu verstehen. Nicht zur physikalischen Theorie passende Schulervorstellungen erschweren den Aufbau von Konzeptverstandnis. Dies liegt u.a. an der wahrgenommenen Unvereinbarkeit der Newtonschen Gesetze mit Alltagserfahrungen der Lernenden. Oft vorgeschlagen wird hier Computereinsatz zur Bearbeitung authentischer Bewegungen mit Reibungseinflussen. Die vorliegende Mixed-Methods-Studie (N = 274) umfasst die Entwicklung und Pilotierung eines Testinstruments, die theoriegeleitete Konzeption zweier Interventionen zur Newtonschen Dynamik fur die gymnasiale Oberstufe (mathematische Modellbildung bzw. Videoanalyse von Bewegungen) sowie deren quantitative und qualitative Evaluation. Das Ziel war, ein angemessenes Kraftverstandnis bei den Lernenden aufzubauen. Mit Blick auf den gesamten Lernzuwachs ergibt sich kein Unterschied zwischen den Varianten, wohl aber in einzelnen Inhaltsbereichen und im Modellverstandnis der Lernenden. Eine Mehrebenanalyse zeigt, dass u.a. das Interesse an theoretischen Zusammenhangen und die kognitive Belastung den Lernzuwachs beeinflussen. Die Analyse von Bildschirmaufnahmen deutet an, dass die Phase der Ergebnissicherung und die Nutzung von Modell- bzw. Messdaten wichtig fur den Lernerfolg sein konnten. Die Thematisierung von komplexen Bewegungen mithilfe des Computers ist erfolgreich und fuhrt in beiden Gruppen zu einer starken Verbesserung im Kraftverstandnis.