Kraft und Bewegung Kraft und Bewegung
Werbung
Bewegte Körper haben Kraft Bewegte Körper haben Kraft Schülervorstellungen zur Mechanik Schülervorstellungen zur Mechanik Horst Schecker ■ Typische Vorstellungen und Lernschwierigkeiten Universität Bremen ■ Diagnose von Schülervorstellungen im Unterricht ■ Ursachen von Lernschwierigkeiten Institut für Didaktik der Naturwissenschaften Abtlg. Physikdidaktik Kraft und Bewegung ■ Umgang mit Schülervorstellungen Kraft und Bewegung Ein Flummyball hüpft auf dem Boden von links nach rechts. Ein Flummyball hüpft auf dem Boden von links nach rechts. ■ Zeichne an den Punkten P, Q, R und S die Kräfte ein, die auf den Ball wirken! Gib jeder Kraft eine Bezeichnung! ■ Zeichne an den Punkten P, Q, R und S die Kräfte ein, die auf den Ball wirken! Gib jeder Kraft eine Bezeichnung! „Vorwärtskraft“ „Bewegungsenergie“ „Trägheitskraft“ S S Kraft und Bewegung Kraft und Bewegung Ein Flummyball hüpft auf dem Boden von links nach rechts. Ein Flummyball hüpft auf dem Boden von links nach rechts. ■ Zeichne an den Punkten P, Q, R und S die Kräfte ein, die auf den Ball wirken! Gib jeder Kraft eine Bezeichnung! ■ Zeichne an den Punkten P, Q, R und S die Kräfte ein, die auf den Ball wirken! Gib jeder Kraft eine Bezeichnung! „Schwung“ „Fv“ S S Diagnostik von Schülervorstellungen Der Arbeitsbögen zeigt Auszüge aus dem Force Force Concept Inventory, den international bekanntesten Test zu Schülervorstellungen in der Mechanik. Aufgabe 1 Institut für Didaktik der Naturwissenschaften Horst Schecker Aufgaben zu Schülervorstellungen zur Mechanik Aufgabe Ihre Vermutung: (Beginn Kl. 11 Leistungskurse Physik) 1) A) Zwei Kugeln aus Metall werden vom Dach eines zweigeschossigen Gebäudes zum gleichen Zeitpunkt fallengelassen. Beide Kugeln haben die gleiche Größe, aber die eine ist doppelt so schwer wie die andere. Für die Zeit bis zum Auftreffen auf dem Boden gilt (bitte ankreuzen): B) C) D) E) A) 2) ■ Berarbeiten Sie den Arbeitsbogen zunächst einzeln. B) Ein LKW bleibt mit Motorschaden liegen und wird von einem Kleinwagen zur nächsten Tankstelle geschoben. Während der PKW beschleunigt, um beim Schieben auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu kommen, gilt: C) D) E) ■ Der Arbeitsbogen wurde in einem Leistungskurs der 11. Jahrgangsstufe (G 13) vor und nach dem Mechanikunterricht eingesetzt. 3) % richtig die schwerere Kugel braucht etwa die halbe Zeit. die leichte Kugel braucht etwa die halbe Zeit. beide brauchen etwa die gleiche Zeit. die schwere Kugel braucht deutlich weniger Zeit, aber nicht unbedingt die halbe Zeit. die leichte Kugel braucht deutlich weniger Zeit, aber nicht unbedingt die halbe Zeit. Der Betrag der Kraft, mit der das Auto gegen den LKW drückt, ist gleich groß wie derjenige, mit dem der LKW gegen das Auto zurückdrückt. Der Betrag der Kraft, mit der das Auto gegen den LKW drückt, ist kleiner als derjenige, mit der der LKW gegen das Auto zurückdrückt. Der Betrag der Kraft, mit der das Auto gegen den LKW drückt, ist größer als die derjenige, mit der der LKW gegen das Auto drückt. Der Motor des PKW läuft; daher übt der PKW eine Kraft aus, während er gegen den LKW drückt. Aber der LKW-Motor läuft nicht; daher kann der LKW nicht gegen das Auto zurückdrücken. Der LKW wird einfach deshalb nach vorne geschoben, weil er dem PKW im Wege steht. Weder der LKW noch der PKW üben aufeinander irgendeine Kraft aus. Der LKW wird einfach deshalb nach vorne geschoben, weil er dem PKW im Wege steht. Ein schwerer Ball ist an einem Faden befestigt und wird, wie in der Abbildung gezeigt, im Kreis horizontal herumgeschwungen. An dem gekennzeichneten Punkt reißt plötzlich der Faden. Der Vorgang wird von oben betrachtet: Welchen Weg nimmt der Ball, nachdem der Faden gerissen ist? Schätzen Sie bei jeder Aufgabe grob den Prozentsatz der richtigen Lösungen vor und nach dem Unterricht über Kräfte und Bewegungen ab. Tragen Sie Ihren Schätzwert auf dem Bogen ein. ■ Tauschen Sie sich anschließend darüber mit Ihrem Nachbarn aus. H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 1 Aufgabe 2 ✔ ➜ v: 36% n: 80% H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 2 H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 3 ➜ ✔ v: 8% n: 27% H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 3 Aufgabe 4 ✔ ➜ v: 64% n: 86% H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 4 H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 5 ✔ v: 32% ➜ n: 37% H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 5 Aufgabe 6 ➜ ✔ v: 12% n: 14% H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 6 H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 7 ✔ v: 8% n: 33% ➜ H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 7 Hake, R. (1998). Interactive-engagement versus traditional methods: A sixthousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics 66(1998), S. 64–74. Meta-Analyse des Kurserfolgs 0,8! ✔ ➜ v: 56% n: 53% (absolut) Zuwachs % Zuwachs = (%Nachtest - %Vortest)! 0,7! 0,69! 0,6! High-schools! Colleges! Universities! Bremer Schulen! 0,5! Interactive Zone! 0,4! 0,3! 0,34! KK1! VK1! 0,23! 0,2! KK2! 0,1! 0! 0! H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aufgabe 7 0,1! 0,2! 0,3! 0,4! 0,5! 0,6! Vortest! Vortest % Lösungsanteil 0,7! 0,8! 0,9! 1! H. Schecker; Uni Bremen; IDN Fehlvorstellungen führen zu Fehlhandlungen ■ Ein laufender Schüler sollen einen Ball so fallen lassen, dass er ein auf dem Boden markiertes Ziel trifft. ✔ ➜ v: 56% n: 53% H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Bibliography “Students' and Teachers' Conceptions and Science Education (IPN, Kiel)” (Duit & Pfundt) Fehlvorstellungen führen zu Fehlhandlungen 2000 Schülervorstellungen Physik 1500 1000 500 0 1965 1.965,00 H. Schecker; Uni Bremen; IDN 1975 1.975,25 1985 1.985,50 1995 1.995,75 2005 2.006,00 H. Schecker; Uni Bremen; IDN Bibliography “Students' and Teachers' Conceptions and Science Education (IPN, Kiel)” (Duit & Pfundt) 2000 Schülervorstellungen Physik Unterrichtskonzepte Schülervorstellungen Mechanik Eine Übersicht 1500 1000 500 (Modkarten) 0 1965 1.965,00 1975 1.975,25 1985 1.985,50 1995 1.995,75 2005 2.006,00 H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Schülervorstellungen im Unterricht ■ Unterrichtseinheit "Beschleunigte Bewegungen", Unterrichtsstunde "Wurf“ Schülervorstellungen im Unterricht ■ 11. Kl. Gymnasium (Niedersachsen), 8 Jungen, 8 Mädchen alle haben Physik als Prüfungsfach im Abitur gewählt, Jahr 2003 ■ Im Demo-Experiment wurde die Wurfweite von Kugeln bestimmt, die eine gebogene Rampe herunterrollen. Die Überlagerung von horizontaler Bewegung und Fallbewegung wurde grafisch dargestellt (Superpositionsprinzip). ■ Analysieren Sie das Unterrichtsgespräch: Wo werden Schülervorstellungen besonders deutlich? Schüler beschreiben die Wurfbewegung - 11. Kl. Gymnasium (Niedersachsen), 8 Jungen, 8 Mädchen, alle haben Physik als Prüfungsfach im Abitur gewählt - Unterrichtseinheit "Beschleunigte Bewegungen", Unterrichtsstunde "Wurf" 5 6 7 8 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 - 11. Kl. Gymnasium (Niedersachsen), 8 Jungen, 8 Mädchen, alle haben Physik als Prüfungsfach im Abitur gewählt - Unterrichtseinheit "Beschleunigte Bewegungen", Unterrichtsstunde "Wurf" 36 37 38 39 40 Im Demo-Experiment wurde die Wurfweite von Kugeln bestimmt, die eine gebogene Rampe herunterrollen. Die Überlagerung von horizontaler Bewegung und Fallbewegung wurde grafisch dargestellt (Superpositionsprinzip). 41 42 43 44 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 L: So jetzt wollen wir die Kurve auch gern mal beschreiben. An was erinnert euch denn so eine Krümmung denn mathematisch? Nico: An eine Parabel. L: Andere Ideen noch? Maria: Ich weiß nicht genau ich hab so was. Ich hab so was schon mal gesehn, wo es so abfiel. Von einem Atom wenn es zerfällt oder so. Das wollte ich sagen. L: Das kannst du ja auch gerne machen. Ähm, was wissen wir denn über die Bahn, die die Kugel beschreibt. Irgendwo her muss die ja rühren. Die Kugel wird ja irgendwie gezwungen sich so zu bewegen. Eine von den Mädels? Claudia: Durch die Erdanziehungskraft evtl.? L: Wo wirkt die denn? Wir können das ja mal… (Tafelskizze). Hier ist die Schanze und hier ist die Kugel. Und wir betrachten es ja von hier bis hier. Du sagst die Erdbeschleunigung wirkt. Wo wirkt die und in welche Richtung wirkt die? Claudia: Die wirkt nach unten. Also wir betrachten ja von den Absprung quasi ab und da wirkt die Erdanziehungskraft nach unten, würde ich so sagen. Und weil die Kugel Schwung mitbringt wird sie abgelenkt und fällt nicht plump runter an der Stelle sie hat ja noch Schwung und fällt dann erst später. Karla: Also die Erdanziehung wirkt ja erst … also, ich würde sagen die Kugel geht erst runter, wenn die Erdanziehung größer ist als der Schwung, den die Kugel mitgebracht hat. Also wenn der Schwung kleiner ist als die Erdanziehungskraft geht sie ja erst runter oder? Weil vorher geht sie ja nicht runter. L: Kann jemand was dazu sagen? Bernd:Ja, die geht ja immer also immer ein stückweit nach unten. Also die geht ja nicht erst gerade sondern fällt ja. Karla: Ja aber die geht ja nicht gleich buff sondern so biu (malt kurve mit dem Finger) L: Ja. Woran liegt denn das? Karla: Ja, dass der Schwung erst noch größer ist als die Erdanziehungskraft dachte ich. 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 41 43 L: 46 42 44 2 3 4 10 Schüler beschreiben die Wurfbewegung 39 45 1 11 Schüler beschreiben die Wurfbewegung 37 38 40 9 32 H. Schecker; Uni Bremen; IDN 36 Im Demo-Experiment wurde die Wurfweite von Kugeln bestimmt, die eine gebogene Rampe herunterrollen. Die Überlagerung von horizontaler Bewegung und Fallbewegung wurde grafisch dargestellt (Superpositionsprinzip). 33 34 35 So jetzt wollen wir die Kurve auch gern mal beschreiben. An was erinnert euch denn so eine Krümmung denn mathematisch? Nico: An eine Parabel. L: Andere Ideen noch? Maria: Ich weiß nicht genau ich hab so was. Ich hab so was schon mal gesehn, wo es so abfiel. Von einem Atom wenn es zerfällt oder so. Das wollte ich sagen. L: Das kannst du ja auch gerne machen. Ähm, was wissen wir denn über die Bahn, die die Kugel beschreibt. Irgendwo her muss die ja rühren. Die Kugel wird ja irgendwie gezwungen sich so zu bewegen. Eine von den Mädels? Claudia: Durch die Erdanziehungskraft evtl.? L: Wo wirkt die denn? Wir können das ja mal… (Tafelskizze). Hier ist die Schanze und hier ist die Kugel. Und wir betrachten es ja von hier bis hier. Du sagst die Erdbeschleunigung wirkt. Wo wirkt die und in welche Richtung wirkt die? Claudia: Die wirkt nach unten. Also wir betrachten ja von den Absprung quasi ab und da wirkt die Erdanziehungskraft nach unten, würde ich so sagen. Und weil die Kugel Schwung mitbringt wird sie abgelenkt und fällt nicht plump runter an der Stelle sie hat ja noch Schwung und fällt dann erst später. Karla: Also die Erdanziehung wirkt ja erst … also, ich würde sagen die Kugel geht erst runter, wenn die Erdanziehung größer ist als der Schwung, den die Kugel mitgebracht hat. Also wenn der Schwung kleiner ist als die Erdanziehungskraft geht sie ja erst runter oder? Weil vorher geht sie ja nicht runter. L: Kann jemand was dazu sagen? Bernd:Ja, die geht ja immer also immer ein stückweit nach unten. Also die geht ja nicht erst gerade sondern fällt ja. Karla: Ja aber die geht ja nicht gleich buff sondern so biu (malt kurve mit dem Finger) L: Ja. Woran liegt denn das? Karla: Ja, dass der Schwung erst noch größer ist als die Erdanziehungskraft dachte ich. 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 L: Welcher Schwung? Karla: Den sie sammelt…Den sie da mitbringt. von der Rampe. Also sie ist ja schon beschleunigt — ja weiß ich auch nicht. L: Vielleicht kann das ja jemand anders ausdrücken? Timo: Ähm, vielleicht wirkt auf die Kugel auch so 'ne gewisse Hangabtriebskraft, würd' ich sagen. L: Ja das auf alle Fälle, deswegen bewegt die sich hier erst mal, aber die haben wir hier ja nicht mehr. Oder meintest du hier. Sonst erklär weiter was du meintest Timo: Nee. Ich meinte — nee — jetzt warum die Kugel einen gewissen Abstand hat. Je größer die Hangabtriebskraft ist die Geschwindigkeit umso größer ist die Weite, die die Kugel nach dem Absprungpunkt zurücklegt. Also das ist je relativ logisch. Bernd:Jetzt noch mal: Wenn die jetzt gleich oder größer wird, die Kraft, ähm also die Beschleunigung oder Geschwindigkeit als die Erdanziehungskraft, dann würde sich die Kugel gerade weiterbewegen, eigentlich … L: Ähm.. In welche Richtung bewegt sich die Kugel … ab hier? Falk: Von uns aus gesehen: Erst mal nach rechts L: So. Und die Erdbeschleunigung hatten wir schon. Wo wirkt die hin? Knut: Zum Erdboden L: So. Und Karla hat gesagt dass die eine Kraft größer sein sei soll, als die andere. Karla: Ja diese Beschleunigungs... — diese Noch-nicht-nach-unten-fall-Kraft ist am Anfang größer als die Erdanziehungskraft, glaub ich. Und deswegen fliegt die nicht gleich runter. L: Was ist denn mit der Kraft, mit der Erdanziehungskraft? Wie groß ist die denn? Karla: 9,81 stimmt das? Kilo durch Newton oder Newton durch Kilo? L: Naja, Meter pro Sekunde Quadrat, … gut aber das ist ne Konstante, nech? Karla: Ja. Die ist ja auch immer da, aber die ist am Anfang noch nicht so groß, im Gegensatz zur anderen Kraft. Also die andere Kraft ist ja noch größer, denke ich. L: Wo kommt denn die andere Kraft her? Karla: Durch die Beschleunigung durch die Schanze. L: Und hier? (Zeigt auf das letzte waagerechte Ende der Schanze) Karla: …Da…Ja L: Wo kommt hier die Kraft her? Karla: Dadurch, dass sie die aufgenommen hat durchs Rollen. L: Ich möchte immer noch von euch wissen vorher diese Kraft kommt — in diese Richtung. Karla: Durchs Runterrollen oder nicht? Das kann doch nicht einfach so weg sein. Ich mein der Schwung ist ja noch da. Das ist ja nicht so, dass sie gegen eine Wand rollt, sonders sie muss sich ja ausleben. H. Schecker; Uni Bremen; IDN 76 77 L: Welcher Schwung? Karla: Den sie sammelt…Den sie da mitbringt. von der Rampe. Also sie ist ja schon 38 beschleunigt — ja weiß ich 36auch nicht. Schüler beschreiben die Wurfbewegung L: L: Welcher Schwung? Karla: Den sie sammelt…Den sie da mitbringt. von der Rampe. Also sie ist ja schon 37 Karla: Den sie sammelt…Den sie da mitbringt. von der Rampe. Also sie ist ja schon 39 8 Mädchen, L: alle haben Vielleicht - 11. Kl. Gymnasium (Niedersachsen), 8 Jungen, Physik als kann das ja jemand anders ausdrücken? beschleunigt — ja weiß ich auch nicht. "Beschleunigte Bewegungen", Unterrichtsstunde "Wurf" 38 beschleunigt — ja weiß ich auch nicht. - Unterrichtseinheit Prüfungsfach im Abitur gewählt L: Vielleicht kann das ja jemand anders ausdrücken? 39Kugel L: Vielleicht kann'ne das jagewisse jemand andersHangabtriebskraft, ausdrücken? 40 Timo: Ähm, vielleicht wirkt auf die auch so - Unterrichtseinheit "Beschleunigte Bewegungen", Unterrichtsstunde "Wurf" Timo: Ähm, vielleicht wirkt auf die Kugel auch so 'ne gewisse Hangabtriebskraft, 40 Timo: Ähm, vielleicht wirkt auf die Kugel auch so 'ne gewisse Hangabtriebskraft, 41 würd' ich sagen. würd'Im ich sagen. 41 würd' ich sagen. Demo-Experiment wurde die Wurfweite von Kugeln bestimmt, die eine gebogene Rampe Im Demo-Experiment wurde die Wurfweite von Kugeln bestimmt, die eine gebogene Rampe L: Ja das auf alle Fälle, deswegen bewegt die sich hier erst mal, aber die haben 42 L: Ja das auf alle Fälle, deswegen bewegt die sich hier erst mal, aber die haben herunterrollen. Die Überlagerung von horizontaler 42 Bewegung L: und Fallbewegung Ja daswurde aufgrafisch alle Fälle, deswegen bewegt die sich hier erst mal, aber die haben herunterrollen. Die Überlagerung von horizontaler Bewegung und Fallbewegung wurde grafisch wir hier ja nicht mehr. Oder meintest du hier. Sonst erklär weiter was du 43 wir hier ja nicht mehr. Oder meintest du hier. Sonst erklär weiter was du dargestellt (Superpositionsprinzip). meintest meintest 43 wir hier ja nicht mehr. Oder44meintest du hier. Sonst erklär weiter was du dargestellt (Superpositionsprinzip). Timo: Nee. Ich meinte — nee — jetzt warum die Kugel einen gewissen Abstand hat. 45 Timo: Nee. Ich meinte — nee — jetzt warum die Kugel einen gewissen Abstand hat. meintest Je größer die Hangabtriebskraft ist die Geschwindigkeit umso größer ist die 1 L: So jetzt wollen wir die Kurve auch44 gern 46 Je größer die Hangabtriebskraft ist die Geschwindigkeit umso größer ist die Weite, die die Kugel nach dem Absprungpunkt zurücklegt. Also das ist je relativ 2 mal beschreiben. An was erinnert euch 47 Weite, die die Kugel nach dem Absprungpunkt zurücklegt. Also das ist je relativ Timo: Nee. Ich meinte — nee — jetzt warum logisch. 3 denn so eine Krümmung denn 45 48 logisch. die Kugel einen gewissen Abstand hat. 4 mathematisch? Bernd: Jetzt noch mal: Wenn die jetzt gleich oder größer wird, die Kraft, ähm also die 49 Bernd: noch mal: Wenn die jetzt gleich oder größergrößer wird, die Kraft, 1 L: So jetzt wollen wir die Kurve auch gern 46 Je größer die Hangabtriebskraft istJetzt die Geschwindigkeit umso istähm diealso die Beschleunigung oder Geschwindigkeit als die Erdanziehungskraft, dann würde 5 Nico: An eine Parabel. 50 Beschleunigung oder Geschwindigkeit als die Erdanziehungskraft, dann würde eigentlich … was erinnert euch 51 sich die Kugel gerade weiterbewegen, eigentlich 2 sich die Kugel gerade malweiterbewegen, beschreiben. An 47 Weite, die die Kugel nach dem Absprungpunkt zurücklegt. Also…das ist je relativ 6 L: Andere Ideen noch? L: Ähm.. In welche Richtung bewegt sich die Kugel … ab hier? 52 L: Ähm.. In welche Richtung bewegt sich die Kugel … ab hier? 7 Maria: Ich weiß nicht genau ich hab so was. 3 denn so eine Krümmung denn 48 logisch. Falk: Von uns aus gesehen: Erst mal nach rechts 8 Ich hab so was schon mal gesehn, wo 53 Falk: Von uns aus gesehen: Erst mal nach rechts mathematisch? 9 es so abfiel. Von einem Atom wenn L: 4 So. Und die Erdbeschleunigung hatten wir schon. Wo wirkt die hin? 54 L:gleich So. Und die Erdbeschleunigung hatten wir Kraft, schon. Woähm wirkt diealso hin? die 49es Bernd:Jetzt noch mal: Wenn die jetzt oder größer wird, die 10 zerfällt oder so. Das wollte ich sagen. Knut: Zum Erdboden 55 Knut: Zum Erdboden 5 Nico: An eine Parabel. 50 Beschleunigung oder Geschwindigkeit als die Erdanziehungskraft, dann würde 11 L: Das kannst du ja auch gerne machen. L: So. Und Karla hat gesagt dass die eine Kraft größer sein sei soll, als die 56 L: So. Und Karla hat gesagt dass die eine Kraft größer sein sei soll, als die 12 Ähm, was wissen wir denn über die 51 sich die Kugel gerade weiterbewegen, eigentlich … andere. 57 andere. 6 L: Andere Ideen noch? 13 Bahn, die die Kugel beschreibt. Karla: Ja diese Beschleunigungs... — diese Noch-nicht-nach-unten-fall-Kraft ist am 58 Karla: Ja diese Beschleunigungs... — diese Noch-nicht-nach-unten-fall-Kraft ist am 14 Irgendwo her muss die ja rühren. Die Kugel wird ja irgendwie gezwungen sich 52 L: Ähm.. In welche Richtung bewegt sich größer die Kugel … ab hier?glaub ich. Und deswegen fliegt die größer als die Erdanziehungskraft, glaub ich. ich Und deswegen die 59 Anfang als die Erdanziehungskraft, 15 so zu bewegen. Eine von den Mädels? 7 Anfang Maria: Ich weiß nicht genau hab sofliegt was. nicht gleich runter. 60 nicht gleich runter. 16 Claudia: Durch die Erdanziehungskraft evtl.? habmitso was schon mal gesehn, wo 53 Falk: Von uns aus gesehen: Erst61mal L: 8 Was ist denn mitIch der Kraft, der Erdanziehungskraft? Wie groß ist die denn? L: nach Was istrechts denn mit der Kraft, mit der Erdanziehungskraft? Wie groß ist die denn? 17 L: Wo wirkt die denn? Karla: Kiloso durch Newton oder Newton durch Kilo? 62 Karla: 9,81 stimmt das? Kilo durch Newton oder Newton durch Kilo? 9 9,81 stimmt das?es abfiel. Von einem Atom wenn es 18 Wir können das ja mal… (Tafelskizze). hier die ist dieErdbeschleunigung hatten wir schon. Wo wirkt die hin? 54 Hier L:ist die Schanze So. und Und L: Naja, Meter pro Sekunde Quadrat, … gut aber das ist ne Konstante, nech? 63 L: Naja, Meter pro Sekunde Quadrat, … gut aber das ist ne Konstante, nech? 19 Kugel. Und wir betrachten es ja von hier bis hier. Du sagst die 10 zerfällt oder so. Das wollte ich sagen. 20 Erdbeschleunigung wirkt. Wo wirkt in welche Richtung wirkt die? Karla: Ja. Die ist ja auch immer da, aber die ist am Anfang noch nicht so groß, im 64 Karla: Ja. Die ist ja auch immer da, aber die ist am Anfang noch nicht so groß, im 55die undKnut: Zum Erdboden Gegensatz zur anderen Kraft. Also die andere Kraft ist ja noch größer, denke 65 Gegensatz zur anderen Kraft. Also die andere Kraft ist ja noch größer, denke 21 Claudia: Die wirkt nach unten. Also wir betrachten ja von den Absprung quasi ab und 11 ich. L: Das kannst du ja auch gerne machen. 66 ich. 22 da wirkt die Erdanziehungskraft nach würde ichSo. so sagen. UndKarla weil die hat gesagt dass 56 unten, L: Und die eine Kraft größer sein sei soll, als die 23 Kugel Schwung mitbringt wird sie abgelenkt und fällt nicht plump runter an der was wissen wir denn über die L: 12 Wo kommt dennÄhm, die andere Kraft her? 67 L: Wo kommt denn die andere Kraft her? 24 Stelle sie hat ja noch Schwung und 57fällt dann erst später. andere. Karla: Durch die Beschleunigung durch die Schanze. 68 Karla: Durch die Beschleunigung durch die Schanze. 13 Bahn, die die Kugel beschreibt. 25 Karla: Also die Erdanziehung wirkt ja erst … also, ich würde sagen die Kugel geht L: Und hier? (Zeigt auf das letzte waagerechte Ende der Schanze) 69 Und hier? (Zeigt auf das letzte waagerechte Ende der Schanze) 58größerKarla: diese Beschleunigungs... —L:Karla: diese Noch-nicht-nach-unten-fall-Kraft ist am ist als der Ja Schwung, den die Kugel 14 Irgendwo her muss die ja rühren. Die Kugel wird ja irgendwie gezwungen26sich erst runter, wenn die Erdanziehung Karla: …Da…Ja 70 …Da…Ja 27 mitgebracht hat. Also wenn der Schwung kleiner ist als die Erdanziehungskraft Anfang größer als die Erdanziehungskraft, ich. Und deswegen fliegt die soKraft zuher? bewegen. Eine von den Mädels? L: 15 Wo kommt hier die 71 L: Wo kommt hier glaub die Kraft her? 28 geht sie ja erst runter oder? Weil 59 vorher geht sie ja nicht runter. Karla: Dadurch, dass sie die aufgenommen hat durchs Rollen. 72 Karla: Dadurch, dass sie die aufgenommen hat durchs Rollen. 29 L: Kann jemand was dazu sagen? 60 nicht gleich runter. Claudia: Durch die Erdanziehungskraft L: 16 Ich möchte immer noch von euch wissen vorher diese Kraft kommt — in evtl.? diese 73 L: Ich möchte immer noch von euch wissen vorher diese Kraft kommt — in diese 30 Bernd:Ja, die geht ja immer also immer ein stückweit nach unten. Also die geht ja Richtung. L: Was ist denn mit der Kraft, 74mit derRichtung. Erdanziehungskraft? Wie groß ist die denn? 31 nicht erst gerade sondern fällt ja. 61 17 L: Wo wirkt die denn? Karla: Durchs Runterrollen oder nicht? Das kann doch nicht einfach so weg sein. Ich 75 Karla: Durchs Runterrollen oder nicht? Das kann doch nicht einfach so weg sein. Ich 32 Karla: Ja aber die geht ja nicht gleich buff sondern so biu (malt kurve mit dem Finger) 62 Karla: 9,81 stimmt das? Kilo durch76 Newton Newton durch Kilo? mein der Schwung ist ja noch da. Das ist ja nicht so, dass sie gegen eine meinoder der Schwung ist ja noch da. Das ist ja nicht so, dass sie gegen eine 33 L: Ja. Woran liegt denn das? 18 Wand rollt, sonders Wir das ja mal… (Tafelskizze). Hier ist die Schanze und hier ist die sie können muss sich ja ausleben. 77 Wand rollt, sonders sie muss sich ja ausleben. 34 Karla: Ja, dass der Schwung erst noch größer ist als die Erdanziehungskraft dachte 63 L: Naja, Meter pro Sekunde Quadrat, … gut aber das ist ne Konstante, nech? 19 Kugel. Und wir betrachten es ja von hier bis hier. Du sagst die 35 ich. 20 Erdbeschleunigung wirkt. Wo wirkt die und in welche Richtung wirkt die? 64 Karla: Ja. Die ist ja auch immer da, aber die ist am Anfang noch nicht so groß, im 65 Gegensatz zur anderen Kraft. Also die andere Kraft ist ja noch größer, denke 21 Claudia: Die wirkt nach unten. Also wir betrachten ja von den Absprung quasi ab und 66 ich. 22 da wirkt die Erdanziehungskraft nach unten, würde ich so sagen. Und weil die 23 Kugel Schwung mitbringt wird sie abgelenkt und fällt nicht plump runter an der 67 L: Wo kommt denn die andere Kraft her? 24 Stelle sie hat ja noch Schwung und fällt dann erst später. 68 Karla: Durch die Beschleunigung durch die Schanze. 25 Karla: Also die Erdanziehung wirkt ja erst … also, ich würde sagen die Kugel geht 69 L: Und hier? (Zeigt auf das letzte waagerechte Ende der Schanze) 26 erst runter, wenn die Erdanziehung größer ist als der Schwung, den die Kugel 70 Karla: …Da…Ja 27 mitgebracht hat. Also wenn der Schwung kleiner ist als die Erdanziehungskraft - 11. Kl. Gymnasium (Niedersachsen), 8 Jungen, 8 Mädchen, alle haben Physik als Welcher Schwung? Prüfungsfach im Abitur gewählt 36 37 ➜ mal beschreiben. An was erinnert euch 47 Weite, die die Kugel nach dem Absprungpunkt zurücklegt. Also das istsich je relativ 51 die Kugel gerade weiterbewegen, eigentlich … 6 L: Andere Ideen noch? denn so eine Krümmung denn 48 logisch. 52 L: Ähm.. In welche Richtung bewegt sich die Kugel … ab hier? 7 Maria: Ich weiß nicht genau ich hab so was. mathematisch? 49 Bernd:Jetzt noch mal: Wenn die jetzt gleich oder größer wird, die Kraft, ähm also die 8 Ich hab so was schon mal gesehn, wo 53 Falk: Von uns aus gesehen: Erst mal nach rechts 5 Nico: An eine Parabel. 50 Beschleunigung oder Geschwindigkeit als die Erdanziehungskraft, dann würde 9 es so abfiel. Von einem Atom wenn es 54 L: So. Und die Erdbeschleunigung hatten wir schon. Wo wirkt die hin? 51 sich die Kugel gerade weiterbewegen, eigentlich … 6 L: Andere Ideen noch? 10 zerfällt oder so. Das wollte ich sagen. 55 Knut: Zum Erdboden 52 L: Ähm.. In welche Richtung bewegt sich die Kugel … ab hier? 7 Maria: Ich weiß nicht genau ich hab so was. 11 L: Das kannst du ja auch gerne machen. 56 L: So. Und Karla hat gesagt dass die eine Kraft größer sein sei soll, als die 8 Ich hab so was schon mal gesehn, wo 12 Ähm, was wissen wir denn53 überFalk: die Von uns aus gesehen: Erst mal nach rechts 57 andere. 9Schüler beschreiben esdie soWurfbewegung abfiel. Von einem Atom wenn es Bahn, die die Kugel beschreibt. beschreiben die Wurfbewegung 54 L: So. Und die Erdbeschleunigung Schüler hatten wir schon. Wo wirkt die hin? 36 L: Welcher13 Schwung? 36 L: Welcher Schwung? 58 Karla: Ja diese Beschleunigungs... — diese Noch-nicht-nach-unten-fall-Kraft am 10 - 11. Kl. Gymnasium zerfällt oder so. Das wollte ich sagen. 37 Karla: Den sie14 sammelt…Den sie Irgendwo da mitbringt. vonher der Rampe. sie ist schon 37 Karla: Den sie sammelt…Den sie da mitbringt. von der Rampe. Also sieist ist ja schon mussAlsodie jajarühren. Die Kugel wird ja irgendwie gezwungen- sich (Niedersachsen), 8 Jungen, 8 Mädchen, alle haben Physik als 11. Kl. Gymnasium (Niedersachsen), 8 Jungen, 8 Mädchen, alle haben Physik als 55 Knut: Zum Erdboden 38 beschleunigt — ja weiß ich auch nicht. 38 beschleunigt — ja weiß ich auch nicht. 59 Anfang größer als die Erdanziehungskraft, glaub ich. Und deswegen fliegt die Prüfungsfach im Abitur gewählt Prüfungsfach im Abitur gewählt 15 so zu bewegen. Eine von den Mädels? 11 L: Das kannst du ja auch gerne machen. 39 L: Vielleicht kann das ja jemand anders ausdrücken? 39 L: Vielleicht kann das ja jemand anders ausdrücken? - Unterrichtseinheit "Beschleunigte Bewegungen", Unterrichtsstunde "Wurf" - Unterrichtseinheit "Beschleunigte Bewegungen", Unterrichtsstunde "Wurf" 56 L: So. Und Karla hat gesagt dass die eine Kraft größer sein sei soll, als die 60 nicht gleich runter. 40 Timo: Ähm, vielleicht wirkt auf die Kugel auch sodie 'ne gewisse Hangabtriebskraft, 40 Timo: Ähm, vielleicht wirkt auf die Kugel auch so 'ne gewisse Hangabtriebskraft, 12 Ähm, was wissen wir denn über die 16 Claudia: Durch Erdanziehungskraft evtl.? 41 würd' ich sagen. 41 würd' ich sagen. 57 andere. Im Demo-Experiment wurde die Wurfweite von Kugeln bestimmt, die eine gebogene Rampe Im Demo-Experiment wurde die Wurfweite von Kugeln Rampe 61bestimmt, L: die eine gebogene Was ist denn mit der Kraft, mit der Erdanziehungskraft? Wie groß ist die denn? 13herunterrollen. Die Überlagerung Bahn, die die Kugel beschreibt. 42 L: Ja das auf sich denn? hier erst mal, aber die haben 42 L: Ja das auf alle Fälle, deswegen bewegt die sich hier erst mal, aber die haben 17 alle Fälle, L: deswegen Wobewegt wirktdiedie von horizontaler Bewegung und Fallbewegung wurde grafisch herunterrollen. Die Überlagerung von horizontaler Bewegung und Fallbewegung wurde grafisch 43 wir hier ja nicht mehr. Oder meintest du hier. Sonst erklär weiter was du58 43 wir hier ja nicht mehr. Oder meintest du hier. Sonst erklär weiter was du Karla: Ja diese Beschleunigungs... — diese ist am dargestelltNoch-nicht-nach-unten-fall-Kraft (Superpositionsprinzip). 14dargestellt (Superpositionsprinzip). Irgendwo her muss die ja rühren. Die Kugel wird ja irgendwie gezwungen sich 62 Karla: 9,81 stimmt das? Kilo durch Newton oder Newton durch Kilo? 44 meintest 44 meintest 18 Wir können das ja mal… (Tafelskizze). Hier ist die Schanze und hier ist die 59hat. Anfang größer als die Erdanziehungskraft, glaub ich. Und deswegen fliegt die 15 so zu bewegen. Eine von den Mädels? 45 Timo: Nee. Ich meinte — nee — jetzt warum die Kugel einen gewissen Abstand Timo: Nee. Ich nee —das jetzt warum die Konstante, Kugel einen gewissen Abstand hat. 63 L: Naja, Meter pro Sekunde4546Quadrat, …meinte gut — aber ist ne nech? 19die Hangabtriebskraft Kugel. wir betrachten es bis hier. Durunter. sagst die 1 L: So jetzt wollen wir die Kurve auch gern 46 Je größer ist die Und Geschwindigkeit umso größer ist60 die ja von hier 1 L: So jetzt wollen wir die Kurve auch gern Je größer die Hangabtriebskraft ist die Geschwindigkeit umso größer ist die nicht gleich 2 16 mal beschreiben. An was erinnert euch 47 Weite, die Absprungpunkt zurücklegt. Also das istWo je relativ 2 mal beschreiben. An was erinnert euch Weite, die die Kugel nach dem Absprungpunkt zurücklegt. Also das ist je relativ Claudia: Durch die Erdanziehungskraft evtl.? 20 die Kugel nach dem Erdbeschleunigung wirkt. wirkt die und in welche Richtung wirkt die? 64 Karla: Ja. Die ist ja auch immer4748da, aber die ist am Anfang noch nicht so groß, im 3 denn so eine Krümmung denn 48 logisch. 3 denn so eine Krümmung denn logisch. 61 L: Was ist denn mit der Kraft, mit der Erdanziehungskraft? Wie groß ist die denn? zur anderen Kraft. 4 17 mathematisch? mathematisch? 65 Gegensatz Also diemal: andere istoder ja noch größer, 49 Bernd:Jetzt noch Wenn die jetzt Die gleich oder größer wird, die Kraft, ähm also die 49 Bernd: Jetzt noch Wenn dieKraft jetzt gleich größer wird, die Kraft, denke ähm also die L: Wo wirkt die denn? 21 mal: Claudia: wirkt nach unten. Also wir betrachten ja von den Absprung quasi4 ab und 5 Nico: An eine Parabel. 50 Beschleunigung oder Geschwindigkeit als die Erdanziehungskraft, dann würde 5 Nico: An eine Parabel. 50 Beschleunigung oder Geschwindigkeit als die Erdanziehungskraft, dann würde 62 Karla: 9,81 stimmt das? durch Newton oder Newton durch Kilo? 66 ich. die Erdanziehungskraft nach unten, würde ich soKilo sagen. Und weil 51 sichund die22 Kugel gerade … 51 sich die Kugel gerade weiterbewegen, eigentlich … Wir können das ja mal… (Tafelskizze). Hier ist die Schanze hier ist weiterbewegen, dieda wirkteigentlich 6 18 L: Andere Ideen noch? 6 L: die Andere Ideen noch? 52 L: Ähm.. In23 sichSchwung die Kugel … abmitbringt hier? 52 L:Kraft Ähm.. In welche Richtung bewegt sich die Kugel … ab hier? Kugel wird fälltpro nicht plump runter der 7 genau ichUnd hab sowir was. betrachten es ja von hier bis hier. Du 7 an Maria: Ich gut weiß nicht genau ich hab was.Konstante, 63 sie L: abgelenkt Naja, und Meter Sekunde Quadrat, … aber das istsone 67 L: nech? Wo kommt denn die andere her? 19Maria: Ich weiß nicht Kugel. sagst die welche Richtung bewegt 8 Ich hab so was schon mal gesehn, wo 53 Falk: Von uns aus gesehen: Erst mal nach rechts 8 Ich hab so was schon mal gesehn, wo 53 Falk: Von uns aus gesehen: Erst mal nach rechts 24 sie hat ja noch Schwung und fälltJa. dann später. 9 20 es so abfiel.Erdbeschleunigung Von einem Atom wenn es 9 so abfiel. einem Atom wenn es wirkt. Wo wirkt die und in welche die? Stelle 68 Karla: Durch 54 Richtung L: So. Undwirkt die Erdbeschleunigung hatten wir schon. Wo wirkt die hin? 54 durch L: So.die Und Schanze. die Erdbeschleunigung hatten wir schon. Wo wirkt die hin? 64 Karla: Dieerst ist ja auch immer da, aber diees ist amVon Anfang noch nicht so groß, im die Beschleunigung 10 zerfällt oder so. Das wollte ich sagen. 10 zerfällt oder so. Das wollte ich sagen. 55 Knut: Zum Erdboden 55 Knut: Zum Erdboden 25 Karla: ich würde die Kraft. Kugel11Also geht 65 ja erst … also, Gegensatz zursagen anderen andere Kraft istmachen. ja noch denke 11 21 L: Das kannst du ja auchwirkt gerne machen. L: die Das kannst du ja auch gerne Claudia: Die nach unten. Also wir betrachten ja von den Absprung quasi ab Also und die Erdanziehung wirkt 69 größer, L: Und hier? (Zeigt auf das 56letzte waagerechte Ende der Schanze) 56 L: So. Und Karla hat gesagt dass die eine Kraft größer sein sei soll, als die L: So. Und Karla hat gesagt dass die eine Kraft größer sein sei soll, als die 12 Ähm, was wissen wir denn über die 12 Ähm, was wissen wir denn über die 26 erst runter, wenn die Erdanziehung größer ist als der Schwung, den die Kugel 66 ich. andere. 57 andere. daKugel wirkt die Erdanziehungskraft nach unten, würde 57ich so sagen. Und weil die 13 22 Bahn, die die beschreibt. 13 Bahn, die die Kugel beschreibt. 70 Karla: …Da…Ja mitgebracht hat. Also wenn der Schwung kleiner ist als die Erdanziehungskraft 58 Karla: Ja diese27 Beschleunigungs... — diese Noch-nicht-nach-unten-fall-Kraft ist am 58 Karla: Ja diese Beschleunigungs... — diese Noch-nicht-nach-unten-fall-Kraft ist am 14 Irgendwo her muss die ja rühren. Die Kugel wird ja irgendwie gezwungen sich 14 Irgendwo her muss die ja rühren. Die Kugel wird ja irgendwie gezwungen sich 23 Kugel Schwung mitbringt wird sie abgelenkt und fällt59 nicht Anfang plump runter an der 67 die L: Wo kommt denn die andere Kraft her? größer als die Erdanziehungskraft, ich. Und deswegen fliegt größer als die Erdanziehungskraft, glaub ich. Und deswegen fliegt die 15 so zu bewegen. Eine von den Mädels? 15 so zu bewegen. Eine von den Mädels? 71 L: Wo kommt hier die Kraft 5960her? Anfang 28 runter. geht sie jaglaub erst runter oder? Weil vorher geht sie ja nicht runter. 60 nicht gleich nicht gleich runter. sie hatevtl.? ja noch Schwung und fällt dann erst später. 16 24 Claudia: Durch dieStelle Erdanziehungskraft 16 Claudia: Durch die Erdanziehungskraft evtl.? 61 L: Was ist denn mit der Kraft, mit der Erdanziehungskraft? Wie groß ist die68 denn? Karla: Durch die Beschleunigung durch die Schanze. 61 L: Was ist denn der Kraft, mit der Erdanziehungskraft? Wie groß ist die denn? 72 Karla: Dadurch, dass sie die aufgenommen hatmitdurchs Rollen. 17 L: Wo wirkt die denn? 17 L: Wo wirkt die denn? 29 L: Kann jemand was dazu sagen? 25 Karla: Also die Erdanziehung wirkt ja erst … also, ich würde sagen Kugel 62 Karla: 9,81die stimmt das? Kilogeht durch Newton oder Newton durch Kilo? 62 Karla: 9,81 stimmt das? Kilo durch Newton oder Newton durch Kilo? 18 Wir können das ja mal… (Tafelskizze). Hier ist die Schanze und hier ist die 18 waagerechte Wir können das ja mal…der (Tafelskizze). Hier ist die Schanze und hier ist die 69 L:ein stückweit Und hier? (Zeigt aufAlso das die letzte Schanze) 73bis hier.L:Du sagst Ich wissen diese… Kraft — in diese 63 L: Naja, Meter pro Bernd: Sekunde Quadrat, … gut aber das ne Konstante, 63 L:euch Naja, Meter pro vorher Sekunde Quadrat, gut aber kommt das ist ne Konstante, nech? 30den Ja, die geht ja ist immer alsonech? immer nach unten. geht ja Kugel. Und wirEnde 19 26 Kugel. Underst wir betrachten es jawenn von hier bis hier.Erdanziehung Du sagst die 19 betrachten es ja von hier die möchte immer noch von runter, die größer ist als der Schwung, die Kugel 20 Erdbeschleunigung wirkt. Wo wirkt die und in welche Richtung wirkt die? 20 Erdbeschleunigung wirkt. Wo wirkt die und in welche Richtung wirkt die? 64 Karla: Ja. Die 31 ist ja auch immer da, aber die ist amgerade Anfang noch nicht so groß,fällt im ja. 64 Karla: Ja. Die ist ja auch immer da, aber die ist am Anfang noch nicht so groß, im 70 Karla: …Da…Ja 74 Richtung. nicht erst sondern hat. Also der quasi Schwung kleiner ist65als dieGegensatz Erdanziehungskraft zur anderen Kraft. Also die andere Kraft ist ja noch größer, denke 65 Gegensatz zur anderen Kraft. Also die andere Kraft ist ja noch größer, denke 21 27 Claudia: Die wirkt mitgebracht nach unten. Also wir betrachten ja vonwenn den Absprung ab und 21 Claudia: Die wirkt nach unten. Also wir betrachten ja von den Absprung quasi ab und 66 ich. 22 da wirkt diegeht Erdanziehungskraft nach runter unten, würde ich so sagen. Undvorher weil die geht sie ja nicht 22 da wirkt die Erdanziehungskraft nach unten, ich so sagen. Und weil die 75 würde Karla: Durchs Runterrollen oder66nicht?ich. Das kann doch nicht einfach so weg sein. Ich 71 L: Wo kommt hier die Kraft her? 32 Karla: Ja aber die geht ja nicht gleich buff sondern so biu (malt kurve mit dem Finger) 28 sie ja erst oder? Weil runter. 23 Kugel Schwung mitbringt wird sie abgelenkt und fällt nicht plump runter an der 23 Kugel Schwung mitbringt wird sie abgelenkt und fällt nicht plump runter an der 67 L: Wo kommt denn die andere Kraft her? 67 L: Wo kommt denn die andere Kraft her? da. Das ist ja nicht so, dass sie gegen eine 24 Stelle sie hat ja noch Schwung und fällt dann erst später. 24 Stelle sie hat ja noch Schwung und fällt76 dann erst später. mein der Schwung ist ja noch 68 Karla: Durch die durch Woran die Schanze. 68 Karla: Durch die Beschleunigung durch die Schanze. 33Beschleunigung L: Ja. liegt denn das? 72 Karla: Dadurch, dass sie die aufgenommen hat durchs Rollen. 29 L: Kann jemand was dazu sagen? 25 Karla: Also die Erdanziehung wirkt ja erst … also, ich würde sagen die Kugel geht 25 Karla: Also die Erdanziehung wirkt ja erst … also, die Kugelrollt, geht sonders sie muss 77 ich würde sagen Wand ausleben. 69 L: Und hier? (Zeigt auf das letzte waagerechte Ende der Schanze) 69 L: sich Undja hier? (Zeigt auf das letzte waagerechte Ende der Schanze) 26 erst runter, wenn die Erdanziehung größer ist als der Schwung, den die Kugel 26 erst runter, wenn die Erdanziehung größer ist als der Schwung, den die Kugel 34 die Karla: nochL:größerIch ist möchte als die Erdanziehungskraft dachte immer noch von euch wissen vorher diese Kraft kommt — in diese 30 Bernd: Ja, die geht ja immer also immer ein stückweit nach70unten. Also geht jaJa, dass der Schwung erst73 Karla: …Da…Ja 70 Karla: …Da…Ja 27 mitgebracht hat. Also wenn der Schwung kleiner ist als die Erdanziehungskraft 27 mitgebracht hat. Also wenn der Schwung kleiner ist als die Erdanziehungskraft 71 L: Wo kommt 71 L: Wo kommt hier die Kraft her? 28 31 geht sie ja erst runtererst oder? gerade Weil vorher geht sie ja nicht fällt runter. ja. 28 geht sie ja erst runter oder? Weil vorher geht sie ja nicht runter. 35 hier die Kraft her? ich. 74 Richtung. nicht sondern 72 Karla: Dadurch, dass sie die aufgenommen hat durchs Rollen. 72 Karla: Dadurch, dass sie die aufgenommen hat durchs Rollen. 29 L: Kann jemand was dazu sagen? 29 L: Kann jemand was dazu sagen? DasJa,kann einfach sonach weg sein. aber geht ja nicht gleich buff so biu (malt mitimmer dem 73 L: kurve Ich möchte nochFinger) von euch wissen vorher diese Kraft kommt — in75 diese Karla: Durchs Runterrollen oder nicht? 73 L: Ich möchte immer noch von euch wissen vorher diese Kraft kommt — in diese 30 32 Bernd:Karla: Ja, die gehtJa ja immer alsodie immer ein stückweit nach unten. Also die gehtsondern ja 30 Bernd: die gehtdoch ja immernicht also immer ein stückweit unten. Also dieIch geht ja 74 Richtung. 74 Richtung. 31 nicht erst gerade sondern fällt ja. 31 nicht erst gerade sondern fällt ja. 76 mein der Schwung ist ja noch da. Das ist ja nicht so, dass sie gegen eine denn das? 75 Karla: Durchs Runterrollen oder nicht? Das kann doch nicht einfach so weg sein. Ich 75 Karla: Durchs Runterrollen oder nicht? Das kann doch nicht einfach so weg sein. Ich 32 33 Karla: L: Ja aber die Ja. geht jaWoran nicht gleichliegt buff sondern so biu (malt kurve mit dem Finger) 32 Karla: Ja aber die geht ja nicht gleich buff sondern so biu (malt kurve mit dem Finger) 76 mein der Schwung ist ja noch da. Das ist ja nicht so, dass sie gegen eine 76 mein der Schwung ist ja noch da. Das ist ja nicht so, dass sie gegen eine 77 Wand rollt, sonders sie muss 33sich ausleben. 33 L: Ja. Woran liegt denn das? L: ja Ja. Woran liegt denn das? 77 Wand rollt, sonders sie muss sich ja ausleben. 77 Wand rollt, sonders sie muss sich ja ausleben. 34 Karla: Ja, dass der Schwung erst noch größer ist als die Erdanziehungskraft dachte 34 Karla: Ja, dass der Schwung erst noch größer ist als die Erdanziehungskraft dachte 34 Karla: Ja, dass der Schwung erst noch größer ist als die Erdanziehungskraft dachte 35 35 ich. 35 ich. ich. 2 3 4 ➜ ➜ • Rolf: Also — hm — es ist doch ein Unterschied, wenn eine Masse von 1 m • Rolf: Also — hm — es ist doch ein Unterschied, wenn eine Masse von 1 m • Lehrer: Worum geht es Dir jetzt? Um die Kraft, die dieser Körper auf den • Lehrer: Worum geht es Dir jetzt? Um die Kraft, die dieser Körper auf den • Rolf: Ja. • Tom: Meinst Du jetzt die Kraft, mit der er aufschlägt, oder die Kraft, • Rolf: Ja. • Tom: Meinst Du jetzt die Kraft, mit der er aufschlägt, oder die Kraft, • Lehrer: Nein, da ist kein Faden. Rolf hat nur einen Körper der runterfällt. • Lehrer: Nein, da ist kein Faden. Rolf hat nur einen Körper der runterfällt. • Rolf: Ja, ich habe gesagt, der fällt mit 1 kg aus 1 oder 10 m Höhe. Und a • Rolf: Ja, ich habe gesagt, der fällt mit 1 kg aus 1 oder 10 m Höhe. Und a • Kai: Ich meine, der Körper beschleunigt ja mit 9,8 m/s2. Der wird ja • Kai: Ich meine, der Körper beschleunigt ja mit 9,8 m/s2. Der wird ja auf den Boden fällt oder von 1000 m. Da müsste doch F gleich m mal v sein. Sonst wäre das ja gar nicht sinnvoll, wenn man die Masse hat und die Erdbeschleunigung. Die Beschleunigung, wenn sie nur 1 s dauert, macht doch eine viel kleinere Geschwindigkeit als wenn die 1 h dauert. Boden ausübt? mit der er vor dem Fall am Faden zieht? So habe ich das verstanden. bleibt gleich, diese 9,81. Dann müsste die Kraft ja auch gleich sein. Das ist doch aber ein Unterschied, ob ich mit einem Hammer ganz leicht aufschlage oder ob man so richtig Schwung holt. immer schneller. Dann wird die Kraft natürlich auch immer größer, weil es ja proportional ansteigt. Je länger er fliegt, desto größer wird auch die Kraft, wenn er aufkommt. auf den Boden fällt oder von 1000 m. Da müsste doch F gleich m mal v sein. Sonst wäre das ja gar nicht sinnvoll, wenn man die Masse hat und die Erdbeschleunigung. Die Beschleunigung, wenn sie nur 1 s dauert, macht doch eine viel kleinere Geschwindigkeit als wenn die 1 h dauert. Boden ausübt? mit der er vor dem Fall am Faden zieht? So habe ich das verstanden. bleibt gleich, diese 9,81. Dann müsste die Kraft ja auch gleich sein. Das ist doch aber ein Unterschied, ob ich mit einem Hammer ganz leicht aufschlage oder ob man so richtig Schwung holt. immer schneller. Dann wird die Kraft natürlich auch immer größer, weil es ja proportional ansteigt. Je länger er fliegt, desto größer wird auch die Kraft, wenn er aufkommt. Woher stammen die Schülervorstellungen? ■ Alltagserfahrungen • Kurvenfahrt • Wollschal Quellen von Schülervorstellungen ■ Alltagssprache • „hoher Stromverbrauch“ ■ Populärwissenschaftliche Darstellungen • Atom als „Mini-Planetensystem“ ■ Vorangegangener Unterricht H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Quellen von Fehlvorstellungen – Ein Beispiel Quellen von Fehlvorstellungen – Ein Beispiel ■ Deutschlandfunk ■ Deutschlandfunk ■ Sendung „Forschung aktuell“ am 21. Februar 2012 ■ Sendung „Forschung aktuell“ am 21. Februar 2012 ■ Rubrik „Sternzeit“ ■ Rubrik „Sternzeit“ ■ Thema: Schwerelosigkeit in der ISS ■ Thema: Schwerelosigkeit in der ISS H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Parabelbahn Eine Raumsonde bewegt sich auf einer elliptischen Bahn um die Erde. ■ Zeichnen Sie die Kräfte ein, die an der Sonde in den Punkten A und B angreifen! ■ Deuten Sie durch die Länge der Pfeile grob die Stärken der Kräfte an. Versehen Sie jede Kraft mit einer Bezeichnung. Umgang mit Schülervorstellungen H. Schecker; Uni Bremen; IDN „Nürnberger-Trichter Modell“ des Lernprozesses H. Schecker; Uni Bremen; IDN Modelle des Lehr-Lern-Prozesses (stark vereinfacht) ■ Tabula-Rasa-Modell (häufig unterschwellig wirksam) ■ Man kann Informationen weitergeben und aufnehmen. ■ Es kommt auf die vor allem richtige Darstellung an. ■ Wenn Schüler gut aufpassen, lernen sie auch. ■ Empirische Befunde ■ Alternatives Modell: Kontrastieren ein implizit verbreitetes Modell H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Modelle des Lehr-Lern-Prozesses (stark vereinfacht) Modelle des Lehr-Lern-Prozesses (stark vereinfacht) ■ Tabula-Rasa-Modell (häufig unterschwellig wirksam) ■ Tabula-Rasa-Modell (häufig unterschwellig wirksam) ■ Empirische Befunde ■ Empirische Befunde ■ Alternatives Modell: Kontrastieren ■ Alternatives Modell: Kontrastieren H. Schecker; Uni Bremen; IDN Grundthesen der Schülervorstellungsforschung ■ Die Schüler kommen nicht als "leere, unbeschriebene Blätter" in den Physikunterricht, auf die man physikalisches Wissen übertragen kann. ■ Die Schüler bringen vielmehr ein Inventar von Vorstellungen und Denkweisen zu physikalischen Begriffen und Phänomenen mit. ■ Sie haben sich oft aus Alltagserfahrungen gebildet und im umgangssprachlichen Gebrauch bewährt. H. Schecker; Uni Bremen; IDN Bedeutung vorunterrichtlicher Vorstellungen ■ Neben ... • Intelligenz • Motivation/Lernhaltung • kognitiver Entwicklungsstand • sozialer Eingebundenheit ... ist das Vorwissen für Lernprozesse entscheidend ■ Diese Vorstellungen liegen häufig quer zum physikalischen Verständnis. ■ Beim Vorwissen haben die Schülervorstellungen besonderes Gewicht. ■ Die Verarbeitung neuer Informationsangebote wird wesentlich von den bereits vorhandenen Denkmustern angeleitet. ■ Man muss die Schüler dort abholen, wo sie sind. H. Schecker; Uni Bremen; IDN H. Schecker; Uni Bremen; IDN Aber wie geht man mit Schülervorstellungen um? Umgang mit Schülervorstellungen — Strategien (vgl. Hopf, Schecker & Wiesner: Physikdidaktik kompakt 49 ff.) ■ Kontrastieren / Konfrontieren • die Vorstellungen aktivieren und den Schülern bewusst machen • die physikalische Sicht gegenüberstellen ■ Möglichst gar nicht erst aktivieren? ■ Direkt konfrontieren? ■ Umgehen • die Aktivierung von Fehlvorstellungen vermeiden (z.B. von „Stoßrate“ statt von „Kraft“ sprechen) • erst bei entwickelter phys. Sicht das Alltagsverständnis gegenüberstellen ■ Experimentell widerlegen? ■ Anknüpfen • an Vorstellungen, die im Hinblick auf die Physik ausbaufähig sind z.B. F prop. ∆v (mit Betonung auf „∆“) ■ Umdeuten • Aussagen von Schülern physikalisch uminterpretieren (z.B. „Wärme“ als Entropie, „Kraft“ als kinetische Energie) H. Schecker; Uni Bremen; IDN Umgang mit Schülervorstellungen — Strategien ■ Brücken bauen • z.B. Kraft eines Tisches auf ein Buch: Tischoberfläche aus kleinen H. Schecker; Uni Bremen; IDN Spiralfedern gedacht aufbauen Literatur zu Schülervorstellungen (vgl. Hopf, Schecker & Wiesner: Physikdidaktik kompakt 49 ff.) ■ Kontrastieren / Konfrontieren • die Vorstellungen aktivieren und den Schülern bewusst machen • die physikalische Sicht gegenüberstellen ■ Umgehen • die Aktivierung von Fehlvorstellungen vermeiden (z.B. von „Stoßrate“ statt von „Kraft“ sprechen) • erst bei entwickelter phys. Sicht das Alltagsverständnis gegenüberstellen ■ Anknüpfen • an Vorstellungen, die im Hinblick auf die Physik ausbaufähig sind z.B. F prop. ∆v (mit Betonung auf „∆“) ■ Umdeuten • Aussagen von Schülern physikalisch uminterpretieren (z.B. „Wärme“ als Entropie, „Kraft“ als kinetische Energie) ■ Brücken bauen • z.B. Kraft eines Tisches auf ein Buch: Tischoberfläche aus kleinen H. Schecker; Uni Bremen; IDN Spiralfedern gedacht aufbauen ■ Müller, R., Wodzinski, R. & Hopf, M. (Hrsg.): Schülervorstellungen in der Physik. Köln: Aulis. ■ Sammelband mit Veröffentlichungen aus Unterrichtszeitschriften • Mechanik • Optik • Elektrizitätslehre • Wärmelehre • ... • Quantenphysik Literatur zu Schülervorstellungen Informationsquellen zu Schülervorstellungen ■ Wiesner, H., Schecker, H. & Hopf, M. (Hrsg.) (2011) Physikdidaktik kompakt. Köln: Aulis. ■ Internet • PhysDat: umfassende Datenbank mit Zeitschriftenaufsätzen fast aller deutschen fachdidaktischen Zeitschriften. (UniWuppertal) www2.uni-wuppertal.de/FB8/didaktik/homepage/db_suche.html • C3P: knappe Stichworte zu Schülervorstellungen in vielen Bereichen der Physik http://phys.udallas.edu/ http://phys.udallas.edu/C3P/Preconceptions.pdf • Kap. 4. Die konstruktivistische Sicht vom Lernen im Physikunterricht • Kap. 5. Schülervorstellungen und Lernschwierigkeiten • Kap. 6. Begriffswechsel und • Begriffsentwicklung Kap. 7. Schülervorstellungen und Unterricht H. Schecker; Uni Bremen; IDN J. Warren: „Understanding Force“ (1979) ■ Zeichnen Sie die Kräfte ein, die an einem Motorrad (-Fahrer) bei der Kurvenfahrt angreifen! verbreitete falsche Antwort korrekt H. Schecker; Uni Bremen; IDN
