Differenzierte Lernwege im computerbasierten Experiment

Abstract

Experimente stehen häufig im Zentrum des Physikunterrichtes. Jedoch wird ihr konkreter Einsatz und ihre spezifische Verwendung von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, beispielsweise von den expliziten Lern- und Lehrzielen. Beschränkt wird die Nutzung als Schülerexperiment hierbei häufig durch die Verfügbarkeit von Geräten und die Sicherheitsbestimmungen. Computerbasierte Experimente haben diese Einschränkung in der Regel nicht, können aber ebenso auf bestimmte Lernziele abgestimmt werden. Des Weiteren können solche Experimente eine große Zahl an Nutzern erreichen, wenn sie über das Internet frei zugänglich gemacht werden.

In einer browserbasierten Lernumgebung wurden zwei typische Herangehensweisen an ein Experiment zur Ablenkung von Elektronen im E-Feld eines Plattenkondensators umgesetzt. Zum einen ein mathematisch-theoretischer Weg, zum anderen ein induktiv-experimenteller Weg. In einer Vergleichsstudie mit 80 Schülerinnen und Schülern wurden die beiden Lernwege gegenübergestellt. Dabei wurden u.a. der Erfolg beim Hypothesenprüfen, die Interaktionen mit dem Experiment und der Erfolg beim Generieren der mathematischen Beschreibung aufgezeichnet. Erste Zwischenergebnisse liegen vor: Es zeigte sich, dass die Experimentiermöglichkeiten intensiv genutzt wurden. Weiter wurde im Post-Test deutlich, dass der mathematisch-theoretische Weg zu vertieftem Wissen über die wirkenden Kräfte führt und den Nutzern die Methode des Eliminierens der Zeitabhängigkeit näher bringt. Beim Memorieren der Bahngleichung führten beide Wege zu einem ähnlich guten Ergebnis.