Mathematische Modellbildung in einer vergleichenden Untersuchung

Autor/innen

  • Jannis Weber Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Universität Frankfurt
  • Thomas Wilhelm Universität Frankfurt, Institut für Didaktik der Physik

Schlagworte:

Computereinsatz, Mechanik, Laborstudie

Abstract

Aufgrund der bekannten Schwierigkeiten von Schülerinnen und Schülern in der Mechanik der gymnasialen Oberstufe wird eine Intervention zur Dynamik mithilfe von mathematischer Modellbildung vorgestellt. Ziel ist es dabei, Schülervorstellungen zu den ersten beiden Newton’schen Gesetzen zu korrigieren. Dazu wird die gleichungsbasierte Modellbildungssoftware „Newton-II“ eingesetzt, welche es den Lernenden ermöglicht, Bewegungen durch Eingabe von Kräften, der Masse und den Anfangsbedingungen eigenständig zu modellieren und mit realen Messdaten zu vergleichen.

Ältere Forschungen zu graphischen Modellbildungssystemen haben bereits gezeigt, dass mit mathematischer Modellbildung die Argumentationslogik der Newton`schen Mechanik vermittelt werden kann und dass der Unterricht mit der Software für die Lernenden interessanter gestaltet werden kann, da es möglich ist, auf reale Probleme aus dem Alltag der Lernenden zurückzugreifen. Der Effekt des Einsatzes der graphischen Modellbildungssoftware war allerdings geringer als erwartet, was teilweise mit der schlechten Bedienbarkeit der damals verfügbaren Programme erklärt wurde.

Hier soll untersucht werden, ob der Einsatz von aktueller gleichungsbasierter Modellbildungssoftware, welche einfacher zu bedienen ist, im Unterricht eine Verbesserung des Verständnisses der Newton’schen Mechanik herbeiführen kann. Dies wird durch eine Intervention an der Goethe-Universität Frankfurt im Prä-Post-Test-Design mit Treatment- und Vergleichsgruppe untersucht. Die Intervention und das Studiendesign werden hier vorgestellt.

Autor/innen-Biografien

Jannis Weber, Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Universität Frankfurt

10/2017: Erstes Staatsexamen für Lehramt Mathematik und Physik am Gymnasium

seit 2/2018: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Universität Frankfurt

Thomas Wilhelm, Universität Frankfurt, Institut für Didaktik der Physik

1996 - 1998 Referendariat für das Lehramt am Gymnasium

1998 - 2000 Studienrat am Gymnasium

2000 - 2007 Wissenschaftlicher Assistent am Lehrstuhl für Didaktik der Physik der

Universität Würzburg

Juli 2007 - Sept. 2011 Akademischer Rat (Lehrkraft für besondere Aufgaben) am Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik der Universität Würzburg

April-Sept.2010 Professurvertretung an der Universität Augsburg

Okt. 2011 - April 2012 Professur für Didaktik der Physik an der Universität Augsburg

Seit Mai 2012 Professur für Didaktik der Physik an der Universität Frankfurt

 

Veröffentlicht

17.12.2019

Zitationsvorschlag

Weber, J., & Wilhelm, T. (2019). Mathematische Modellbildung in einer vergleichenden Untersuchung. PhyDid B - Didaktik Der Physik - Beiträge Zur DPG-Frühjahrstagung, 1. Abgerufen von https://ojs.dpg-physik.de/index.php/phydid-b/article/view/958

Ausgabe

Rubrik

Neue Medien