Simulationsbasiertes virtuelles Labor zur Einübung des Begriffssystems der Rotationsbewegung - Roth, Tobias; Andres, Thomas; Schwingel, Alexander; Hein, Ulla; Greß, Carola; Appel, Julia (PhyDid B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 2016)
Einführend zur Kinematik und Dynamik von Massenpunkten stehen üblicherweise die gleichförmig-geradlinige und die gleichförmig-beschleunigte Bewegung, deren Gesetze an der Luftkissenbahn demonstriert werden. Erfahrungsgemäß stellt es für viele Studierenden eine gewisse Hürde dar, sobald der thematische Übergang von der Translation zur Rotation vollzogen wird. Zwar herrscht zwischen beiden letzteren eine weitgehende Analogie, doch besitzen die Größen der Kreisbewegung, ihr innewohnender Vektorcharakter oder die Definition des Trägheitsmomentes eine andere Qualität. Um die Studierenden bei der Weiterentwicklung und Anwendung ihres Begriffssystems zu unterstützen, wählen wir einen simulationsbasierten Ansatz mit einem virtuell abgebildeten Grundlagenversuch zur Rotationsbewegung. Dank den frei einstellbaren Parametern und den generierten Messwerten eröffnet sich dem Lernenden ein Spielfeld an Experimentiermöglichkeiten, um die relevanten Beschreibungsgrößen und deren Zusammenhänge zu untersuchen. Neben diesem explorativen Zugang begleiten konkrete Anweisungen zur Versuchsdurchführung sowie interaktive Hilfestellungen den Lernprozess. Die Simulation selbst ist als Teil eines flexiblen Baustein-Konzeptes in eine umfangreiche virtuelle Lernumgebung eingebettet.