Experiment, Simulation und Analyse: ein integrativer Lehransatz zum Konzept der Kraft

Dieses Papier entwickelt einen theoretischen Rahmen für einen Modellierungsprozess, der Computersimulationen mit praktischen Experimenten und computerbasierten Analysetools integriert. Dieser Modellierungsansatz wird dann mit dem umfangreichen Forschungsstand zu den Vorstellungen von Schülern über Kraft verknüpft; es wird argumentiert, dass der Modellbau großes Potenzial hat, um konzeptionellen Wandel zu fördern, indem er den Schülern ermöglicht, ihre eigenen Hypothesen explizit zu formulieren und zu testen. Mithilfe dieses Modellierungsansatzes wurde eine Unterrichtseinheit entwickelt und in einem Klassenzimmer der Sekundarstufe umgesetzt, die vier Aufgaben zur Untersuchung der Kräfte, die bei beschleunigter Bewegung auf einer geneigten Ebene beteiligt sind, präsentierte. Die Ergebnisse der Studie einer Gruppe von drei Schülern, während sie durch diese Einheit fortschritten, verdeutlichen die Abwägungen zwischen Experiment, Simulation und Analyse und zeigen, dass Schüler wahrscheinlich alternative Hypothesen und verschiedene Darstellungen verfolgen, während sie über einen längeren Zeitraum ein vollständigeres Modell aufbauen.