Aachen 2019 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 12: Sonstiges 2

DD 12.5: Vortrag

Dienstag, 26. März 2019, 12:20–12:40, S03

Mathematische Modellbildung in einer vergleichenden Untersuchung — •Jannis Weber und Thomas Wilhelm — Goethe-Universität Frankfurt am Main

Mathematische Modellbildung bezeichnet im hier vorgestellten Kontext die Konstruktion und Nutzung eines Modells am Computer, welches die Zusammenhänge physikalischer Einflussgrößen beschreibt und damit das Verhalten eines Systems vorhersagen kann. Die Software nimmt dem Nutzer dabei die Berechnung ab, wodurch mehr Bewegungsphänomene im Unterricht behandelbar sind und der Fokus auf die physikalischen Strukturzusammenhänge gelegt werden kann. Zudem lassen sich alltagsnahe und authentische Bewegungsprobleme thematisieren, wodurch die erlebte Kluft zwischen Realität und Physikunterricht reduziert werden kann. Bisherige Forschungen aus den 1990er und 2000er Jahren zeigten einige vielversprechende Ansätze der mathematischen Modellbildung. Die beobachteten Effekte waren aber oft geringer als erwartet, wobei einige Schwierigkeiten auch auf die Software zurückgeführt wurden. Seitdem wurden weitere Modellbildungsprogramme erstellt. Vorgestellt wird eine Studie, in der in einer Laborsituation untersucht werden soll, ob eine kompakte Intervention nach dem traditionellen Physikunterricht mit mathematischer Modellbildung mit der aktuellen Software Newton-II zu einem besseren Verständnis der Newton'schen Mechanik beiträgt. Verglichen werden die Effekte mit einer Intervention, in der die gleichen Versuchsabläufe messend untersucht werden. Im Vortrag werden das Design der Studie sowie Beispiele für die betrachteten Abläufe vorgestellt.