Dresden 2026 – wissenschaftliches Programm
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DD: Fachverband Didaktik der Physik
DD 10: Hochschuldidaktik I
DD 10.1: Vortrag
Montag, 9. März 2026, 12:00–12:20, SCH/A285
Einfluss multi-repräsentationaler Lernaufgaben auf die Anwendung vektoranalytischer Konzepte in der Physik — •Larissa Hahn1,2, Alexander Voigt3, Philipp Mertsch3 und Pascal Klein1 — 1Universität Göttingen, Deutschland — 2Universität Koblenz, Deutschland — 3RWTH Aachen, Deutschland
Um Vektorfeldkonzepte wie Divergenz oder Rotation in physikalischen Kontexten anzuwenden, ist ein solides Verständnis ihrer mathematischen Grundlagen erforderlich. Empirische Befunde zeigen jedoch wiederkehrende Schwierigkeiten, insbesondere bei der visuellen Interpretation von Richtungsableitungen, die auch in physikalische Anwendungsbereiche wie die Elektrodynamik transferieren. Im Einklang mit lerntheoretischen Ansätzen wurden Lernaufgaben entwickelt, die einen visuellen und interaktiven Zugang zur Vektoranalysis eröffnen. Sie kombinieren multiple Repräsentationen, Zeichenaktivitäten und ein dynamisches Vektorfeld-Visualisierungstool. Die Aufgaben wurden in die begleitenden Übungen einer Vorlesung im zweiten Physikstudiensemester an der RWTH Aachen integriert. Vor sowie nach der Implementation bearbeiteten die Studierenden (N=49) einen Performanztest mit Aufgaben zur Anwendung der Vektoranalysis in der Fluidmechanik, Elektro- und Magnetostatik. Dieser Beitrag präsentiert Ergebnisse der Wirksamkeitsanalyse der Lernaufgaben hinsichtlich der Anwendung der Vektoranalysis in physikalischen Kontexten und diskutiert verschiedene Lösungsstrategien sowie -ansätze der Studierenden.
Keywords: Lernaufgaben; Vektoranalysis; multiple Repräsentationen; Anwendung; Elektrodynamik