Mechanik in der Sekundarstufe 1 mittels neuer Medien entdecken

Abstract

Der Mechanikunterricht in der Sekundarstufe 1 bietet unterschiedliche didaktische Herangehensweisen für den ersten schulischen Kontakt mit der Kinematik und der Dynamik. Abgesehen von statischen Zugängen zur Mechanik werden Bewegungen klassischerweise in einer Dimension eingeführt, d. h. auf ”Vor- und Rückwärtsbewegungen“ beschränkt. Alternative Konzepte (vgl. Jung, Reul und Schwedes 1977) betrachten Bewegungen von Beginn an als zweidimensional, was den Vektorcharakter, speziell der Geschwindigkeit, hervorhebt. Beide Herangehensweise haben eigene Vorzüge wie auch Schwächen. Bisherige Studien (z.B.Tobias 2010) zeigen eine Überlegenheit der zweidimensional-dynamischen Zugänge gegenüber klassischer Konzepte auf. In der vorliegenden Studie wird untersucht, inwiefern diese Zugänge im Laufe der Verbreitung von Tablets unterstützt durch Simulationen und Lernumgebungen mit automatischem Feedback in zwei Varianten (Textfeedback und Animationsfeedback) ihre Wirkung entfalten. In einer Feldstudie (N=275) wurde der Lernerfolg durch Bearbeitung einer Lernumgebung nach zweidimensionalem bzw. eindimensionalem Zugang mit quantitativen wie qualitativen Methoden ermittelt. Dazu gehört etwa ein Fachtest, der mittels Raschanalyse ausgewertet wurde. Weiterhin wurden mit einzelnen Versuchspersonen Interviews geführt, in denen fachliche Aspekte thematisiert wurden, ebenso wie auch die Wahrnehmung der Arbeit mit der Lernumgebung und der Arbeitsform. Zu letzten Aspekten bearbeiteten alle Schüler Fragebögen. Begleitend wurde mittels Selbsteinschätzung auch die kognitive Belastung beim Bearbeiten der Simulationen erhoben. Es zeigte sich dabei, dass die Lernumgebungen insgesamt lernwirksam sind, wobei im 2D-Zugang minimal höhere Effekte zu verzeichnen waren. Hinsichtlich der Feedbackvarianten zeigte das Feedback durch Animationen ebenso leicht größere Effekte. Die Lernumgebung als solche stieß überwiegend auf Akzeptanz und Interesse seitens der Schülerinnen und Schüler, wobei ähnliche Methoden z.T. häufiger gewünscht wurden. Die kognitive Belastung beim Bearbeiten der Simulationen wurde im Allgemeinen sehr niedrig bewertet, jedoch in der 2D-Lernumgebung als größer angesehen.