Bedeutung fachlicher Elementarisierungen für das Verständnis der Kinematik

Bedeutung fachlicher Elementarisierungen für das Verständnis der Kinematik von Amenda,  Thomas
In vielen gängigen Physik-Schulbüchern der Sekundarstufe II werden bei der Behandlung von Translationsbewegungen Reduktionsentscheidungen getroffen, die aus fachlicher Sicht problematisch sind. Dabei liegt vielen dieser Elementarisierungen die Annahme zugrunde, dass mit einer Reduktion der Mathematik eine Steigerung der Anschaulichkeit einhergehe und dass die notwendigen mathematischen Werkzeuge, wie die Vektorrechnung, noch nicht zur Verfügung stehen. Ausgehend von der fachinhaltichen Analyse von vier Physik-Schulbüchern wurde ein auf einem konsequent vektoriellen Ansatz basierendes Unterrichtskonzept entwickelt. Ein wesentliches Merkmal dieses Konzeptes ist, neben der fachlichen Konsistenz und Anschlussfähigkeit an die Hochschulphysik, die integrative Einführung aller benötigten Elemente der Vektorrechnung. In einer Vergleichsstudie konnte gezeigt werden, dass der mathematisch anspruchsvollere konsequent vektorielle Ansatz in der Fachoberschule Technik unterrichtbar ist. Zur Evaluation des konsequent vektoriellen Ansatzes wurde jeweils eine Lernwirksamkeitsstudie unter Laborbedingungen und unter Feldbedingungen durchgeführt. In beiden Studien konnten jeweils bedeutsame Lernwirkungen beobachtet werden.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Elemente der Kinematik

Elemente der Kinematik von Amenda,  Thomas
Die ersten Semester der ingenieur- und naturwissenschaftlichen Studiengänge sind für viele Studenten eine große Herausforderung. Insbesondere in den Mathematik- und Physik-Grundkursen haben sie nicht selten das Gefühl, den Ansprüchen des Studiums nicht gerecht zu werden. Viele Fachhochschulen und Universitäten bieten deshalb entsprechende Vorbereitungskurse an, um vorhandenes Wissen aufzufrischen und Wissenslücken noch vor Studienbeginn zu schließen. Wie es der Buchtitel vielleicht schon erahnen lässt, wird hier die Kinematik nicht in ihrer ganzen Breite behandelt. Dafür werden aber die Translationsbewegungen vertiefter dargestellt. Im ersten Teil des Buches werden alle relevanten Größen im dreidimensionalen Raum konsequent vektoriell definiert. An vielen detailliert vorgerechneten Bespielen werden die neu definierten Gleichungen direkt angewendet. Auch eine Einführung in die Systemdynamik, die Schwingungslehre, den Lagrange-Formalismus sowie in die relativistische Kinematik fehlt in diesem Buch nicht. Zur Vertiefung werden dann im zweiten Teil des Buches Anwendungsaufgaben Schritt für Schritt vorgerechnet, sodass der Rechengang stets nachvollziehbar ist. Auch das Aufstellen und Lösen von Differentialgleichungen wird in diesem Buch nicht vergessen.
Aktualisiert: 2022-02-10
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Elemente der Kinematik

Elemente der Kinematik von Amenda,  Thomas
Die ersten Semester der ingenieur- und naturwissenschaftlichen Studiengänge sind für viele Studenten eine große Herausforderung. Insbesondere in den Mathematik- und Physik-Grundkursen haben sie nicht selten das Gefühl, den Ansprüchen des Studiums nicht gerecht zu werden. Viele Fachhochschulen und Universitäten bieten deshalb entsprechende Vorbereitungskurse an, um vorhandenes Wissen aufzufrischen und Wissenslücken noch vor Studienbeginn zu schließen. Wie es der Buchtitel vielleicht schon erahnen lässt, wird hier die Kinematik nicht in ihrer ganzen Breite behandelt. Dafür werden aber die Translationsbewegungen vertiefter dargestellt. Im ersten Teil des Buches werden alle relevanten Größen im dreidimensionalen Raum konsequent vektoriell definiert. An vielen detailliert vorgerechneten Bespielen werden die neu definierten Gleichungen direkt angewendet. Auch eine Einführung in die Systemdynamik und in die relativistische Kinematik fehlt in diesem Buch nicht. Zur Vertiefung werden dann im zweiten Teil des Buches Anwendungsaufgaben Schritt für Schritt vorgerechnet, sodass der Rechengang stets nachvollziehbar ist. Auch das Aufstellen und Lösen von Differentialgleichungen wird in diesem Buch nicht vergessen.
Aktualisiert: 2022-02-08
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Bedeutung fachlicher Elementarisierungen für das Verständnis der Kinematik

Bedeutung fachlicher Elementarisierungen für das Verständnis der Kinematik von Amenda,  Thomas
In vielen gängigen Physik-Schulbüchern der Sekundarstufe II werden bei der Behandlung von Translationsbewegungen Reduktionsentscheidungen getroffen, die aus fachlicher Sicht problematisch sind. Dabei liegt vielen dieser Elementarisierungen die Annahme zugrunde, dass mit einer Reduktion der Mathematik eine Steigerung der Anschaulichkeit einhergehe und dass die notwendigen mathematischen Werkzeuge, wie die Vektorrechnung, noch nicht zur Verfügung stehen. Ausgehend von der fachinhaltichen Analyse von vier Physik-Schulbüchern wurde ein auf einem konsequent vektoriellen Ansatz basierendes Unterrichtskonzept entwickelt. Ein wesentliches Merkmal dieses Konzeptes ist, neben der fachlichen Konsistenz und Anschlussfähigkeit an die Hochschulphysik, die integrative Einführung aller benötigten Elemente der Vektorrechnung. In einer Vergleichsstudie konnte gezeigt werden, dass der mathematisch anspruchsvollere konsequent vektorielle Ansatz in der Fachoberschule Technik unterrichtbar ist. Zur Evaluation des konsequent vektoriellen Ansatzes wurde jeweils eine Lernwirksamkeitsstudie unter Laborbedingungen und unter Feldbedingungen durchgeführt. In beiden Studien konnten jeweils bedeutsame Lernwirkungen beobachtet werden.
Aktualisiert: 2023-04-17
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