Beschleunigte Bewegung

Dieses Video zeigt und misst die Beschleunigungen, die auf ein Smartphone in einer Salatschleuder wirken. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.

GeoGebra Animation aller drei Bewegungsdiagramme t-s, t-v, und t-a mit einstellbaren Anfangswerten. Mobile Version! Funktioniert auch mit der App!

Die Lernaufgabe besteht aus einer Gruppenarbeit mit vier Lernstationen. Die Lernenden simulieren Crashtests, sammeln mit Hilfe ihrer Smartphones Daten und fertigen Videos an. Aus den gewonnenen Daten sollen sie verschiedene Strategien zur Erhöhung der passiven Sicherheit moderner Autos entwickeln. Sie werten Statistiken, Diagramme, Fachtexte und Videos aus. Es stehen verschiedene Übungsmöglichkeiten und ergänzende Materialien zur Verfügung. Die Gruppen sollen ein Portfolio erstellen und ihren Arbeitsprozess und Lernfortschritt, mit Hilfe eines Fragebogens, selber einschätzen.

Ziel des vorliegenden Unterrichtsmoduls soll keinesfalls eine erschöpfende Behandlung des im Rahmen¬lehrplan ausgewiesenen Themas „Gleichförmige und beschleunigte Bewegungen“ sein, sondern es soll anhand von Schülerversuchen und Schüleraufgaben vertiefend zur Messung von Geschwindigkeiten gearbeitet werden. Inhaltlich wird auf die Deutung von Bewegungen mithilfe von s(t)-, v(t)- und s(v)- Diagrammen und auf die Beschreibung von Bewegungen mit den Größen Geschwindigkeit und Beschleunigung eingegangen. Insbesondere gilt es zu beachten, dass die Begriffe „geradlinige gleichförmige Bewegung“ und „geradlinige gleichmäßig beschleunigte Bewegung“ und die entsprechenden grundlegenden Gesetzmäßigkeiten vorausgesetzt werden. Es wurde bewusst auf eine Abstufung der Versuchsanleitungen und Aufgaben hinsichtlich der im Rahmenlehrplan ausgewiesenen Kompetenzstufen verzichtet. Es obliegt der jeweiligen Lehrkraft das vorliegende Material an die entsprechenden Lerngruppen anzupassen. Dies gilt insbesondere hinsichtlich inklusiver Kriterien. Das vorliegende Material kann als Grundlage für Projekttage oder für eine Gruppenarbeit im regulären Unterricht dienen. Im vorliegenden Material wird versucht, die verschiedenen Möglichkeiten zur Bestimmung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen durch die Polizei abzubilden. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Anknüpfung der Schülerversuche an die dabei verwendeten relativ komplexen technischen Verfahren dar. Hierbei mussten zahlreiche didaktische Reduktionen vorgenommen werden. Der verwendete Kontext dient der Motivation, um verschiedene Versuche zur Geschwindigkeitsmessung durchzuführen, auszuwerten und diese durch Fehlerbetrachtungen zu bewerten. Hierbei wird besonders auf die Kompetenzentwicklung der Schülerinnen und Schüler hinsichtlich des Beobachtens, Vergleichens und Ordnens abgezielt. Durch die Durchführung von vier Versuchen zu einem übergeordneten Thema wird ein interessanter Ansatz zur Vertiefung der Kompetenzen hinsichtlich der Bearbeitung einer naturwissenschaftlichen Fragestellung verfolgt. Bei der Auswertung dieser Versuche finden zahlreiche mathematische Elemente Verwendung. Der gewählte Kontext „Geschwindigkeitsmessung im Straßenverkehr“ ist natürlich bestens geeignet, um einen entscheidenden Beitrag zur fachübergreifenden Kompetenzentwicklung der „Mobilitätsbildung und Verkehrserziehung“ zu leisten. Insbesondere in den Übungen und Texten wird darauf Bezug genommen. Im Zusammenhang mit den oftmals sehr emotional wahrgenommenen Geschwindigkeitsmessungen durch die Polizei, ergeben sich aber darüber hinaus auch zahlreiche motivierende Aspekte. In den „Einstiegsaufgaben“ wird durch die Verknüpfung alltagssprachlicher Formulierungen und deren Überleitung in bildungssprachliche Formulierungen eine erhöhte „Bewusstheit“ über Fachbegriffe und fachsprachliche Formulierungen angestrebt. Aber den Anforderungen des „Basiscurriculum Sprachbildung“ soll nicht nur in den „Einstiegsaufgaben“ Rechnung getragen werden. Bei den umfangreichen Vorgaben zu den Versuchen und Versuchsauswertungen müssen die Schülerinnen und Schüler zahlreiche Informationen in Texten verstehen und zweckgerichtet nutzen. Ein weiterer Schwerpunkt stellt die Beachtung der Anforderungen des „Basiscurriculums Medienbildung“ dar. Die Schülerinnen und Schüler werden ermuntert sich nicht nur durch vorgegebene Texte zu informieren, sondern sich zusätzliche Informationen über Weblinks zu beschaffen. Ein eigens erstelltes Videotutorial zur „Lernstation 4“ soll Hilfestellung bei der korrekten Bedienung der relativ komplexen Software zur Videoanalyse geben. Außerdem produzieren die Schülerinnen und Schüler in einem planvollen Prozess, durch die Verwendung entsprechender Hard- und Software, zur Problemlösung dienende Wertetabellen und Diagramme.