Videoanalyse mit Pfeildarstellungen -
Schriftliche Hausarbeit von Christine Michel

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   Inhalt und Relevanz der Arbeit
 

JUNG, WIESNER und WODZINSKI haben schon dargelegt, dass das traditionelle Vorgehen, die Mechanik anhand eindimensionaler Bewegungen zu behandeln, nicht sinnvoll ist, da es zu Fehlvorstellungen führt und nicht auf mehrere Dimensionen erweiterbar ist. Deshalb sollte man in die Mechanik anhand zweidimensionaler Bewegungen einführen. WILHELM hat diese Idee mit dynamisch ikonischen Repräsentationen verbunden; so werden z.B. die kinematischen Größen dynamisch durch Vektorpfeile dargestellt. Eine neue Möglichkeit dazu bietet die Software „measure Dynamics“, die Bewegungen in Videos automatisch erfasst und die Größen dynamisch durch Vektorpfeile darstellen kann. Die Videoanalyse von Bewegungen wird heute als attraktive Möglichkeit angesehen, im Physikunterricht interessante und reale Bewegungen zu analysieren und daran Mechanik zu lernen. Insbesondere bei zweidimensionalen Bewegungen ist die Videoanalyse eine sehr gute Möglichkeit, berührungsfrei zu messen.

Diese Ideen greift Frau Michel in Ihrer Schriftlichen Hausarbeit „Videoanalyse zweidimensionaler Bewegungen mit dynamisch ikonischen Repräsentationen im Physikunterricht“ auf. Zum einen betrachtet sie darin das Thema von theoretischer Seite und zum anderen hat sie verschiedene Videos zweidimensionaler Bewegungen aufgenommen und geht auf deren Einsatzmöglichkeiten ein.
Im theoretischen Teil werden zuerst Erkenntnisse aus der Kognitionspsychologie zum Gedächtnis und zur inneren Repräsentation von Wissen dargelegt. Anschließend werden Ergebnisse der Lernpsychologie zusammengestellt, die bezüglich Multimedia von Bedeutung sind. Dazu gehören die Theorie zum Lernen mit Multimedia nach MAYER, das integrierte Modell des Text- und Bildverstehens nach SCHNOTZ und BANNERT und schließlich die Cognitive load theory von SWELLER. Daraus werden auch Konsequenzen für die Videoanalyse gezogen. Schließlich werden Erkenntnisse bezüglich den Darstellungsformen Bilder, Texte, Dynamisch ikonische Repräsentationen und Multicodierung zusammengefasst. Zur Behandlung von Bewegungen im Physikunterricht werden die bekannten Schülervorstellungen zu den kinematischen Größen sowie die Gründe für eine Einführung über zweidimensionale Bewegungen genannt und erläutert, warum dies mit Hilfe der Videoanalyse sinnvoll ist.
Im praktischen Teil bestand die Aufgabe hochwertige Videos von zweidimensionalen Bewegungen aufzunehmen. Diese Videos wurden mit measure Dynamics analysiert. Frau Michel hat hier verschiedene Bewegungen einer Spielzeugeisenbahn aufgenommen, ein Fadenpendel bei verschiedenen Auslenkungswinkeln, eine Berg- und Talfahrt und verschiedene Bewegungen auf dem Luftkissentisch. Dabei wurde jeweils aufgezeigt, wo im Physikunterricht man dies mit welchen Darstellungsformen in der Software einsetzen kann.

 
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Die vollständige schriftliche Hausarbeit [Download als pdf, 1,3 MB]  
 
   Screenshots von Videos
 
Geschwindigkeit als Ortsänderung
 
Beschleunigung als Geschwindigkeitsänderung
 
Geschwindigkeit und Beschleunigung
beim Fadenpendel
Geschwindigkeit und Beschleunigung
bei der Berg-Tal-Fahrt
 
   Beispielvideos
 

Beispielvideo 1: Geschwindigkeit und Beschleunigung beim Fadenpendel
 

[Download 2,7 MB]

 
Beispielvideo 2: Beschleunigung als Geschwindigkeitsänderung [Download 3,3 MB]
 
 
   Veröffentlichung
 
MICHEL, C.; WILHELM, T.:
Lehrvideos mit dynamisch ikonischen Repräsentationen zu zweidimensionalen Bewegungen
In: Nordmeier, V.; Grötzebauch, H. (Hrsg.): Didaktik der Physik - Berlin 2008, Lehmanns Media, Berlin, 2008
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   Weitere Arbeiten zur Videoanalyse
 

Weitere Staatsexamensarbeiten zur Videoanalyse mit measure dynamics sind:

- Digitale Videoanalyse von Bewegungen - neue Möglichkeiten mit der Software "measure Dynamics" (2/2008)

- Physik und Sport mit dem Videoanalysesystem "measure Dynamics" (1/2009)

- Vergleich verschiedener Messwerterfassungssysteme am Beispiel der beschleunigten Bewegung (11/2009)

- Videoanalyse mit Hochgeschwindigkeitsvideos (12/2010)

- Physik im Freizeitpark (02/2011)

- Schülerlabor „Zweidimensionale Bewegungen mit Videoanalyse“ (7/2011)

- Gehen, Laufen, Springen (9/2011)

- Physik und Fußball (2/2012)

- Vergleich von Videoanalyseprogrammen (3/2012)

- Tutorial zu "measure dynamics" (3/2013)

- Physik des Schlagzeugs (4/2013)

- Physik und Tennis (5/2013) 

 
  
 

| Prof. Dr. Thomas Wilhelm, Institut für Didaktik der Physik, Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt am Main |
| vorher: Didaktik der Physik, Universität Augsburg |
| ehemals: Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik, Universität Würzburg |
 
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