Der Computer ist heute in
gewissem Sinne zu einem Standardmedium im Physikunterricht geworden. Zwei
Beispiele sind die Videoanalyse von Bewegungen und die mathematische
Modellbildung. Die Videoanalyse ist ein berührungsfreies Messverfahren vor
allem für den Mechanikunterricht, mit dem Bewegungen in digitalen Videos
analysiert werden können. Bei der mathematischen Modellbildung mittels
Modellbildungsprogrammen geht es dagegen unter anderem darum, dass Schüler
selbständig Hypothesen über physikalische Zusammenhänge entwickeln.
Nachdem diese mathematische Modellbildung abgeschlossen ist, wird der
Ablauf vom Computer berechnet. Dieses wird dann von den Schülern durch den
Vergleich zwischen einerseits erwartetem und anderseits simuliertem
Verhalten bewertet oder verändert. Die Idee von Modellbildungsprogrammen
ist dabei, dem Benutzer die Berechnungen der Bewegungsfunktionen
abzunehmen und die in vielen Fällen zu anspruchsvolle Mathematik
unsichtbar in den Hintergrund zu legen.
Hier bietet es sich an, die berechneten Daten der
mathematischen Modellbildung mit den Messdaten der Videoanalyse zu
vergleichen und so das Modell solange abzuändern, bis es zu den Messdaten
passt.
In dieser wissenschaftlichen Hausarbeit „Videoanalyse
und Modellbildung im Physikunterricht“ werden Möglichkeiten
aufgezeigt, wie man Videoanalyse und Modellbildung so verbinden kann.
Wünschenswert ist, die Videoanalyse und die
mathematische Modellbildung sowie den Vergleich der Daten in derselben
Software durchführen zu können. Das bietet bisher nur die Software Tracker
an. Tracker unterscheidet zwischen einer „kinematischen Modellierung“ und
einer „dynamischen Modellierung“. Nur die „dynamische Modellierung“ ist
aber das, was man in Deutschland unter „mathematische Modellbildung“
versteht, bei der die Kräfte angegeben werden und das Modellbildungssystem
die Differentialgleichungen numerisch löst. Bei der „kinematischen
Modellierung“ wird dagegen bereits die Lösung für die Ortskoordinaten
eingegeben und nur ein Kurvenfit gemacht, was eigentlich keine
Modellbildung ist.
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