Videoanalyse und Modellbildung -
Wissenschaftliche Hausarbeit

[zur Startseite]

   Inhalt und Relevanz der Arbeit
 

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.

  

| 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 |
 
Lautsprecher