Zweidimensional-dynamisches Mechanikkonzept für die Jahrgangsstufe 7

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   Um was geht es?
In Zusammenarbeit von Physikdidaktikern der Universitäten München (H. Wiesner, C. Waltner, V. Tobias), der Universität Wien (M. Hopf) und der Universität Würzburg (T. Wilhelm) wurde für die 7. Jahrgangsstufe des Gymnasiums ein Unterrichtskonzept entwickelt, in dem ausgehend von zweidimensionalen Bewegungen über dynamische Betrachtungen in die Newtonsche Mechanik einführt wird. Dazu wurden Materialien erstellt und das Konzept im Rahmen einer Studie mit quantitativen und qualitativen Erhebungen evaluiert. Alle Materialien dürfen für nicht-kommerzielle Zwecke verwendet werden, wobei (außerhalb des Unterrichts) immer die Quelle angegeben werden muss.
Weitere Infos unter: www.thomas-wilhelm.net/mechanikprojekt.htm
   Materialien
Das Schulbuch, das dafür geschrieben und mehrfach überarbeitet wurde (Druckversion):
www.thomas-wilhelm.net/Mechanikbuch_Druckversion.pdf
Nicht-kommerzielle Vervielfältigungen für den Unterrichtseinsatz sind erlaubt.

Lehrkräfteversion des Schulbuches:
www.thomas-wilhelm.net/Mechanikbuch_Lehrkraefteversion.pdf

Video eines Versuchs zum Kugelstoß:
www.thomas-wilhelm.net/Kugelstoss.avi

Außer der Simulation (siehe unten) kann das Videoanalyseprogramm "measure dynamics" gut verwendet werden. Weitere Infos unter:
www.thomas-wilhelm.net/mD.htm

Weiteres unter:
www.thomas-wilhelm.net/muenchen.htm
   Simulations-Software "Kraftstoß"
Eine alte Windows-Stoßsoftware ist downloadbar unter:
www.thomas-wilhelm.net/simu_stoss.zip

Eine neue HTML5-Simulation ist in jedem Browser startbar unter:
www.thomas-wilhelm.net/stoss.html

Eine Version für Android-Tablets mit dem Titel "Kraftstoß" gibt es unter:
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.IDPFrankfurt.CollSim

Eine Version für iPads und iPhones mit dem Titel "Kraftstoß" gibt es unter:
https://apps.apple.com/app/id1536603525
   Lehrerhandbücher zu diesem Konzept
WIESNER, H.; WILHELM, T.; WALTNER, C; TOBIAS, V.; RACHEL, A.; HOPF, M.
Kraft und  Geschwindigkeitsänderung. Neuer fachdidaktischer Zugang zur Mechanik (Sek. 1)
Aulis-Verlag, 2016, ISBN 978-3-7614-2961-7, Bestell-Nr.: A303001, gebundene Neuauflage
[Link zur Webseite des Verlages]

WILHELM, T.; WIESNER, H.; HOPF, M.; RACHEL, A.
Mechanik II: Dynamik, Erhaltungssätze, Kinematik
Reihe Unterricht Physik, Band 6, Aulis-Verlag, 2013
[Link zur Webseite des Verlages]

   Weitere Videos
Torschuss am Tor vorbei:
www.thomas-wilhelm.net/Torschuss_vorbei.avi
Torschuss ins Tor:
www.thomas-wilhelm.net/Torschuss.avi
   Weitere Publikationen zu diesem Konzept und Forschungsprojekt

SPATZ, V.; HOPF, M.; WILHELM, T.; WALTNER, C.; WIESNER, H.
Introduction to Newtonian mechanics via two-dimensional dynamics. The effects of a newly developed content structure on Bavarian Middle School Students
European Journal of Science and Mathematics Education, Volume 8, Nr. 2, 2020, S. 76 – 91
[Download bei EJSME]

SPATZ, V.; WILHELM, T.; HOPF, M.; WALTNER, C.; WIESNER, H.
Teachers Using a Novel Curriculum on an Introduction to Newtonian Mechanics: The Effects of a Short-Term Professional Development Program
Journal of Science Teacher Education, 2019, published online 04. Jan. 2019
[Link zum Artikel]

SPATZ, V.; HOPF, M.; WILHELM, T.; WALTNER, C.; WIESNER, H.
Eine Einführung in die Mechanik über die zweidimensionale Dynamik. Die Wirksamkeit des Design-Based Research Ansatzes
Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, First Online 31. Mai 2018, Volume 24, Issue 1, 2018, S. 1 - 12
[Link zum Artikel]

HOPF, M.; WILHELM, T.; WIESNER, H.; TOBIAS, V.; WALTNER, C.
Mit der Zweiten lernt man mehr
Physik Journal 11, Nr. 12, 2013, S. 35 - 38

WILHELM, T.; TOBIAS, V.; WALTNER, C; HOPF, M.; WIESNER, H.
Einfluss der Sachstruktur auf das Lernen Newtonscher Mechanik
Bayrhuber, H.; Harms, U.; Muszynski, B.; Ralle, B.; Rothgangel, M.; Schön, L.-H.; Vollmer, H.; Weigand, H.-G. (Hrsg.): Formate Fachdidaktischer Forschung. Empirische Projekte – historische Analysen – theoretische Grundlegungen, Fachdidaktische Forschungen, Band 2, Waxmann, Münster/New York/München/Berlin, 2012, ISBN: 978-3-8309-2679-5, S. 237 - 258
[Link zur Webseite des Verlags]

WILHELM, T.; TOBIAS, V.; WALTNER, C; HOPF, M.; WIESNER, H.
Design-Based Research am Beispiel der zweidimensional-dynamischen Mechanik
Bernholt, S. (Hrsg.): Konzepte fachdidaktischer Strukturierung, Jahrestagung der GDCP in Oldenburg 2011, Reihe: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Band 32, Lit-Verlag, Münster, 2012, S. 31 - 47
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WILHELM, T.; WIESNER, H.; HOPF, M.
Lehrerhandbücher zur zweidimensional-dynamischen Mechanik
Phy-Did-B - Didaktik der Physik – Frühjahrstagung Jena 2013, ISSN 2191-379X, 2013, www.phydid.de
[Download als pdf]

WALTNER, C; TOBIAS, V.; WIESNER, H.; HOPF, M.; WILHELM, T.
Ein Unterrichtskonzept zur Einführung in die Dynamik in der Mittelstufe
In: Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule 59, Nr. 7, 2010, S. 9 - 22
[Download des Original-Artikels als pdf mit freundlicher Gehemigung des Aulis-Verlags]

WILHELM, T.; TOBIAS, V.; WALTNER, C.; HOPF, M.; WIESNER, H.
Zweidimensional-dynamische Mechanik – Ergebnisse einer Studie
In: Höttecke, D. (Hrsg.): Chemie- und Physikdidaktik für die Lehramtsausbildung, Jahrestagung der GDCP in Potsdam 2010, Reihe: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Band 31, Lit-Verlag, Münster, 2011, S. 438 - 440
[Download als pdf]

WILHELM, T.; KNEISEL, S.
Vergleich und Analyse der Sachstruktur von Gymnasialschulbüchern im Anfangsunterricht Mechanik
PhyDid-B - Didaktik der Physik – Frühjahrstagung Münster 2011, www.phydid.de
[Download von www.phydid.de als pdf]

TOBIAS, V.
Newton‘sche Mechanik im Anfangsunterricht. Die Wirksamkeit einer Einführung über zweidimensionale Dynamik auf das Lehren und Lernen
Studien zum Physik- und Chemielernen, Band 105, Logos-Verlag, Berlin, 2010
[zur Webseite des Verlages]

WIESNER, H.; TOBIAS, V.; WALTNER, C.; HOPF, M.; WILHELM, T.; SEN, A.
Dynamik in den Mechanikunterricht
In: PhyDid-B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 2010, www.phydid.de

[Download von www.phydid.de als pdf]

TOBIAS, V.; WALTNER, C.; HOPF, M.; WILHELM, T.; WIESNER, H.
Dynamischer Mechanikunterricht - Ergebnisse einer quantitativen Vergleichsstudie
In: PhyDid-B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 2010, www.phydid.de

[Download von www.phydid.de als pdf]   [Download verwendetes Schulbuch]

TOBIAS, V.; WALTNER, C.; HOPF, M.; WILHELM, T.; WIESNER, H.
Sachstruktur im Mechanikunterricht - Wie gehen Lehrkräfte damit um?
In: Höttecke, D. (Hrsg.): Chemie- und Physikdidaktik für die Lehramtsausbildung, Jahrestagung der GDCP in Dresden 2009, Reihe: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Band 30, Lit-Verlag, Münster, 2010, S. 311 - 313
[Download als pdf]

WILHELM, T.; WALTNER, C.; HOPF, M.; TOBIAS, V.; WIESNER, H.
Der Einfluss der Sachstruktur im Mechanikunterricht - quantitative Ergebnisse zur Verständnis- und Interessenentwicklung
In: Nordmeier, V.; Grötzebauch, H. (Hrsg.): Didaktik der Physik - Bochum 2009, Lehmanns Media – LOB.de, Berlin, 2009,  ISBN 978-3-86541-371-0
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TOBIAS, V.; HOPF, M.; WALTNER, C.; WILHELM, T.; WIESNER, H.
Der Einfluss der Sachstruktur im Mechanikunterricht - Qualitatives Forschungsvorhaben im Rahmen einer integrativen Studie
In: Nordmeier, V.; Grötzebauch, H. (Hrsg.): Didaktik der Physik - Bochum 2009, Lehmanns Media – LOB.de, Berlin, 2009,  ISBN 978-3-86541-371-0
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HOPF, M.; WALTNER, C.; WILHELM, T.; WIESNER, H.:
Konzeption einer Vergleichsstudie zur Mechanik in Jahrgangsstufe 7
In: Höttecke, D. (Hrsg.): Chemie- und Physikdidaktik für die Lehramtsausbildung, Jahrestagung der GDCP in Schwäbisch Gmünd 2008, Reihe: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Band 29, Lit-Verlag, Münster, 2009, ISBN 978-3-643-10010-8, S. 259 - 261
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WILHELM, T.:
Mechanik - zweidimensional und multicodal
In: Nordmeier, V.; Grötzebauch, H. (Hrsg.): Didaktik der Physik - Berlin 2008, Lehmanns Media, Berlin, 2008, ISBN 978-3-86541-317-8
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SCHÜLLER, F.; WILHELM, T.:
Mechanik in Jahrgangsstufe 7 - Zweidimensional und multimedial
In: Nordmeier, V.; Grötzebauch, H. (Hrsg.): Didaktik der Physik - Berlin 2008, Lehmanns Media, Berlin, 2008, ISBN 978-3-86541-317-8
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| 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 |