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Jürg Josef Fleischmann

• Bei den Grundkonzepten von Kraft und Energie, aber auch beim Arbeitsbegriff, tauchen bei Schüler*innen Lernschwierigkeiten auf. Beispielsweise wird die oft beobachtete Gleichsetzung der physikalischen Bedeutung von Kraft und Energie in der Physikdidaktischen Forschung schon seit langem diskutiert. Die Studie geht von der Vermutung aus, dass fehlentwickelte Vorstellungen auch noch bei Lehramtsstudierenden im Fach Physik auftauchen. Darüber wissen wir wenig. Um dies zu untersuchen, eignet sich der Kontext der einfachen Maschinen gut, da hier die Grundkonzepte zu Kraft und Energie aufeinandertreffen. In diesem Kontext wird im Unterricht oft auch der physikalische Arbeitsbegriff eingeführt. Die einfachen Maschinen haben im Unterricht noch immer eine Berechtigung, da deren Grundprinzipien die physikalische Basis vieler mechanischer Maschinen, Geräte und Werkzeuge darstellen, historisch betrachtet und auch noch heute. Die einfachen Maschinen ermöglichen vielfältige Lebensweltbezüge. In vielen deutschen Bundesländern und in der Schweiz sind daher die einfachen Maschinen fester Bestandteil im Curriculum der Mechanik. Die Zielgruppe der Studie sind die Lehramtsstudierenden im Fach Physik. Die vorliegende Arbeit schließt bezüglich der Stichprobe und der Vorgehenssystematik eine Forschungslücke. Häufig werden im Unterricht nur Hybride erreicht, also Vorstellungen, bei denen gewisse Aspekte der im Unterricht vermittelten wissenschaftlichen Sichtweise mit den alten Vorstellungen verwoben sind. In einer Interviewstudie mit Physiklehramtsstudierenden zu den curricularen Anwendungskontexten Flaschenzug, Hebel und Rampe (schiefe Ebene) wurden sechs bereits aus der Schüler*innenvorstellungsforschung bekannte kognitive Schemata zu den physikalischen Begriffen Kraft, Arbeit und Energie identifiziert. Diese Schemata traten somit im Kontext der einfachen Maschinen auch noch bei Physiklehramtsstudierenden auf. Ein kognitives Schema zum physikalischen Arbeitsbegriff sowie zwei Kraftschemata (diese werden in der Studie mit «Kraftverteilungsschema» und «Krafttransportschema» bezeichnet) wiesen noch nicht bekannte Facetten auf. Diese wurden mit einer zweiten Studie, einer Fragebogenstudie, validiert.