Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 28: Lehr- und Lernforschung VII (Mathematisierung)

DD 28.4: Vortrag

Mittwoch, 10. März 2010, 16:00–16:20, S2

Die Raumzeit-Algebra im Abitur — •Martin Erik Horn — Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main

Im Rahmen einer Unterrichtsreihe zur Speziellen Relativitätstheorie, die in einem Physik-Leistungskurs an einer Berliner Gesamtschule erprobt wurde, wurde in Anlehnung an David Hestenes die Algebra der Dirac-Matrizen (Raumzeit-Algebra) zur mathematischen Beschreibung speziell-relativistischer Effekte herangezogen. Dies gestattet eine geometrische einsichtige und mathematisch übersichtliche Darstellung von Effekten wie der Zeitdilatation, der Längenkontraktion und der Lorentz-Transformation.

Da in Berlin in der Physik-Abiturprüfung kein Zentralabitur vorgesehen ist, konnte eine schriftliche Prüfungsaufgabe zur Speziellen Relativitätstheorie im Kontext der Raumzeit-Algebra gestellt werden. Anhand dieser Abituraufgabe wird die Raumzeit-Algebra vorgestellt und didaktisch hinterfragt. Die Prüfungsergebnisse belegen, dass ein erfolgreicher Unterricht zur Raumzeit-Algebra möglich ist.