Messunsicher­heiten im Physikunterricht

Die Analyse der Streuung von Messwerten hat mit der Veröffentlichung des „Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement“ (GUM 1993/2008) eine neue Grundlage erhalten. Begriffe wie Fehlerfortpflanzung oder wahrer Wert kommen darin nicht mehr vor. Neue Termini werden eingeführt (wie Messunsicherheit Typ A und Typ B statt zufälliger und systematischer Fehler) und auch neue Verständnisse der ihnen zugrunde­liegenden Konzepte, bis hin zu neuen Berechnungsweisen.

Die GUM-Konzeption ist fachdidaktisch für den Physikunterricht aufbereitet worden, nicht zuletzt in zahlreichen Aufsätzen in Unterrichtszeitschriften. Burkhard Priemer und Karel Kok haben daraus für einen Sammelband mit 27 Kapiteln eine Auswahl getroffen und durch weitere Beiträge ergänzt.

Am Anfang stehen ein hilfreiches Glossar und ein Sachstrukturmodell der GUM-Begrifflichkeiten. Basiskapitel betreffen unter anderem die Grundlagen der Messunsicherheits­analyse und den quantitativen Umgang mit Messunsicherheiten.

Praxis­beiträge behandeln beispielsweise Messunsicherheiten bei schulüblichen Messgeräten und stellen Experimente vor, die sich für eine explizite Behandlung des Themas im Unterricht besonders eignen. Ebenfalls gezeigt wird eine angemessene Kommunikation mit den Schülerinnen und Schülern über Messunsicherheiten, wenn im Unterricht experimentell ermittelte Werte nicht mit Literaturwerten übereinstimmen.

Nahezu alle Kapitel zeigen konkrete unterrichtsrelevante Beispiele – von der Bestimmung der Dichte von Münzen in der Sekundarstufe I bis zum Planckschen Wirkungsquantum. Am Ende des Buches stehen theoretisch vertiefte Aufsätze, insbesondere über Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen für die Verteilung von Messwerten.

Zum Thema

19.12.2022 • Rezension

Unsicherheiten, aber sicher!

18.09.2003 • Rezension

Messunsicherheit und Messdatenauswertung

Der Sammelband bietet einen umfassenden Überblick über den fachdidaktischen Erkenntnisstand. Angesichts der Fülle der Themen wäre eine Gliederung nach vier großen Abschnitten Grundlagen, Didaktik, Praxisbeispiele und Vertiefungen mit entsprechenden Einleitungen hilfreich gewesen.

Bei einer Zusammenstellung bereits publizierter Aufsätze sind Redundanzen und Doppelungen in den Kapiteln bei den Grundlagendarstellungen nicht zu vermeiden. Wichtig ist – und darauf haben die Herausgeber geachtet – dass die Begrifflichkeiten durchgehend einheitlich verwendet werden.

Der Band zeigt konkret, wie sich Messunsicherheiten fachlich sicher und didaktisch angemessen im Physikunterricht behandeln lassen. Er sei allen Lehrenden in Schule und Grundstudium wärmstens empfohlen.

Prof. Dr. Horst Schecker, Uni Bremen