Das Experiment zur Bewegungsnachwirkung

Beschreibung des Experimentes zur Bewegungsnachwirkung mit Screenshots und Hinweise zum Unterrichtseinsatz; die Materialien (Animation, Arbeits- und Informationsblatt) können Sie hier einzeln herunterladen.

Informationen zum Experiment

Bei den Animationen zur Untersuchung der Bewegungsnachwirkung handelt es sich um in eine HTML-Seite integrierte Flash-Filme (spiralmovie_bewegungsnachwirkung.zip). Sie lassen sich in einem Browser öffnen. Zum Abspielen benötigen Sie den Flash-Player (kostenloser Download). Das Experiment wurde vom Bayerischen Rundfunk für einen Beitrag zum Thema "Die Psychologie der Wahrnehmung" entwickelt. Für den Einsatz in dieser Unterrichtsstunde wurde aus dem Material vom Sender eine Textpassage entfernt, die den Lösungsweg vorweggenommen hätte für die Überprüfung des Ortes, an dem die die Bewegungsnachwirkung verursachende Verrechnung stattfindet. Über diese Modifikation hinaus erfolgte keine weitere Optimierung des Experimentes für den Einsatz im Unterricht, so dass es noch einige Funktionen enthält, die in der Schule nicht benötigt werden. Um die fehlende Reduktion für den Unterricht aufzufangen, erhalten die Schülerinnen und Schüler ein Arbeitsblatt (experiment_bewegungsnachwirkung.pdf) mit Anweisungen für die Versuchsdurchführung, das auch zur Protokollierung der Ergebnisse dient.

"Geheimnisvolle Spiralen"

Screenshots: Spiralbild und Muster für die Untersuchung der Bewegungsnachwirkung
+Test 1

Das Experiment zur Bewegungsnachwirkung bietet verschiedene Tests. Der erste zeigt zunächst eine sich im Uhrzeigersinn drehende Spirale (Abb. 1a, Platzhalter bitte anklicken). Die Drehgeschwindigkeit kann über einen Schieberegler verändert werden. Man betrachtet ruhig und entspannt das Zentrum der Spirale. Nach etwa einer Minute stoppt die Animation und es erscheint ein statisches Muster (Abb. 1b). Dieses entwickelt aufgrund der Bewegungsnachwirkung jedoch eine "Eigendynamik" und scheint sich dem Betrachter entgegen zu wölben - ein verblüffender Effekt!

Screenshots: Spiralbild und grafische Darstellung von Karl Dall für die Untersuchung der Bewegungsnachwirkung
+Test 2

Im zweiten Test dreht sich eine innere Spirale innerhalb einer äußeren (Abb. 2a). Über den Schieberegler kann neben der Geschwindigkeit nun auch der Drehsinn geändert werden. Die Bewegungsnachwirkung macht sich dann am Bilde Karl Dalls bemerkbar (Abb. 2b). Nach "Test 2" erhalten die Schülerinnen und Schüler einen Arbeitsauftrag. Sie sollen eine Hypothese zu der Frage aufstellen, auf welcher Ebene des visuellen Systems die beobachtete Bewegungsnachwirkung entsteht. Für die Überprüfung dieser Hypothese sollen sie ein Experiment entwerfen und durchführen. Dies erfolgt im Rahmen von "Test 3", der eine Wiederholung von "Test 2" ist.

Durchführung der Experimente

Wahrnehmungsexperimente - Einzelarbeit

Die Tests werden von den Schülerinnen und Schülerin in Einzelarbeit am eigenen Laptop durchgeführt. Nach den ersten beiden Experimenten (siehe Abb. 1 und Abb. 2) werden sie am Bildschirm mit der Frage konfrontiert, auf welcher Ebene des visuellen Systems die beobachtete Bewegungsnachwirkung wohl eintritt. Entsprechend den Vorgaben der Frage muss bei der Hypothesenaufstellung eigentlich nur zwischen "Netzhaut" und "Gehirn" unterschieden werden. Steht kein Computerraum zur Verfügung, kann das Experiment notfalls auch per Präsentationsrechner und Beamer durchgeführt werden.

Hypothesen- und Versuchsentwicklung - Partnerarbeit

Für die Überprüfung ihrer Hypothese sollen die Lernenden in Partnerarbeit ein Experiment entwickeln, bei dem sie wiederum die Animation einsetzen sollen (Wiederholung von Test 2 = Test 3). Für den Fall, dass den Schülerinnen und Schülern nicht klar ist, wofür sie eine Versuchanordnung entwickeln sollen, stehen Hilfekärtchen bereit (hilfekarten_bewegungsnachwirkung.pdf), die von der Lehrkraft bei Bedarf individuell an die entsprechenden Gruppen ausgeteilt werden können.

Überprüfung der Hypothese - Einzelarbeit

Bezüglich des zu entwerfenden Experimentes ist eigentlich nur ein zielführender Ansatz denkbar: Ein Auge wird zugehalten, während die Spiralen mit dem anderen Auge fixiert werden. Nach dem Ablauf der Animation wird das stehende Bild nur mit dem zuvor verdeckten Auge betrachtet: Auch das verdeckte Auge zeigt den Effekt der Bewegungsnachwirkung. Aufgrund dieser Beobachtung wird die Hypothese bestätigt, dass der Effekt nicht auf der Ebene der Netzhaut stattfindet. Es handelt sich vielmehr um einen zentralen Effekt, der durch die Verschaltung beider Augen im Gehirn zustande kommt.

Experiment-Download
Arbeitblatt
Hilfestellungen
Autor
Portrait von Dr. Matthias Nolte Dr. Matthias Nolte

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