PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
Not a member yet
891 research outputs found
Sort by
Farbexperimente mit RGB-Leuchtdioden
Get PDFInteressante Farbeffekte treten auf, wenn man durch ein Glasprisma auf Hell-Dunkel- oder Farbstrukturen schaut. In der vorliegenden Arbeit werden Kombinationen aus Spalt und Steg untersucht, um solche Farbeffekte zu hinterfragen. Bei den Experimenten werden RGB-LED-Leuchten eingesetzt, um Spalt- und Stegmasken variabel und homogen mit farbigem Licht auszuleuchten. Dadurch gelingt es, das den Spalt durchsetzende Licht in unterschiedliche Umgebung einzubetten. Mit einem Geradsichtprisma werden Spektren des Spaltlichts, des Umgebungslichts und des Gesamtlichts erzeugt. Ein einfaches RGB-Modell unterstützt die Analyse der Spektren. Selbst zunächst überraschende Farbfelder lassen sich dadurch mit den Gesetzmäßigkeiten der Newtonschen Optik erklären.
phyphox als Visualisierungstool für Sensordaten aus Arduino-gestützten Messmodulen
Get PDFMessapparaturen auf Arduino-Basis bieten viele Vorteile bei der Entwicklung von Messmodulen für verschiedenste Experimente. Neben dem günstigen Preis eröffnet die Vielfalt an verfügbaren Sensoren unzählige Einsatzmöglichkeiten. Für einen ersten Einstieg in den Umgang mit Mikrocontrollern existieren bereits unzählige Tutorials & Workshops. Die Darstellung der gewonnenen Messdaten wird allerdings oft nur am Rande und unzureichend behandelt. In diesem Vortrag wird gezeigt, wie mit einem Bluetooth-fähigen Arduino aufgenommene Messdaten mit nur 4 Zeilen Code mit Hilfe der App phyphox dargestellt werden können. phyphox ist eine weitverbreitete App für Smartphone-basierte Experimente mit einer Vielzahl an Darstellungs- und Analysemöglichkeiten, die für die Visualisierung der Messdaten genutzt werden können. Um eine einfache Datenübertragung von Arduino-gesteuerten Sensoren zu ermöglichen, wurde eine Arduino-Bibliothek entwickelt, deren Einsatz beispielhaft demonstriert wird
changING- Ein Forschungsclub im Exzellenzcluster SE2A
Get PDFIm Herbst 2019 startete der Forschungsclub changING im Exzellenzcluster SE2A zur Förderung der Chancengleichheit und Öffentlichkeitsarbeit. Während der Cluster sich mit nachhaltiger und energieeffizienter Luftfahrt beschäftigt, gibt der dazugehörige Forschungsclub Schülerinnen und Schülern ab Jahrgang 10 die Möglichkeit, sich einen Einblick in die Arbeitsweise der Ingenieurswissenschaften zu verschaffen. In den Treffen, die jeweils einmal in zwei Wochen stattfinden, führen die SuS Experimente in den beteiligten Instituten durch und nehmen an Workshops zur Stärkung der Selbstwirksamkeit teil. Drei Gruppen (Jungen, Mädchen, gemischt) durchlaufen das identische Programm und werden dabei von Studierenden der Ingenieurswissenschaften betreut, die als Mentoren fungieren.Eine wissenschaftliche Begleitstudie untersucht währenddessen die Veränderungen der fachlichen Selbstwirksamkeit und des Technikinteresses der SuS während dieser Zeit
Veränderung der Einstellungen von Lehramtsstudierenden zum Einsatz digitaler Mess-werterfassung
Get PDFErfahrungen zeigen, dass eine Reihe von Lehramtsstudierenden generelle Vorbehalte gegenüber dem Einsatz von digitalen Messwerterfassungssystemen, insbesondere in Schülerexperimenten hat. Als Gründe werden die häufig geringe Zahl an Geräten, der Blackbox-Charakter und das Vernachlässigen händischer Arbeitsweisen genannt. Im Beitrag werden das mittels Fragebögen erhobene Vorwissen der Studierenden zu digitalen Messwerterfassungssystemen und zur Programmierung sowie Sichtweisen der Studierenden zum Einsatz von digitalen Messwerterfassungssystemen vorgestellt.Um den Vorbehalten zu begegnen, wurden im didaktischen Experimentierpraktikum im Wintersemester 17/18 Möglichkeiten zur Auseinandersetzung mit Einsatzmöglichkeiten des Arduinos zur Messwerterfassung im Physikunterricht geschaffen. Die Studierenden führen darin Experimente zu den Themengebieten Mechanik, E-Lehre, Wärme & Energie und Optik durch, die mittels Online-Tutorials und Videoanleitungen angeleitet werden, und analysieren diese unter didaktischen Gesichtspunkten. Exemplarisch werden einige Experimente im Beitrag vorgestellt
Quantenmechanische Analyse von Massen in ihrem eigenen Gravitationsfeld
Get PDFDie Position einer Masse kann gemessen werden und unterliegt Gesetzmäßigkeiten auf der Basis von grundlegenden Wechselwirkungen zwischen Materie. Bei Objekten mit hohen Dichten ist dabei die Gravitation dominant. In der Quantenmechanik sind Messwerte jedoch nach der Heisenbergschen Unschärferelation in Verbindung mit entsprechend komplementären Eigenschaften, wie Ort und Impuls es sind, nicht exakt zu ermitteln. Somit können Objekte, anders als in der klassischen Mechanik üblich und oft auch ausreichend, für eine exakte Betrachtung nicht als Massenpunkt angesehen werden. Sie haben vielmehr eine Massenverteilung. In diesem Projekt wird nun das Gravitationspotenzial eines Teilchens in einem 3dimensionalen Raum unter Beachtung solch einer Massenverteilung numerisch berechnet. Dazu wird eine selbst entwickelte Computersimulation verwendet. Des Weiteren werden Eigenschaften dieses Potenzials wie auch der Wellenfunktion des Teilchens untersucht
Universitätsbesuche: Aktuelle Forschung als Lerngegenstand für Schüler*innen
Get PDFUniversitätsbesuche sind eine häufig genutzte Gelegenheit, um Schüler*innen Einblicke in aktuelle Forschung zu gewähren. Um dabei gezielt das Wissenschaftsverständnis der Schüler*innen zu adressieren, sind didaktische Konzepte zur Gestaltung der Universitätsbesuche und zur Einbettung in Unterricht hilfreich. Im Sinne eines Design-Based-Research-Ansatzes (Reinmann, 2005) sollen entsprechende didaktische Konzepte mit Bezug auf die Forschergruppen der Universität Kassel entwickelt werden. In einem ersten Schritt wird dazu mittels leitfadengestützter Interviews mit Schüler*innen analysiert, welche Vorstellungen und Erwartungen vor einem Universitätsbesuch vorliegen und welche Wirkungen Universitätsbesuche auf Schüler*innen haben. Auf diese Weise sollen Merkmale herausgearbeitet werden, die das Gelingen von Universitätsbesuchen beeinflussen.Im Vortrag werden erste Ergebnisse der Interviews sowie das didaktische Konzept der bisher durchgeführten Universitätsbesuche vorgestellt.Die Arbeit ist in das Forschungsvorhaben „Contemporary Science @ School“ eingebettet, welches ein Teil des PRONET2-Projekts der Qualitätsoffensive Lehrerbildung an der Universität Kassel ist
Unterstützungsmöglichkeiten in der Studieneingangsphase im lehramtsbezogenen Bachelorstudiengang Physik
Get PDFDer prognostizierte wachsende Mangel an qualifizierten MINTLehrkräftenerfordert Maßnahmen, die zu einer Entschärfung diesesProblems führen. Eine Möglichkeit ist es, die Studienerfolgsquotebesonders in den ersten Semestern zu erhöhen. An der RWTH Aachenwurde hierzu die Studieneingangsphase im lehramtsbezogenenBachelorstudiengang Physik modifiziert. Im ersten Semester sind nunmehrdie Vorlesung Experimentalphysik I sowie eine mathematischeÜbung vorgesehen, in der die Studierenden notwendige mathematischeGrundlagen erlernen sollen. Zusätzlich wird der erste Teil einesadressatenspezifischen dreiteiligen physikalischen Grundpraktikumsangeboten. In diesem sollen die Studierenden grundlegende experimentelleKompetenzen erwerben. Durch einen Scaffolding-Ansatzwerden den Studierenden im Praktikum Unterstützungsangebotebereitgestellt, die auf ihren Lernprozess angepasst sind. In Tutorienwerden z.B. versuchsspezifische Auswertungsmethoden detailliertgeübt, sodass später die verschiedenen Fähigkeiten und Fertigkeitenin einem Versuchsbericht zusammengeführt werden können. In einemersten Schritt eines Promotionsvorhabens soll festgestellt werden, wiedie Unterstützungsmöglichkeiten im Praktikum von den Studierendenangenommen werden und an welchen Stellen sich die Studierendenweitere Hilfen wünschen
Fixed und Growth Mindset: Selbstbilder von Schüler*innen in Physik
Get PDFKann jede*r Physik lernen? Hat man selbst Einfluss darauf oder benötigt man für Physik eine besondere Begabung? Nach Dweck ist die Antwort, die jemand auf diese und ähnliche Fragen gibt, abhängig vom Mindset oder Selbstbild dieser Person. Menschen mit dem "Fixed Mindset" sehen Begabung als Grundlage für (Lern-)Erfolge, Menschen mit dem „Growth Mindset“ verstehen das eigene Potenzial nicht durch Begabung determiniert, sondern stets entwickelbar. Das Mindset bildet die Basis für Denk- und Handlungsmuster, davon abhängig werden also beispielsweise Erfolgserlebnisse unterschiedlich attribuiert und Herausforderungen werden entweder gemieden oder als Lerngelegenheit wahrgenommen. Der Fokus der Mindset-Theorie liegt jedoch auf der Veränderbarkeit des individuellen Mindsets, so dass mit geeigneten Interventionen das Growth Mindset und damit eine lernförderliche Haltung gestärkt werden kann. Im aktuellen Forschungsvorhaben wurde ein Fragebogen entwickelt und erprobt, um das Mindset von Schüler*innen im Physikunterricht zu erheben. In einer Querschnittsstudie wird damit die Mindset-Verteilung in verschiedenen Jahrgangsstufen untersucht und mögliche Korrelationen des physikbezogenen Mindsets zu äußeren Gegebenheiten (z.B. Geschlecht und Schulart) identifiziert. Es werden das Erhebungsinstrument und erste Ergebnisse der Querschnittserhebung vorgestellt
Die schiefe Ebene als fächerübergreifendes Lehr- und Lernmodell
Get PDFAn der Hochschule Heilbronn wurde ein fächerübergreifendes Lehr- und Lernmodell entwickelt, das den Übergang von der Schule zur Hochschule speziell in den Fächern Mathematik und Physik erleichtern soll. Bedingt durch die unterschiedlichen Schularten, die zu einer Hochschulzugangsberechtigung führen, ist die Heterogenität im Wissensstand in diesen Fächern besonders groß. Das Modell begleitet die Studierenden dann bis ins Hauptstudium. In thematisch enger Verzahnung mit dem Modell wurde an der Hochschule Heilbronn ein verpflichtender Mathe-Grundlagentest als Qualitätssicherungsmittel eingeführt.Das Lehr- und Lernmodell stellt eine schiefe Ebene dar, deren Neigungswinkel geändert werden kann. Ein darauf befindlicher Ball soll nach der Auslenkung wieder in die Ruhelage gebracht werden. Um das Modell theoretisch zu erfassen, wird Schulstoff wie trigonometrische Funktionen, kinetische und potentielle Energie aufgefrischt. Im Grundstudium wird das Modell bis zu einer linearen Differentialgleichung 2. Ordnung samt deren Lösung besprochen. Im Hauptstudium wird in der Regelungs-, Steuerungs- und Automatisierungstechnik die entsprechende Übertragungsfunktion veranschaulicht und das Modell durch die Themengebiete Sensortechnik und Aktorik erweitert
Einsatz interaktiver Lernzirkelstationen zur Förderung der Variablenkontrollstrategie
Get PDFDie Verwendung der Variablenkontrollstrategie (VKS) ist eine experimentelle Arbeitsweise, um kausale Zusammenhänge in der Wissenschaft systematisch zu untersuchen. Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe I bereitet diese Methodik jedoch in vielerlei Hinsicht Probleme, da sie beim Experimentieren häufig eigene Strategien verwenden und dabei unsystematisch vorgehen. Um dieser Problematik entgegenzuwirken, kann die Anwendung der VKS mit den Lernenden experimentell geübt werden, indem konfundierte und variablenkontrollierte Settings behandelt werden. Ohne einen zusätzlichen externen Impuls werden allerdings bei den Lernenden häufig nicht die Denkprozesse angestoßen, um ein konfundiertes Experiment zu erkennen. Auf dem Poster werden verschiedene Ansätze zur Förderung der VKS in Form von Lernzirkelstationen vorgestellt, wobei neben klassischen experimentellen Stationen mit Arbeitsblatt auch interaktive, teilweise videobasierte Lernzirkelstationen mit direktem Feedback entwickelt wurden. Dabei wurden im Rahmen einer kleinen Stichprobe die unterschiedlichen medialen Formate mit Schülerinnen und Schülern der Mittelstufe erprobt, um die Vor- und Nachteile bewerten zu können