PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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Radioaktivität: eine didaktische Rekonstruktion
Get PDFRadioaktivität stellt einen der Begriffe der Physik dar, der Laien häufig auch bekannt ist. Die Charakterisierung von Vorstellungen zu diesem Thema ist bereits seit Jahrzenten Forschungsgegenstand der Physikdidaktik. Ziel dieser Arbeit ist es, weitere Vorstellungen zu identifizieren und damit für die didaktische Rekonstruktion verfügbar zu machen. Innerhalb dieser Arbeit wird eine Pilotierung zu Vorstellungen zum Thema Radioaktivität von Studierenden bzw. Schülerinnen und Schülern vor-gestellt. Das übergeordnete Ziel ist dabei die Erstellung neuer Lerninhalte, die für Studierende einen Fokus auf Präkonzepten bzw. Vorstellungen und den Umgang mit diesen. Die Schülerinnen und Schüler erhalten dabei dann eine adressatengerechte Lernumgebung, in der sie auch experimentell tätig werden können
Testvorstellung: Computeradaptive Leistungsmessung im Bereich naturwissenschaftlichen Denkens
Get PDFIn den Projekten Ko-WADiS und ValiDiS wurde die Kompetenzentwicklung naturwissenschaftli-chen Denkens bei Lehramtsstudierenden untersucht. Zu diesem Zweck wurde in der ersten Pro-jektphase ein Messinstrument entwickelt und in der zweiten Phase in Bezug auf seinen Einsatz va-lidiert. Da das Instrument zwar valide Messungen ermöglicht, aber im Einsatz sehr zeitaufwändig ist und eine geringe Messgenauigkeit aufweist, wurde eine zweite Version entwickelt: ein compu-teradaptiver Multi-Stage-Test. Dieses Testformat ermöglicht im Vergleich zu papierbasierten In-strumenten kürzere Befragungen bei gleichbleibender Messgenauigkeit.In diesem Beitrag werden die theoretischen Grundlagen adaptiven Testens und das Vorgehen der Testkonstruktion beschrieben. Zusätzlich werden Methodik sowie die Ergebnisse von Simulations-studien und der Pilotierungsstudie des adaptiven Formats zusammengefasst. Im Vergleich beider Versionen konnte eine deutliche Steigerung der Messeffizienz (höhere Messgenauigkeit bei kürze-rer Testzeit) durch die adaptive Testanwendung nachgewiesen werden
Implementation und Nutzung von Unterrichtsmaterialien im schulischen Unterricht – Eine Bestandsaufnahme der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächer
Get PDFDie Bereitstellung von Unterrichtsmaterialien ist eine zentrale Strategie, die professionelle Weiterbildung von Lehrkräften zu unterstützen und die Qualität von Unterricht zu erhöhen. Allerdings werden viele empirisch fundierte Materialien gegenwärtig kaum an Schulen eingesetzt. Eine Analyse von knapp 50 Studien zur Nutzung von Unterrichtsmaterialien impliziert, dass Unterrichtsmaterialien zwar ein großes Potential zur Verbesserung der Unterrichtsqualität aufweisen, ermöglicht aber auch die Identifizierung von Hinderungsfaktoren der Implementation solcher Materialien. Auf Grundlage dieser Ergebnisse werden Empfehlungen für zukünftige Forschungs- und Entwicklungsprojekte abgeleitet, mit dem Ziel langfristig die Umsetzung innovativer Unterrichtskonzepte und darauf abgestimmter Materialien an Schulen zu erhöhen
Quantum Awareness im Ingenieurwesen: Welche Kompetenzen werden in der Industrie von morgen gebraucht?
Get PDFQuantentechnologien gewinnen rasant an Bedeutung und „Quantum Awareness“ wird auch im Ingenieurwesen immer wichtiger. Damit ergeben sich in der universitären Lehre neue Herausforderungen zur Ausbildung von „Quantum Engineers“. Hier setzt das Projekt an: Es werden Kenntnisse und Kompetenzen im Bereich der Quanteninformationstechnologien identifiziert, die teilweise schon jetzt, vor allem aber in Zukunft, in der Wirtschaft benötigt werden. Diese werden strukturiert, um schließlich messbare Kompetenzstufen abzuleiten.Mit einer Delphi-Studie soll eine Prognose des Bedarfs von und den Anforderungen an „Quantum Engineers“ ermittelt werden. Die Ergebnisse bilden dann die Basis zur Entwicklung eines Kompetenzmodells oder Rahmenkonzeptes. Der Vortrag thematisiert das methodische Vorgehen und den aktuellen Stand der Studie
Entwicklungssensibilität als Impuls zur Kontextualisierung
Get PDFDie Aufforderung, Physikunterricht durch die Aufnahme von geeigneten Kontexten zu bereichern, ist allgegenwärtig. Sie zieht sich durch Lehrpläne, Fachliteratur bis in die DPG Schulstudie. In der Regel verweisen die vorgeschlagenen Kontexte auf lebensweltliche Anwendungen. Dieser Beitrag versucht, zentrale Merkmale lernwirksamer Kontexte zu benennen und etablierte Kontexte des na- turwissenschaftlichen Unterrichts zu klassifizieren. Im Anschluss überprüft er exemplarisch, ob empirisch fundierte Ergebnisse entwicklungspsychologischer Forschung mit der Kontextdefinition in Einklang zu bringen sind. An zwei Beispielen wird dargestellt, wie sich auf diese Weise informierter Unterricht ändern würde
Schülerexperimente im inklusiven Physikunterricht
Get PDFAuch 11 Jahre nach der Ratifizierung der UN-Behindertenrechtskonvention mangelt es an Unterrichtskonzepten insbesondere für den inklusiven Physikunterricht. Experimente werden als das wichtigste Medium des Physikunterrichts angesehen. Das Projekt „Fortbildung zum inklusiven Experimentieren im Physikunterricht” (FINEX) möchte beides verbinden und hat ein theoriebasiertes Unterrichtskonzept für inklusive Schülerexperimente entwickelt. Herzstück dieses Konzeptes ist eine Stationenarbeit, welche fünf handlungsorientierte Zugänge zu einem physikalischen Kontext bietet. An den Stationen sollen Schüler*innen selbstgesteuert multimediale Experimente durchführen. Anhand eines Beispiels aus der geometrischen Optik wird dieses Unterrichtskonzept illustriert. Das begleitende Arbeitsmaterial dient als Grundlage für eine für 2021 geplante Lehrkräftefortbildung
Ein IOT-Projekt: Preiswerte Digitalwaage wird zum WiFi-Kraftmesser
Get PDFElektronische Waagen, ob Personen-, Koffer- oder Briefwaagen basieren meist auf der Messung der Verformung eines Biegebalkens über aufgeklebte Dehnungsmessstreifen (DMS) [1]. Geschickt verschaltet entsteht aus ihnen eine Wheatstone’sche Messbrücke, an deren Ausgang ein preiswertes Modul zur Digitalisierung und graphischen Aufbereitung durch eines der mittlerweile weit verbreiteten Arduino-Boards angeschlossen werden kann. Die Gesamtkosten für ein derartiges, WLAN-fähiges System betragen etwa 50 €. Angesichts des günstigen Preises und der einfachen Realisierbarkeit kann der Umbau einer elektronischen Waage gut als Projekt realisiert werden
Vergleich von Zugängen zur Mechanik in der Sekundarstufe I
Get PDFDie Forschung zeigt, dass SchülerInnen große Lernschwierigkeiten beim Lernen des physikalischen Kraftbegriffs haben. Auch nach dem Unterricht verfügen sie über kein angemessenes Verständnis (Schecker et al., 2018). Mit dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept nach Wiesner wurde ein alternativer Zugang entwickelt, der zweidimensionale Bewegungen unter Kraftstößen betrachtet und anstelle der Beschleunigung die Zusatzgeschwindigkeit verwendet. Das Mechanikkonzept nach Wiesner wurde in mehreren Studien im Vergleich zu nicht genauer spezifizierten „konventionellen” Unterricht erfolgreich evaluiert (Wodzinski, 1996; Tobias, 2010). Dabei wurden weitere Parameter (bspw. Medien) verändert, wodurch der Erfolg nicht allein der Elementarisierung zugeordnet werden kann. Eine Konsolidierungsstudie soll nun den Einfluss der Elementarisierung im Vergleich zu einem standardisierten Lehrgang untersuchen. Dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept (2D-Mechanikkurs) nach Wiesner wird ein Lehrgang mit eindimensionalen Bewegungen und mit konstanten Kräften gegenübergestellt (1D-Adaption), der alle anderen Parameter so gut wie möglich gleich hält. Im Schuljahr 19/20 unterrichtet eine Gruppe von Lehrkräften (N = 11) nach dem zweidimensionalen mit insgesamt 14 Klassen und eine andere Gruppe (N = 11) nach dem eindimensionalen Konzept mit 16 Klassen. Im Beitrag werden das Studiendesign und die beiden Lehrgänge erläutert sowie erste Ergebnisse vorgestellt
Weiter-Entwicklung eines Klimawandel-Testinstruments
Get PDFDer Klimawandel als Lerngegenstand des NaWi-Unterrichts erfährt zunehmend an Bedeutung. Ne-ben der Festlegung von „climate action“ als eines der Ziele von Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) findet auch eine verstärkte Integration des Themas Klimawandel in Fachlehrpläne statt. Ein basales Verständnis naturwissenschaftlicher Grundlagen des Klimawandels wird insgesamt als eines der Schlüsselelemente identifiziert, um SchülerInnen für eine gesellschaftliche Teilhabe an der Kli-mawandeldiskussion vorzubereiten. Um den Wissensstand von SchülerInnen der Sekundarstufe II über derartige Grundlagenkonzepte einschätzen zu können, wurde ein Multiple-Choice Testinstru-ment entwickelt. Dieses setzt sich aus insgesamt 30 Items zusammen, die teilweise aus einem bereits bestehenden Instrument entnommen, übersetzt und modifiziert wurden sowie aus neu entwickelten Items. Als Auswahlkriterien für die im Testinstrument adressierten Klimawandel-Konzepte fun-gierte eine in Australien durchgeführte Delphi-Studie. In der ersten Entwicklungsphase wurde das Multiple-Choice Testinstrument bei 338 SchülerInnen der 9. bis. 12. Jahrgangsstufe in Österreich eingesetzt und erprobt. Die Ergebnisse wurden einer Rasch-Analyse unterzogen, um Hinweise für die Weiterentwicklung des Testinstruments zu erhalten. Die Ergebnisse zeigen, dass für den Klima-wandel spezifische Konzepte wie die Wechselwirkung von Treibhausgasen mit Infrarotstrahlung oder der Kohlenstoffkreislauf besonders schwierige Konzepte darstellen
Digitale Kompetenz beim Modellieren und Experimentieren im Physikunterricht
Get PDFIm Physikunterricht ist das Arbeiten mit Modellen ein wesentlicher Bestandteil der Erkenntnisgewinnung, doch Schüler*innen bereitet das abstrakte Modellieren häufig Schwierigkeiten [1]. Mithilfe des Ansatzes der Augmented Reality (AR) können diese Schwierigkeiten durch die Kombination aus realem Experimentieren und gleichzeitigem, digitalen Modellieren möglicherweise überwunden werden. Da Lehrkräfte ihre eigenen digitalen Kompetenzen häufig als unzureichend einschätzen [2], wird im Rahmen des Projektes „diMEx“ ein Aus- bzw. Fortbildungskonzept für (angehende) Lehrkräfte entwickelt, in welchem die Nutzung von AR im experimentierbasierten Physikunterricht vermittelt werden soll. Das Konzept soll langfristig in die universitäre Ausbildung eingebunden werden und dient der Vernetzung der drei Phasen der Lehrkräfteausbildung.Das Projekt geht den Fragen nach, inwiefern sich Digitalisierungs- und Modellkompetenzen von (angehenden) Lehrkräften in einer Fort- und Ausbildung fördern lassen und wie die beschriebene Nutzung von AR den Umgang mit Modellen im Physikunterricht verbessern kann. Weiterhin wird erforscht, inwiefern sich die Einstellungen der Lehrkräfte hinsichtlich der Implementierung digitaler Modellierungen in ihrem Unterricht verändern. Die anhand einer quantitativen Bedarfsanalyse entwickelte Fortbildung erstreckt sich über mehrere Veranstaltungen und orientiert sich am DOIT-Modell [3]. Die geplante summative Evaluation wird nach dem Mixed-Methods-Ansatz erfolgen und sowohl quantitative als auch qualitative Elemente umfassen