PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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Prozentgenaue Messung des Verhältnisses von Astronomischer Einheit und Lichtgeschwindigkeit
Get PDFDer von der Erde aus gut zu beobachtende Jupitermond Io umrundet seinen Planeten mit einer Periode von 42,5 Stunden. Durch das regelmäßige Eintauchen des Mondes in den Jupiterschatten stellt dieses System eine Uhr dar. Im 17. Jahrhundert hat der Astronom Ole Rømer erkannt, dass sich die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verfinsterungen im Laufe einiger Monate ändert, das Uhrsignal also manchmal zu früh oder zu spät beobachtet wird. Grund ist der variierende Abstand zwischen Jupiter und Erde in Verbindung mit der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit, welche mit dieser Methode zum ersten Mal demonstriert werden konnte. Im Folgenden wird gezeigt, wie man der Rømerschen Idee folgend mit modernen und einfachen Mitteln das Verhältnis von Astronomischer Einheit, also des mittleren Abstandes Erde-Sonne, und Lichtgeschwindigkeit mit einer Genauigkeit von etwa ein Prozent messen kann. Bei vorgegebener Lichtgeschwindigkeit kann die Astronomische Einheit, die fundamentale Längenskala im Sonnensystem, entsprechend präzise bestimmt werden
Zum Interesse von Grundschulkindern an informatischen Lernmaterialien
Get PDFIm Beitrag werden die theoretische Rahmung, das Forschungsdesign und erste Ergebnisse einer Studie vorgestellt und diskutiert, die im Rahmen des durch das BMBF geförderten Projekts LemaS (Leistung macht Schule) an der Freien Universität Berlin im Teilprojekt DiaMINT-Sachunterricht durchgeführt wird. Untersucht wurde, wie Grundschulkinder auf unterschiedliche informatikbezogene Spiel- und Lerngegenstände (bspw. Lego WeDo, Beebot, Lego EV3, Thymio, Neurons, Lego NXT, Calliope) reagieren. Zentral für diese Untersuchung war hierbei die Frage nach der Interessantheit (Krapp 1992; Krapp & Prenzel 2011) der Spiel- und Lerngegenstände für die Kinder. Darüber hinaus wurde untersucht, inwiefern sich Unterschiede hinsichtlich der Klassenstufe oder Gendereffekte feststellen lassen. Die Lernumgebung (konzipiert nach dem didaktischen Konzept ‚Freies Explorieren und Experimentieren‘ (FEE; Köster 2006; 2018) wurde videographiert und die Videodaten zunächst quantitativ ausgewertet. Die Ergebnisse dieser ersten explorativ angelegten Studie zeigen, dass – aus Sicht der Kinder – die Interessantheit der Spiel- und Lernmaterialien unterschiedlich wahrgenommen wird und dass sich diese Bewertung je nach Geschlecht und Alter der Kinder z. T. deutlich unterscheidet. Eine umfassendere auf diese und weitere Vorstudien gründende Untersuchung soll in einem weiteren Schritt dazu dienen, ein Diagnosesetting für die Identifikation von besonderen Interessen und Leistungspotenzialen bei Grundschulkindern sowie entsprechende Förderinstrumente zu entwickeln
Die Plattform „FLexKom“ zur Förderung experimenteller Kompetenzen – Konzept und Einsatzbeispiele –
Get PDFDurch die PISA-Studien hat sich in Deutschland eine Diskussion im Bildungssystem ergeben, die in den Bildungsstandards wie in den Kernlehrplänen zu einer Kompetenzorientierung geführt hat. Diese Neuorientierung hat speziell die prozessbezogenen Kompetenzen explizit hervorgehoben, sodass dem Experiment als Methode für naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung eine zentrale Bedeutung zugeschrieben wird. Um diese herausragende Rolle experimenteller Kompetenzen gezielt im Unterricht zu etablieren, wurde die Plattform FLexKom konzipiert, die Unterrichtsmaterialien zum Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen bereitstellt. Dabei werden einzelne Module angeboten, die individuell zusammengestellt und beispielsweise als Lernzirkel eingesetzt werden können. Die Module adressieren wichtige Aspekte experimenteller Kompetenzen wie die Hypothesenbildung, die Variablenkontrolle oder den Umgang mit Messunsicherheiten. Im Folgenden wird zum einen der Aufbau und das Konzept der Plattform vorgestellt. Zum anderen soll ein Einblick in die Module ermöglicht werden, indem zwei ausgewählte Module zum Umgang mit Messunsicherheiten näher erläutert werde
Radioaktivität - eine didaktische Rekonstruktion
Get PDFVon Los Alamos bis Fukushima: Radioaktivität ist ein wichtiger, wenn gleich für Laien auch mysteriöser und unheilvoller Begriff der Physik. Welche Vorstellungen verbinden Schülerinnen und Schüler mit dem Begriff der Radioaktivität? Die Erhebung bzw. die Replikation von Vorstellungen zur Radioaktivität sind in Bezug auf die Bewertung der Anwendung radioaktiver Stoffe notwendig. Die theoretische Basis für eine Einordnung der Vorstellungen im Begriff des „conceptual change“ soll gelegt werden. Authentische Versuche sind für Schulen häufig nicht mehr möglich. Ziel ist dabei letztendlich eine zeitgemäße didaktische Rekonstruktion des Themenbereichs Radioaktivität für die Sekundarstufe I und die Etablierung eines Angebotes im Lehr-Lern-Labor der Universität Stuttgart. Die Schaffung eines solchen Angebotes bzw. die didaktische Rekonstruktion des Themas erscheinen bereits allein wegen des Fehlens authentischer Versuche in der Schule notwendig
PSΦ: Forschungsprogramm zur Studieneingangsphase im Physikstudium
Get PDFDie Studieneingangsphase Physik fordert von den Studienanfängern den Aufbau vielfältiger Fähigkeiten und Fertigkeiten. Diese umfassen fachliche Aspekte, z. B. den Erwerb von Fachwissen, Problemlösefähigkeiten und experimenteller Kompetenz auf universitärem Niveau. Parallel dazu müssen Prozesse der Identitätsaushandlung, Sozialisation und Enkulturation in zunächst noch neuer Lernumgebung und Fachkultur durchlaufen werden. Diese vielfältigen und von den Studierenden oft als nicht trivial empfundenen Lern- und Umstellungsprozesse finden innerhalb kürzester Zeit statt, was eine erhebliche Belastung bedeutet.Aktuell wird die Paderborner Studieneingangsphase nach und nach inhaltlich und strukturell überarbeitet und aus verschiedenen Blickwinkeln qualitativ und quantitativ erforscht. Insgesamt liefert dieses Forschungsprogramm einen breitgefächerten Überblick über die vielfältigen Aspekte und Wirkungen der Studieneingangsphase sowie Hinweise auf verschiedene Verbesserungsmöglichkeiten
Ergebnisse einer Interviewstudie zur Evaluation von kumulativem Physiklehren und -lernen im Lehramtsstudium Physik
Get PDFDie fachliche Ausbildung von Physiklehrkräften ist häufig zu wenig an den physikalisch-fachlichen Anforderungen des zukünftigen Lehrerberufes ausgerichtet. Daher wurde an der PH Ludwigsburg die Lehre in Mechanik zu einer kumulativen Lehre weiterentwickelt, die sich auf mechanische Grundkonzepte, damit verbundene typische Alltagsvorstellungen und inhaltliche Schulbezüge fokussiert. Dieses Lehrkonzept wird evaluiert. Teil der Evaluation ist eine Interviewstudie mit 16 Studierenden, die untersucht, wie die Studierenden die kumulati-ve Lehre wahrnehmen und über welches Lernverhalten sie berichten. Die Studie zeigt erstens, dass die Studierenden die kumulative Lehre unterschiedlich wahrnehmen, und zweitens, dass ein Zusammenhang zwischen den subjektiven Wahrnehmungen und dem Lernverhalten der Studierenden besteht. Studierende, die ‚tiefenorientiert‘ lernen nehmen die kumulative Lehre wahr. ‚Oberflächenorientierte‘ Lerner nehmen dagegen Aspekte der Lehre wahr, die ihnen helfen, Wissen auswendig zu lernen
MINTFIT Physik: Onlineangebot zur Vorbereitung auf ein MINT-Studium
Get PDFZur Vorbereitung auf ein MINT-Studium bietet MINTFIT Hamburg seit 2018 ein kostenlos nutzbares, webbasiertes E-Learning-Angebot in Physik für Schüler*innen und Studieninteressierte an. Als Ausgangspunkt liefert ein Orientierungstest zur Selbsteinschätzung des eigenen Kenntnisstandes individuelle Lernempfehlungen für die effektive Nutzung des zugehörigen Onlinekurses. Damit kann das Schulwissen orts- und zeitunabhängig aufgefrischt und gefestigt und damit mögliche Hürden bereits vor Beginn eines MINT-Studiums ausgeräumt werden.Die Entwicklung des Selbsteinschätzungstests erfolgte in mehreren Iterationen und basiert auf der Item-Response-Analyse der einzelnen Fragen mit Hilfe echter Testergebnisse. Die Fragenzusammenstellung konnte dadurch hinsichtlich Fragenschwierigkeit und Trennschärfe optimiert werden. Die Inhalte für den Onlinekurs wurden im Rahmen der Online-Brückenkurs Physik-Kooperation entwickelt und an den MINTFIT Fragenkatalog angepasst. Erste Erfahrungen und Ergebnisse werden vorgestellt
Entdeckungen zu Internet, Totalreflexion und Farbenlehre in der Optik
Get PDFDie Jugendlichen wachsen heutzutage mit digitalen Medien auf. Aber verstehen sie diese auch? Wissen sie, wie die Daten zu ihren Endgeräten gelangen? Was kann das Fach Physik zur Beantwortung solcher Fragen beitragen? Wir stellen hierzu eine kleine Unterrichtseinheit bestehend aus zweimal 45 min vor. Darin erkunden Lernende einer sechsten Klasse mit einem Modellversuch den Einsatz mehrerer Farbkanäle im schnellen Internet
Vektoren in der mathematik- und physikdidaktischen Forschung - Stoffdidaktischverbindende Ansätze zwischen linearer Algebra und klassischer Mechanik
Get PDFDer Vektorbegriff stellt einen zentralen Begriff des Mathematik- und Physikunterrichts dar. Aus diesem Grund wird der Umgang mit Vektoren in den Fachdidaktiken Mathematik und Physik in vielfältiger Weise untersucht. Der vorliegende Beitrag stellt die wichtigsten Erkenntnisse beider Didaktiken im Rahmen eines stoffdidaktischverbindenden Forschungsanliegens gegenüber und erläutert, wie sich diese im Unterricht sowie in der Forschung nutzen lassen
Der Rest ist dann halt Messfehler. Wie angehende Lehrkräfte in Unterrichtssituationen mit Messdaten umgehen
Get PDFDer Umgang mit Messdaten ist ein essenzieller Teil physikalischer Fachmethoden. Als solche stellt er auch einen Teil eines nature of science einbeziehenden Physikunterrichtes dar und wird entsprechend in den Lehrplänen vieler Bundesländer gefordert. Die Bedeutung dieser Thematik beschränkt sich aber nicht darauf: Vielmehr weist der Umgang mit experimentellen Daten eine noch größere Relevanz in Bezug auf die Bewertung und Interpretation von Messdaten auf. Ohne die Betrachtung derer begrenzten Genauigkeit ist eine Bewertung gar nicht möglich. Lässt man diese Diskussion aus, prägt dies ebenfalls ein Bild vom Umgang mit Messdaten in der Physik [1]. Physikunterricht, der Experimente einbezieht, kann nicht ohne einen Umgang mit experimentellen Daten stattfinden und vermittelt damit zumindest indirekt (Modelllernen, [2]) ein Bild vom physikalischen Umgang mit Messdaten.Eine Studie von Ruhrig und Höttecke [3] stellte anhand von Videovignetten heraus, dass es Lehrkräften an Kompetenzen zum Umgang mit unsicheren Evidenzen im Unterricht mangelt. Wie aber findet der Umgang mit Messdaten im tatsächlichen unterrichtlichen Handeln statt? Im Rahmen eines Lehr-Lern-Labors führten angehende Lehrkräfte kurze Unterrichtseinheiten mit quantitativen Experimenten mehrfach durch. Dabei entstanden insgesamt etwa 80 Videos, in denen dieses Handeln analysiert und kategorisiert wurde. Nach einer Vorstellung des übergreifenden Studiendesigns werden Ergebnisse dieser Videoanalyse dargelegt