PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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Ein interaktiver Lehrgang zur geometrischen Optik auf tet.folio
Full text linkAufbauend auf den Forschungsergebnissen zu Schülervorstellungen in der geometrischen Optik wurde von Wiesner et al. eine Unterrichtskonzeption entwickelt und in einem Re-Design von Haagen-Schützenhöfer et al. überarbeitet. Dieser Ansatz basiert auf der Idee des Sender-Strahlungs-Empfänger-Konzepts, d.h. auf der konsequenten Verfolgung von Lichtquellen über das optische System bis zum Empfänger. Aufbauend auf diesen Grundlagen wurde ein neuer Lehrgang mit insgesamt zwölf digital aufbereiteten Einheiten entwickelt. Durch den Einsatz von Lernvideos, interaktiven Bildschirmexperimenten, Simulationen und Quizaufgaben ergibt sich eine asynchron einsetzbare Lernumgebung, die ein forschend entdeckendes Lernen im Sinne des 5-E-Modells nach Bybee ermöglicht. Im Beitrag werden die didaktischen Überlegungen bei der Entwicklung der Unterrichtsmaterialien und die Möglichkeiten der interaktiven Lernplattform tet.folio vorgestellt. Außerdem wird ein Ausblick gegeben, wie die Materialien im Rahmen einer empirischen Evaluation eingesetzt werden
Selbstbestimmtes und angeleitetes Experimentieren im Schülerlabor
Full text linkSchülerlabore ermöglichen Schülerinnen und Schülern (SuS) wie echte Forschende in einer authentischen Lernumgebung zu agieren. In physikalischen Projekten können SuS z. B. einen Experimentierprozess planen, durchführen, auswerten und evaluieren – und somit selbstreguliert lernen. Im Rahmen dieser Mixed Methods-Studie soll untersucht werden, wie der Grad der Instruktion (angeleitet vs. selbstbestimmt) während des Experimentierens – in Abhängigkeit vom Vorwissen des Lernenden – den Kompetenzaufbau (FF1) beziehungsweise den Selbstregulationsprozess beeinflusst (FF2) und wie sich Vorwissen und Instruktionsgrad auf die Judgments of Performance der Lernenden auswirken (FF3). Die Erhebung ist ab Februar 2021 geplant: N = 128 SuS der 7. und 8. Jgst. experimentieren in Kleingruppen zum Phänomen des Sonnentalers im Schülerlabor. Hierbei erhalten sie identische Materialien und nach dem Predict-Observe-Explain-Ansatz strukturierte Arbeitsblätter. Die angeleitet experimentierenden Gruppen bekommen Vorgaben für den Ablauf des Experimentierprozesses, während die selbstbestimmt experimentierenden Gruppen explorativ vorgehen können. Während des Experimentierens werden einzelne Kleingruppen videographiert, um ihren Lernprozess hinsichtlich der Selbstregulation zu analysieren. Zudem werden die SuS Fachwissenstests sowie Judgments of Performance und Confidence Judgments ausfüllen. Der Beitrag gibt erste Einblicke in das Projekt, Erkenntnisse aus einer Pilotierungsstudie und erläutert das geplante Forschungsvorhaben
Lernen aus Widersprüchen: Vom Schülerlabor zur Schulpraxis
Full text linkDie Lernmethode „Lernen aus Widersprüchen“ – entwickelt im Schülerlabor der Universität zu Köln – wurde jetzt in den regulären inklusiven Physikunterricht übertragen und in einer 7. Klasse in Bonn erprobt und evaluiert. Dazu wurden im Rahmen einer Masterarbeit 5 Lerneinheiten zu je 3 Schulstunden zum Thema Optik entwickelt. Kern des Konzeptes ist, dass zu Beginn einer Lerneinheit von den Schülerinnen und Schülern (SuS) etliche Vermutungen zur Erklärung der Phänomene geäußert und an die Tafel geschrieben werden. Alle Vermutungen, auch die auf Fehlvorstellungen beruhenden, werden gleichwertig behandelt, sodass Widersprüche entstehen. Nach der „Vermutungsphase“ im Plenum arbeiten die SuS in Kleingruppen weiter (je 4 SuS), zunächst in einer Diskussionsphase, danach in der Experimentierphase, um so selbstständig die richtige Erklärung zu erarbeiten. Die 5 Unterrichtseinheiten sind „Sehvorgang“, „Reflexion und Streuung“, Bau eines „Schülerspektroskops“, „Farben“ und „Absorption“. Die Auswertung geschah durch Schülerfragebögen (Prä- und Post-Befragung) und durch aktive Beobachtung (2 unabhängige Beobachter) einer ausgewählten SuS-Gruppe. Es zeigte sich, dass die Arbeit mit Widersprüchen in Kombination mit Schülerexperimenten einerseits gut funktioniert; andererseits hat sich die Zusammenarbeit in Kleingruppen als unerwartet problematisch erwiesen. Ferner kann festgestellt werden, dass – im Gegensatz zum Frontalunterricht – nahezu alle SuS in den Lernprozess einbezogen waren. Das Konzept ist offenbar gut für den inklusiven Physikunterricht geeignet
Computational Playground - Eine Rasch-Analyse zum Computational Thinking bei Sachunterrichtsstudierenden im Lehr-Lern-Labor
Full text link‚Informatische Bildung‘ soll, wie von der KMK oder auch von sachunterrichtsdidaktischer Seite gefordert, Teil des Sachunterrichts werden. Dieser Vorgang stellt einen Transfer einer Innovation in ein bestehendes Bildungssystem und somit eine besondere Herausforderung dar: Für diesen Transfer muss eine entsprechende Qualifizierung von angehenden Lehrkräften im Lehramtsstudium sicher-gestellt werden. Da informatische Fachkompetenzen bei Grundschullehramtsstudierenden jedoch bisher wenig erforscht wurden, wurde im QLB-Projekt K2teach an der Freien Universität Berlin eine Studie durchgeführt, die einerseits auf die Kreuzvalidierung eines Tests zum sogenannten Com-putational Thinking bei Studierenden fokussiert und andererseits darauf, inwiefern die Teilnahme an einem entsprechend ausgerichteten Seminar im Lehr-Lern-Labor-Format Einfluss auf dessen Ausprägung nimmt. Die Ergebnisse zeigen sowohl eine Eignung des Tests auf Basis der Rasch-Modellierung als auch einen signifikanten Anstieg der Fähigkeiten im Bereich des Computational Thinking durch den Besuch des Lehr-Lern-Labors
Vergleich computerunterstützter Messwerterfassungssysteme für den Physikunterricht
Full text linkIm Rahmen einer wissenschaftlichen Hausarbeit an der TU Darmstadt für das Lehramt an Gymna-sien bestand die Möglichkeit verschiedene computerunterstützte Messwerterfassungssysteme zu vergleichen. Dabei konnten durch eine Reihe unterschiedlicher Experimente, die typisch für die Schulphysik sind, Vergleichskriterien erarbeitet werden, die letztlich zu einem Bewertungsschlüssel führten, um die zur Verfügung stehenden Messwerterfassungssysteme zu bewerten. Zur Verfügung standen dazu die Hersteller Pasco Scientific (Pasco), PHYWE Systeme GmbH und Co. KG (Phywe) und Vernier Software & Technology (Vernier). Ermittelt wurde durch die Nutzwertanalyse eine Rangfolge der jeweiligen Messwerterfassungssysteme mit Schwerpunkt auf den Physikunterricht in der Schule, wobei durch die Auswahl der jeweiligen Software darauf geachtet wurde, dass die Nut-zung mobiler Geräte und somit auch die Nutzung der Messwerterfassungssysteme durch die Schü-ler_innen möglich ist
Die Bewegung im räumlichen Denken bei physikalischen Aufgaben
Full text linkDas räumliche Denken und die Vorstellung von Bewegung sind eng miteinander verbunden. Dies zeigt sich im Besonderen in den Inhalten der STE(A)M Fächer, namentlich in Physik. Das vorliegende Modell der Bewegung als zentrales Element des räumlichen Denkens basiert auf grundlegenden anerkannten wissenschaftlichen Theorien zur visuellen Wahrnehmung und zur Raumvorstellung in Verbindung mit fachdidaktischen Erkenntnissen aus Mathematik und Physik. Es beinhaltet u. a. die Bewegung als Vorstellung eines realen Ablaufs, die Bewegung als verändernden Vorgang, die Bewegung als gedanklichen Prozess zur Problemlösung sowie die Bewegung als Bewegbarkeit innerhalb eines ruhenden Systems. All diesen Vorstellungen liegt die Erfahrung der Bewegung im realen Raum zugrunde. An das Modell anlehnend, werden physikalisch-technische, astronomische und mathematische Aufgaben zur Bewegung im Hinblick auf das räumliche Denken entwickelt und analysiert. In diesem Beitrag wird der Schwerpunkt auf die physikalischen und astronomischen Aufgaben gelegt. Des Weiteren wird auf eine qualitative Studie zur Untersuchung von räumlichen Denkschritten bei der Lösung der Aufgabenstellungen Bezug genommen. Die Studie zielt auf das Auffinden von Hypothesen, ob und wie das räumliche Denken von Studierenden bei der Lösung der gestellten Aufgaben verwendet wird
Zur Legitimation hochwertiger physikalischer Bildung für Straßenkinder und -jugendliche - The Legitimation of Quality Physics Education for Street-Connected Children and Street Youth
No full textWeltweit leben Millionen Kinder und Jugendliche auf der Straße. Während das in Entwicklungsländern als traurige Realität hingenommen wird, ist vielen unbekannt, dass auch in westlichen Ländern, z.B. in Deutschland, Straßenjugendliche leben. Sowohl in Entwicklungsländern als auch in Deutschland sehen sich diese jungen Menschen vielfältigen Hindernissen gegenüber, die ihnen den Zugang zu einer hochwertigen Schulbildung erschweren. Das SDG „Quality Education“ fordert, dass insbesondere Kinder und Jugendliche in prekären Situationen Zugang zu allen Bildungsebenen haben müssen. Um Straßenkindern und -jugendlichen die ihnen zustehende Bildung zu ermöglichen, wurden beispielsweise Straßenschulen gegründet, in denen oft auch physikalische Bildungsinhalte vermittelt werden. Diese Studie verfolgt zwei Ziele. Erstens soll das Leben von Straßenkindern und -jugendlichen und die Ursachen für Straßenkarrieren in Entwicklungsländern und in Deutschland miteinander durch eine Literaturrecherche verglichen werden. Anschließend soll die Frage beantwortet werden, inwiefern physikalische Bildung für Straßenkinder und -jugendliche notwendig ist und folglich auch Teil von Bildungsprojekten für Straßenkinder und -jugendliche sein sollte.-----------------------------------------------------------------------------------Worldwide, there are millions of children and youth living on the streets. While this is accepted as a sad reality when it comes to developing countries, many people are unaware that street youth also exist in Western countries, such as Germany. In both developing and developed countries young people on the streets face a plethora of challenges that make it difficult for them to access quality schooling. However, one of the demands of the SDG “Quality Education“ is that children and youth in precarious living situations should be guaranteed access to all levels of education. In order to fulfill this goal different projects, for example street schools, are founded. Nowadays these projects often include physics education in their curriculum. This study has two goals. First, the life of street-connected children in developing countries and street youth in Germany is compared through an extensive literature review. Differences and similarities between these two groups and their reasons for leaving home are elaborated. Secondly, the question is answered to what extent physics education is necessary for street-connected children and street youth and consequently should be part of educational projects for them
Eine Lehrerbefragung zum Einsatz digitaler Tools im Physikunterricht
Full text linkEin Fragebogen zum Einsatz digitaler Tools in und um den Physikunterricht wurde erstellt. Damit soll in Lehrkräftefortbildungen zum Einsatz digitaler Medien im Physikunterricht besser auf die Vorerfahrungen von Physiklehrerinnen und Physiklehrern eingegangen werden können. In einer ersten Pilotstudie wurden n = 58 Physiklehrkräfte basierend auf den im Orientierungsrahmen DiKoLAN (Digitale Kompetenzen für das Lehramt in den Naturwissenschaften) formulierten Kompetenzerwartungen dazu befragt, (a) wie häufig sie für eine bestimmte Tätigkeit digitale Tools einsetzen und (b) welche konkreten Tools sie für diese vorgegebenen Tätigkeiten nutzen. Erste Einblicke deuten an, dass sich durch diese Fragestellungen ein differenziertes Bild der Nutzung digitaler Anwendungen seitens der befragten Lehrkräfte erfassen lässt. Die Antworten zeigen zudem, dass auch innerhalb eines Kompetenzbereiches die Nutzungshäufigkeit für einzelne Anwender in Abhängigkeit von der vorgegebenen Tätigkeit stark variieren kann
Entwicklung eines Didaktikpraktikums für Physik-Lehramtsstudierende, ein Zwischenstand
Full text linkIn ihrem späteren Beruf als Physiklehrkräfte sollen die Studierenden Experimente fachlich und fachdidaktisch reflektiert aufbauen und in einen Unterrichtsverlauf einbetten können. Um dieses Ziel zu erreichen haben wir innerhalb der fachdidaktischen Ausbildung der Lehramtsstudierenden eine neues Konzept für ein Didaktikpraktikum entwickelt und umgesetzt. Dieses Konzept wird in diesem Artikel vorgestellt und an Beispielen verdeutlicht. Ein erster Testlauf des Seminars ist abgeschlossen und soll in diesem Artikel analysiert werden. Die Ergebnisse einer Studierendenbefragung werden präsentiert
Beliefs zur Theoretischen Physik, der unbekannten Seite der Schulphysik
Full text linkSowohl die Physikdidaktik als auch der österreichische Lehrplan fordern die Einbindung von Arbeitsmethoden, die zur Gewinnung und Sicherung neuer Erkenntnisse beitragen, sowie Ziele im Physikunterricht vorgeben. Um diese Lehr- und Lernziele zu erreichen, ist eine Auseinandersetzung mit der Bedeutung der Begriffe Theorie, Gesetz, Modell und Hypothese unabdingbar. Nur so können die Lernenden ein annehmbares Verständnis über die Theoriebildung in der Physik entwickeln. Dabei nimmt die Theoretische Physik eine besondere Stellung ein, bei der auch die verschiedenartige Rolle der Mathematik deutlich wird. Um die Vorstellungen der Schüler:innen über das Wesen der Physik zu erkunden, wurde zunächst ein Fragebogen in quantitativer Form erstellt, der die derzeitigen Überzeugungen (Beliefs) über die Physik der Schüler:innen, im Alter zwischen 17 und 20 Jahren, testen sollte. Aufbauend auf die gewonnenen Kenntnisse über die Lernausgangslage der Lernenden kann ein passender Unterricht konzipiert werden, der an das Vorwissen der Jugendlichen anknüpft. Im Rahmen des Beitrages werden die wesentlichen Ergebnisse der explorativen Datenerhebung, bei der 191 Proband:innen getestet wurden, dargestellt und diskutiert