PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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Digitale Kompetenzen angehender Physik- und Chemielehrkräfte
No full textEs existiert kaum ein Bereich der modernen Gesellschaft, der nicht von digitalen Informations- und Kommunikationsmedien durchdrungen ist. Digitale Kompetenzen befähigen Menschen dazu, solche Medien selbstbestimmt, informiert, kritisch und kreativ zu nutzen und nicht nur Konsument*Innen, sondern auch Gestalter*Innen in der Medienwelt zu sein. In der Lehrerbildung werden digitale Kompetenzen bisweilen zu den professionellen Kernkompetenzen gezählt. Dieser Beitrag präsentiert erste Überblicksergebnisse einer Erhebung zu den digitalen Kompetenzen angehender Physik- und Chemielehrkräfte
Schülervorstellungen zur Quantenphysik und zur Quanteninformationsverarbeitung
Get PDFDie Quantenphysik ist mittlerweile ein fester und wichtiger Bestandteil des Physikunterrichts in der Qualifikationsphase der Sekundarstufe II. Sie wird zu den Inhaltsbereichen des Kerncurriculums der Oberstufe gezählt und somit als Kern physikalischer Bildung erachtet [1]. Anwendungen der Quan-tenphysik für Quantentechnologien wie z.B. die Quanteninformationsverarbeitung thematisieren ein aktuelles und zukunftsträchtiges Thema in Forschung und Entwicklung und bilden gleichzeitig einen möglichen Zugang zur Quantenphysik über die technische Nutzbarkeit von quantenphysikalischen Phänomenen. Vor diesem Hintergrund werden in dem Beitrag erste Ergebnisse zu Vorstellungen von Schülerinnen und Schülern zu grundlegenden Konzepten der klassischen Informationsverarbei-tung und der Quanteninformationsverarbeitung vorgestellt. Die Daten wurden im Rahmen von ein-wöchigen Physikkursen für besonders interessierte Schülerinnen und Schüler der Oberstufe erhoben. Hierzu wurde eine modifizierte Fragebogenstudie durchgeführt, bei der die Fragebögen von Schü-lerpaaren bearbeitet und die Diskussionen der Probandinnen und Probanden mittels Smartpens auf-gezeichnet wurden
Analoge vs. digitale Uhrzeitformate
Get PDFDie Zeit ist eine fundamentale physikalische Größe, die auch für die Schulphysik einen unbestritten hohen Stellenwert besitzt. Bereits in der Primarstufe wird ein Grundverständnis des Zeitbegriffs vermittelt, insbesondere in den Fächern Sachunterricht und Mathematik wird auf verschiedene Aspekte des Phänomens „Zeit“ eingegangen: Kennenlernen von Zeitstrukturen, Einführung des Kalenders, mit Zeitintervallen und -punkten rechnen, aber vor allem die Uhr zu lesen sind grundlegende Kompetenzen, die die Schüler*innen erlernen sollen.In Bezug auf die Fähigkeit des Uhr-Ablesens stellt sich die Frage nach der Aktualität des analogen Uhrzeitformats und ob dieses weiterhin gelehrt werden solle. Im Rahmen dieses Beitrags werden analoge und digitale Repräsentationsformen der Uhrzeit u.a. auf deren didaktische Potentiale und Grenzen hin kritisch beleuchtet, um der teilweise sehr subjektiv und emotional geführten Debatte rund um die Abschaffung analoger Formate mehr Substanz zu verleihen. Als hilfreich können sich dabei beispielsweise Befunde aus Studien der Kognitionspsychologie erweisen, anhand derer sich didaktische Empfehlungen ableiten lassen
Welche App taugt was? – Aufbau einer Online-Datenbank für Physiklehrende
Get PDFSmartphones und Tablets sind in Schülerhänden inzwischen selbstverständlich. Für viele Themengebiete des Physikunterrichts gibt es eine Reihe von App-Angeboten. So können mit dem Smartphone Messwerte erfasst oder Versuche simuliert werden. Für interessierte Lehrkräfte ist das App-Angebot aber unüberschaubar. Die App-Stores der verschiedenen Betriebssysteme erlauben insbesondere keine Recherche nach fachlichen Kategorien. Deshalb wurde in einer Kooperation der Johannes Gutenberg-Universität Mainz mit der Goethe-Universität Frankfurt am Main eine Online-Datenbank entwickelt, die Lehrkräften zur Verfügung steht. Bisher sind 74 physikalische Apps eingetragen. Diese kann der Nutzer nach verschiedenen Kriterien filtern lassen – wie Themengebiet, verwendete Sensoren, Betriebssystem, Sprache oder Kosten. Interessierte können sich registrieren und dann selbst Daten eingeben, so dass die Datenbank weiter wachsen kann. Im Rahmen der Konzeption der Datenbank wurde ein schlankes Bewertungssystem für den Einsatz von Apps im Physikunterricht entwickelt
Naturwissenschaftliches Denken im Lehramtsstudium – Vergleich klassischer und adaptiver Leistungsmessung
Get PDFDie Projekte Ko-WADiS und ValiDiS untersuchen die Kompetenzentwicklung naturwissenschaft-lichen Denkens bei Lehramtsstudierenden. Das im Rahmen der ersten Projektphase (Ko-WADiS) entwickelte Testinstrument zur Erfassung dieser Kompetenzen befindet sich aktuell in der Validie-rungsphase (ValiDiS). Da das bisherige Format im Einsatz sehr zeitaufwändig ist und eine geringe Messgenauigkeit aufweist, wurde eine zweite Version entwickelt: Ein computeradaptiver Multi-Stage-Test. Dieses Testformat ermöglicht im Vergleich zu papierbasierten Instrumenten kürzere Befragungen bei gleichbleibender Messgenauigkeit. In diesem Beitrag werden das methodische Vorgehen und die Ergebnisse einer Simulationsstudie sowie einer Pilotierungsstudie des adaptiven Formats zusammengefasst. Die Ergebnisse sind viel-versprechend: Durch Vergleich beider Versionen konnte eine deutliche Steigerung der Messeffizi-enz bei adaptiver Testanwendung nachgewiesen werden
Qualifizierung von Quereinsteiger*innen – Begleitforschung zum Kompetenzerwerb von Q-Masterstudierenden im Land Berlin
Get PDFAn der „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ (QLB) ist die Freie Universität Berlin mit dem Projekt „K2teach“ (Know how to teach) beteiligt. Begleitet durch das Teilprojekt „Q-Master: Qualifizierung von Quereinsteiger*innen im Master of Education“ startete im Wintersemester 2016/17 ein Modellstudiengang im Land Berlin, und im Wintersemester 2019/20 wurde bereits die vierte Studienkohorte eingeschrieben. Das Projekt verfolgt das Ziel, Quereinsteiger*innen innerhalb eines viersemestrigen Master of Education für den anschließenden Vorbereitungsdienst zu qualifizieren. Dabei soll ein adäquates Ausbildungsniveau im Vergleich zu regulären Lehramtsstudierenden erreicht werden. Ob dies gelingt, wird im Rahmen der Begleitforschung und Evaluation des Studienganges untersucht. Hierbei liegt das Augenmerk auf der Entwicklung professioneller Kompetenzen von Lehrkräften. Im Fach Physik werden studienbegleitend fachdidaktisches Wissen (FDW), Fachwissen und Überzeugungen erhoben. Erste Ergebnisse zur Entwicklung des FDW werden in diesem Beitrag vorgestellt. Für die erste Kohorte (reguläre Lehramtsmasterstudiere und Q-Masterstudierende) zeigt sich ein Zuwachs des FDW zwischen Beginn und Ende des Lehramtsmasterstudiums
Eine 3D-gedruckte Plasmaelektronenquelle für den Physikunterricht
Get PDFZur experimentellen Untersuchung von geladenen Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern werden im Physikunterricht der Oberstufe zumeist Elektronen- und Fadenstrahlröhren eingesetzt. Diese weisen verschiedene, primär praktische Vorzüge auf, die allerdings mit didaktischen Nachteilen einhergehen. Insbesondere sind die Bestandteile dieser Lehrmittel konstruktionsbedingt unzugänglich, nicht-alltäglich und nicht modifizierbar – einer explorativen, selbsttätigen Beschäftigung der Schülerinnen und Schüler werden somit enge Grenzen gesetzt.Am Schülerlabor S’Cool LAB des CERN wurde daher eine 3D-gedruckte Plasmaelektronenquelle entwickelt, die diese Nachteile überwinden soll: Sie ist kostengünstig, modular und leicht modifizierbar und soll erlauben, auf einfache Weise Experimente zur Strahlerzeugung, -fokussierung und -ablenkung durchzuführen. Ermöglicht wird dies durch den Einsatz einer Plasmaelektronenquelle, die, anders als thermische Elektronenquellen, auch bei vergleichsweise hohen Drücken und in reaktiven Gasen betrieben werden kann
Physikkenntnisse von Studienanfängern des Maschinenbaus – eine Fallstudie der Hochschule Esslingen
No full textIn einen Verbundprojekt der Hochschulen Esslingen, Ulm, Mannheim und Ravensburg-Weingarten wurden in Studiengängen des Maschinenbaus die physikalischen Kenntnisse und Fertigkeiten durch einen Test im Multiple-Choice Format erhoben. Zum einen gibt dieser für die Lehrenden einen Überblick über den Kenntnisstand der Anfängerkohorte und zum anderen zeigt er den Studierenden individuelle Kenntnislücken auf. Durch die weitere Öffnung der Zugangswege zur Hochschule steigt auch der Anteil an Zulassungsberechtigten mit nur geringem Physik-Hintergrund aus dem Sekundarbereich. Insbesondere trifft dies zu auf die vielfältigen Zulassungen »Fachhochschulreife«. Erwartungsgemäß ergeben sich für diese Studienanfänger deutlich schlechtere Testleistungen. Die Belegung der Antwortalternativen liefert Hinweise auf Fehlvorstellungen
Low-Cost Kinemtik-Experimente mit Luftkissenscheiben aus dem 3D-Drucker
Get PDFExperimente zur Kinematik sollen Zusammenhänge zwischen Kraft, Bewegung und Impulsübertragung aufzeigen und vermitteln. Im schulischen Kontext ist es üblich, dass diese Experimente stark idealisiert werden und insbesondere der Einfluss von Reibung so weit wie möglich minimiert wird. Für diesen Zweck werden häufig unhandliche, laute – und vor allem teure – Luftkissenbahnen verwendet. Diese ermöglichen zwar das Experimentieren fast ohne Reibungsverluste, sind jedoch auf die Bewegung in einer Dimension beschränkt und nur als Demonstrationsaufbau geeignet. Mithilfe von Luftkissenscheiben aus dem 3D-Drucker ist es möglich, neben Demonstrationsversuchen auch eine Vielzahl von kostengünstigen Schülerexperimenten durchzuführen, die einen realistischen, zweidimensionalen Zugang zur Mechanik der Stoßprozesse ermöglichen. In diesem Beitrag werden neben möglichen Experimenten auch die Ergebnisse einer Videoanalyse bezüglich der Elastizität der Stöße sowie dem Einfluss der Reibung vorgestellt