PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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Die Beobachtung im Gefüge des Erkenntnisprozesses der Physik
Get PDFEin Blick in die geschichtliche Entwicklung der Physik zeigt, dass die systematische Naturbeobachtung lange Zeit eine herausragende Rolle für die Erkenntnisgewinnung spielte. In der heutigen Fachdidaktik sowie in den Lehrplänen ist die Bedeutung der Beobachtung, als eine Erkenntnismethode der Physik, jedoch auf ein bescheidenes Maß reduziert.Im Beitrag wird aufgezeigt, an welchen Stellen und in welcher Form innerhalb des Erkenntnisprozesses der Physik sich Beobachtungen verorten lassen. Dazu wird der EJASE-Prozess nach Einstein, als eine Darstellung der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise, herangezogen. Anhand ausgewählter historischer Beispiele wird dabei gezeigt, welche Besonderheiten (z.B. persönliche Einflüsse und Überzeugungen oder theoretische Annahmen) bei Beobachtungen zu berücksichtigen sind.Die vielfältigen Beispiele, anhand derer die Bedeutung der Beobachtung deutlich wird, erfordern eine verstärkte implizite Berücksichtigung von Beobachtungsdaten im Schulunterricht sowie explizite Übungen im Beobachten. Damit wird eine wesentliche Erkenntnismethode der Naturwissenschaften nicht nur theoretisch zu vermittelt, sondern auch als methodisches Werkzeug zum Erkunden von Natur und Lebenswelt etabliert
Diagnostische Fähigkeiten fördern im Lehr-Lern-Labor Physik
Get PDFDie Diagnostik von und der Umgang mit fachinhaltlichen Lernschwierigkeiten gehören zu den Aufgaben von Lehrkräften. Um diese bereits im Studium theoriebasiert und mit Praxisbezug zu fördern, werden sie an der Universität Duisburg-Essen in einer fachdidaktischen Lehrveranstaltung behandelt, die ein Seminar mit Praxisphasen kombiniert. Die Auseinandersetzung der Studierenden mit der Thematik erfolgt zunächst theoretisch und anhand vorgegebener Praxisbeispiele (Textvignetten), im Verlauf der Veranstaltung zunehmend bezogen auf eigene praktische Erfahrungen. Die praktischen Erfahrungen sammeln die Studierenden in einem Lehr-Lern-Labor, in dem sie vorgegebene, adaptierte bzw. selbst entwickelte Unterrichtseinheiten mit kleinen Schülergruppen erproben. Die Entwicklung der Fähigkeiten der Studierenden wird über die gesamte Veranstaltung hinweg qualitativ untersucht. Als Datenquellen werden die im Verlauf der Veranstaltung von den Studierenden bearbeiteten Textvignetten, Videoaufnahmen und schriftliche Reflexionen sowie Fragebogendaten genutzt und aufeinander bezogen analysiert
Experimentieren im Physikunterricht: Wechselwirkung zwischen Überzeugungen von Lehrkräften und unterschiedlichen Experimentiersituationen
Get PDFIm Rahmen einer umfangreichen Längsschnittstudie zum Kompetenzerwerb im Physikunterricht (KoPhy) wurde unter anderem der Lernzuwachs durch unterschiedliche Experimentiersituationen untersucht. Aktuelle Forschungsergebnisse lassen die Vermutung gerechtfertigt erscheinen, dass nicht das Experimentieren an sich – als Schülerexperiment oder als Demonstrationsexperiment – für den Lernerfolg ausschlaggebend ist. Vielmehr scheint eine Wechselwirkung zwischen der jeweilig unterrichtenden Lehrkraft und der Experimentiersituation zu bestehen. In der hier vorgestellten Studie wird versucht, diese Wechselwirkung mit Hilfe der physikbezogenen Überzeugungen der Lehrkräfte zu erklären. In diesem Beitrag werden erste Ergebnisse präsentiert und mögliche Konsequenzen für die Unterrichtsgestaltung sowie die Physiklehrerausbildung diskutiert
Implementation fachdidaktischer Innovation am Beispiel des Münchener Unterrichtskonzepts zur Quantenmechanik
Get PDFZu den Aufgaben fachdidaktischer Forschung gehört die Verbesserung von Lehr-Lern-Prozessen auf Grundlage von empirischen Forschungsergebnissen. Ein möglicher Weg, solche Innovationen an Schulen zu implementieren, verläuft über die Bereitstellung von Unterrichtsmaterialien. Allerdings liegen bisher nur wenige Erkenntnisse zu ihrer Nutzung vor.Ziel der vorgestellten Studie ist es daher, mehr über die Wirkmechanismen bei der Implementation von Unterrichtsmaterialien herauszufinden. Dazu werden zehn Lehrkräfte, welche das Münchener Unterrichtskonzept zur Quantenmechanik zur Verfügung gestellt bekommen, im Unterricht begleitet. In zwei Interviews zu Beginn und am Ende einer Unterrichtsreihe zur Quantenmechanik werden mögliche Einflussfaktoren der Materialnutzung erfragt. Um zudem die Implementation genauer zu untersuchen, werden drei Unterrichtsstunden videographiert und durch Stimulated Recall-Interviews Hintergründe zu den Entscheidungen der Lehrkräfte abgefragt.Aus den Ergebnissen der Pilotierungsinterviews lässt sich ableiten, dass Lehrkräfte oftmals nur Teile des bereitgestellten Konzepts umsetzen
Design-Based Research: Elektrizitätslehre mit Potenzial und Kontexten EPo-EKo
Get PDFElektrizitätslehre ist ein wichtiges Thema im Physikunterricht, das ein hohes Maß an Modellbildung erfordert. Die fachdidaktische Forschung der letzten Jahrzehnte liefert zahlreiche Erkenntnisse über Alltagsvorstellungen und Lernhindernisse. Empirische Untersuchungen zeigen allerdings auch, dass eine lernwirksame Umsetzung dieser Erkenntnisse im konventionellen Unterricht nur selten stattfindet. Design-Based Research bietet hier einen möglichen Ansatz, Lernumgebungen forschungsbasiert zu entwickeln, zu evaluieren und gleichzeitig Theorien über bereichsspezifisches Lernen weiterzuentwickeln. In diesem Beitrag wird die vorgesehene Umsetzung des Design-Based Research Projektes EPo-EKo zur Elektrizitätslehre vorgestellt. Das Projekt basiert auf dem Unterrichtskonzept des Elektronengasmodells der Goethe-Universität Frankfurt und den Erkenntnissen zu Kontexten im Physikunterricht. Geplant ist ein 2 x 2 Design (mit/ohne Elektronengasmodell, mit/ohne Kontextorientierung), wobei die gleichen Lehrkräfte traditionell, mit einer Intervention und mit beiden Interventionen unterrichten. Dabei soll das Verständnis der Schüler_innen, ihr Interesse und Selbstkonzept erhoben werden sowie das PCK der Lehrkräfte
Tagungsband der Beiträge 2017 als pdf
Get PDFDer Tagungsband 2017 kann auch als Gesamt-PDF heruntergeladen werden (33 MB)
Fehlvorstellungen bei Studienanfängern: Was bleibt vom Unterricht der Sekundarstufe I?
No full textWir haben 181 Studienanfänger der Fächer Physik und Sachunterricht zu einfachen physikalischen Sachverhalten befragt. Die Untersuchung zeigt, dass viele Vorstellungen, die für Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I bekannt sind, über die Schulzeit hinaus persistieren. Es lässt sich zumeist eine deutliche Abhängigkeit von der schulischen Vorbildung bzw. dem Interesse an physikalisch-naturwissenschaftlichen Themen ablesen. Es zeigt sich deutlich, dass an der Hochschule nachjustiert werden muss. Insbesondere muss verhindert werden, dass nicht-aufgearbeitete Fehlvorstellungen der angehenden Lehrerinnen und Lehrer noch den späteren Unterricht beeinflussen und so weiter tradiert werden
Weiterentwicklung eines Testinstruments zum einfachen Stromkreis
Get PDFNach dem Unterricht haben viele Schüler/innen Schwierigkeiten mit dem Verständnis der Elektrizitätslehre. Auch wenn es einige Testinstrumente zu diesem Thema gibt, wird in diesen die Spannung wenig behandelt. Daher wurde der Test von Urban-Woldron und Hopf (2012) um Items zur Spannung ergänzt sowie insgesamt optimiert. Mithilfe eines Leitfadenkatalogs wurden neun Schüler/innen aus Wien im Alter von 14 bis15 Jahren zu einfachen Stromkreisen mit dem Schwerpunkt Spannung befragt. Aus den Antworten der Schüler/innen kristallisierten sich verschiedene Vorstellungen heraus, die zusammengefasst wurden und als Basis für die Entwicklung von zweistufigen Testitems dienten. Die erste Stufe bezieht sich auf die Konzepte der Schüler/innen und die zweite Stufe fragt nach den Erklärungen. Der daraus entstandene Multiple-Choice Test wurde mehreren Klassen in Österreich und Deutschland vorgelegt und ausgewertet. Die Ergebnisse wurden einer Rasch-Analyse unterzogen, um lineare Werte der Item-Schwierigkeiten zu erhalten. Das neu entwickelte Testinstrument wird aktuell für die Überprüfung der Wirksamkeit mehrerer Unterrichtskonzepte zur Elektrizitätslehre verwendet
Umfrage zu den Lehr/Lernzielen in physikalischen Praktika
Get PDFDer Aufwand, der den vielen Studierenden für ein erfolgreiches Durchlaufen der physikalischen Praktika abverlangt und von diesen als hoch eingeschätzt wird, rechtfertigt sich aus dem erwarteten Ertrag, der mit diesem Lehrveranstaltungstyp verbunden ist. Ob dieser Lernerfolg realisierbar ist, hängt sicher nicht zuletzt davon ab, ob die Inhalte und Methoden der jeweiligen Adressatengruppe angemessen sind. Sehr wichtig ist aber auch die Frage, ob die an die Lehrveranstaltung gestellten Lehr/Lernziele stimmig sind, zum Ausbildungsstand der Studierenden passen und schließlich, ob die Organisation und inhaltliche Ausgestaltung der Praktika zu den Zielen, die in aller Regel von den Verantwortlichen der Lehrveranstaltung vorgetragen und vertreten werden, passen. Hier wird eine Umfrage und deren Analyse präsentiert, in der Praktikumsleiterinnen und -leiter ihre Ziele und deren Wertigkeit aus einer abgestimmten Liste ausgewählt haben. Dies beschreibt den Ist-Zustand der in Praktika verfolgten Ziele aus deren Sicht und ist damit als ein erster Schritt einer Untersuchung von Ausbildungszielen der Physikpraktika im deutschen Sprachraum zu verstehen. Es zeigt sich jedoch bereits jetzt, dass strukturelle und inhaltliche Besonderheiten unterschiedlicher Praktika signifikant sind. Die Auswertung liefert ein aktuelles Bild der inputorientierten Lernziele physikalischer Hochschulpraktika und kann unter anderem Entscheidungsträgern bei der Erstellung von Curricula als Diskussionsgrundlage dienen. Bezüglich der Anfängerpraktika ist zudem ein Vergleich der Lehrenden- mit der Studierendenperspektive angeschlossen
Schutz vor Strahlung – Abschirmung durch Aluminium - Ist die Bestimmung des Massenabschwächungskoeffizienten von Aluminium mit einer Mischprobe bestehend aus: Cs-137, Am-241 und Sr-90 mit einem Geiger-Müller-Zählrohr möglich?
Get PDFExperimente zur Abschirmung von ionisierender Strahlung sollten in keinem Anfängerpraktikum fehlen, um den Studierenden die Abschirmung (durch Absorption) als eines der Hauptprinzipien des Strahlenschutzes zu vermitteln. Eine besonders interessante Fragestellung für ein Experiment zu diesem Thema, ist die Bestimmung des Massenabschwächungskoeffizienten eines Gamma-Strahlers durch Aluminium. Da nicht jedes Grund- oder Anfängerpraktikum über geeignete reine Gamma-Präparate verfügt, wurde im Anfängerpraktikum der Fakultät für Physik an der Universität Wien eine Alternative gesucht und erprobt. Wir befassten uns mit der Frage, ob ein bereits vorhandenes, genehmigungspflichtiges Alpha/Beta/Gamma-Mischpräparat, bestehend aus Am-241, Sr90 und Cs-137 genauso geeignet ist, wie ein reines Cs-137 Präparat, um den Massenabschwächungskoeffizienten von Cs-137 durch Aluminium hinreichend zuverlässig zu bestimmen. Je nach Aufbau der Messapparatur lassen sich die vielfältigen Wechselwirkungen mit Materie und die Auswirkung der Proben- und Apparaturgeometrie eindrucksvoll zeigen. Mit je einem Kollimator an Probe und Zählrohr lässt sich der Literaturwert quantitativ bestimmen, aber selbst mit einfachem und kostengünstigen Aufbau (die Bearbeitung von Blei wird in vielen hauseigenen Werkstätten nicht mehr durchgeführt) sind zuverlässig wiederholbare Ergebnisse in der entsprechenden Größenordnung messbar