PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
Not a member yet
891 research outputs found
Sort by
Videoclips als Musterlösungsformat
Get PDFFreiwillige Fachtutorien erreichen aus unterschiedlichen Gründen nicht alle Studierenden. Allein der subjektive Eindruck, dass zu wenige Ressourcen seitens der Hochschule (Übungsräume, studentische Tutoren, lückenlose Stundenplanpassung) oder der Studierenden (Zeit, Motivation) zur Verfügung stünden, führt zu Absenzen bei freiwilligen Präsenztutorien. Um die empfundenen und realen Begrenzungen dieser Veranstaltungen zu verringern, wurden für den Studiengang Maschinenbau die Musterlösungen der Übungsaufgaben Physik und Mathematik in Form von Videoclips erstellt und über die Lernplattform Moodle für alle Studierende des Semesters bereitgestellt. Die Clips beziehen sich jeweils auf eine Teilaufgabe und besitzen die Länge eines typischen Youtube-Tutorials. In etwa 5 Minuten bieten sie dem Zuschauer einen Lösungsweg zu den jeweiligen Übungsaufgaben. Die Studierenden können die Clips alternativ oder ergänzend zur Präsenzveranstaltung nutzen. Bei der Erstellung der Clips wurde auf den Einsatz von Spezialeffekten wie Animationen etc. zugunsten einer effizienten Produktion verzichtet, so dass eine einzelne Lehrperson pro Stunde etwa 10 bis 20 Minuten Videoclips aufzeichnen kann. Die Auswertung der Zugriffszahlen auf die Clip-Dateien ermöglicht eine aufgabengenaue Ermittlung der aktiven Nutzer. Im Betrag wird eine vorläufige Auswertung der Teilnehmerzahl und der Korrelation zwischen Klausurergebnis und Nutzungsgrad präsentiert
Das Elektronengasmodell aus Sicht der Lehrkräfte
Get PDFIm Rahmen einer Design-Based-Research-Studie (DBR) unterrichteten 14 Lehrkräfte aus dem Frankfurter Raum ihre Klassen nach einem Unterrichtskonzept auf Basis des Elektronengasmodells. Die Grundidee dieses Unterrichtskonzepts für die Sekundarstufe I, das aufbauend auf Erkenntnissen aus Teaching Experiments entwickelt wurde, besteht darin, das elektrische Potenzial mit dem Luftdruck bzw. einem „elektrischen Druck“ im Leiter zu vergleichen und die elektrische Spannung so als „elektrischen Druckunterschied“ einzuführen.In der Studie wurde ein für DBR-Projekte typischer multiperspektivischer Ansatz („Triangulation“) verfolgt, der neben einer quantitativen auch eine qualitative Evaluation des Unterrichtskonzepts vorsieht. Hierzu wurden im vorliegenden Fall die schulpraktischen Erfahrungen der Lehrkräfte mit dem neuen Unterrichtskonzept erhoben. Dabei zeigte sich, dass die Lehrkräfte dem Unterrichtskonzept grundsätzlich eine hohe Lernförderlichkeit bescheinigen, jedoch insbesondere in Bezug auf die Erklärung von Reihenschaltungen mit Hilfe von Übergangszuständen noch Verbesserungsbedarf sehen. Insgesamt 12 der 14 Lehrkräfte geben an, auch in Zukunft auf Grundlage des Elektronengasmodells unterrichten zu wollen
Wie man den Lernschwierigkeiten im Physikunterricht wirksam begegnen kann. Ergebnisse aus 50 Jahren fachdidaktischer Forschung
Get PDFDas Lernen von Physik bereitet erhebliche Schwierigkeiten. Darauf wurde bereits vor mehr als 100 Jahren in der fachdidaktischen Literatur hingewiesen. Bis etwa 1950 sah man in der intuitiven und aus der Lehrerfahrung begründeten Entwicklung von Sachstrukturen und Experimenten die er-folgversprechende Lösung. Mit der „kognitiven Wende“ vor etwa 50 Jahren erfolgte ein grundle-gender Wechsel hin zu einer informationsverarbeitenden Auffassung: die Lernschwierigkeiten wurden nun vor allem auf die vorunterrichtlichen Wissens- und Denkstrukturen der Schülerinnen und Schüler und die darauf basierende Informationsverarbeitung zurückgeführt. Die Untersuchung der Schülervorstellungen und Lernschwierigkeiten und die darauf fußende parallel erfolgende Ausarbeitung und Evaluation von Unterrichtskonzepten wurde ein zentrales Forschungsfeld der Physikdidaktik. Diese Forschungen und Entwicklungen haben inzwischen zu einer Reihe von erfolgreichen Unterrichtskonzepten geführt. Theoretisch fundiert wird diese Forschungsrichtung durch eine moderat-konstruktivistische Sicht auf das Lehren und Lernen und die Entwicklung verschiedener Theorien des Conceptual Change
Entwurf einer phänomenbasierten Modellmethode
Get PDFIm Physikunterricht sollen die Lernenden von ihrer alltäglichen Phänomenwelt zur wissenschaftlichen Modellwelt übergehen. Hierbei steht die Lehrperson vor der Entscheidung, ob sie einen phänomenbasierten Unterricht oder einen modellorientierten Unterricht durchführt. Beim phänomenbasierten Unterricht stehen die Phänomene im Mittelpunkt; auf erklärende Modelle wird verzichtet. Beim modellorientierten Unterricht stehen erklärende Modelle im Mittelpunkt; die Phänomene werden kaum erkundet. Wie können Lernende die Phänomenwelt und Modellwelt gleichermaßen kennenlernen und von ersterer zu letzterer übergehen? Die Lehrperson kann die phänomenologische Methode und die Modellmethode zu einer phänomenbasierten Modellmethode vereinen. Am Beispiel der Linsenabbildung und Spektroskopie wird gezeigt, wie die phänomenbasierte Modellmethode angewandt werden kann
Kumulatives Lehren und Lernen im Lehramtsstudium Physik - Entwicklung eines Modells zur professionsorientierten Fachausbildung von Physiklehrkräften
Get PDFDie physikalische Fachkompetenz angehender Physiklehrkräfte passt häufig nicht zu den Anforde-rungen des Physikunterrichts der Schule (Merzyn, 2017). Dies stimmt mit dem Befund überein, dass schulrelevantes Fachwissen erst im Referendariat erworben wird (Borowski et al., 2011). Zudem weisen Physik-Lehramtsstudierende auch nach dem Studium Alltagsvorstellungen auf (Abell, 2007). Um diese Problemlage zu bearbeiten, wird an der PH Ludwigsburg ein Ansatz für Fachver-anstaltungen entwickelt, der mit Hilfe kumulativen Lehrens und Lernens physikalischer Grundkon-zepte den Aufbau eines schulbezogenen und damit professionsorientierten physikalischen Fachwis-sens ermöglichen soll. Auf Basis lernpsychologischer Positionen zum kumulativen Lernen wurde ein spezielles Modell ‚Kumulatives Lehren und Lernen im Lehramtsstudium Physik‘ entwickelt, an dem die Fachveranstaltungen ausgerichtet werden. Im vorliegenden Artikel wird dieses Modell vor-gestellt. Dazu werden zunächst die Lernmodelle von Gagné (1968), Ausubel (1968), Wittrock (1974) und Lee (2012) analysiert und zentrale Aspekte herausgearbeitet. In diesen Modellen lässt sich ein gemeinsamer Nenner für die Beschreibung von Lernprozessen finden, welcher das kumula-tive Lernen charakterisiert. Die fachlichen Anforderungen an eine Physiklehrkraft definieren weitere Aspekte für kumulatives Lernen: Insbesondere haben wir das Erlernen flexibel anwendbarer physi-kalischer Grundkonzepte in den Mittelpunkt des fachlichen Lernens für die Schule gestellt. Dies führt schließlich zu dem Modell einer kumulativen Hochschullehre für das Lehramtsstudium Physik
Implementierung modellbildender Lernangebote in das physikalische Praktikum
Get PDFModellbildung ist neben der Durchführung von Experimenten ein wesentlicher Schritt natur-wissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung. Die Erfahrung zeigt, dass das Experimentieren und vor allem das Interpretieren der gewonnen Daten schwerfällt, wenn das physikalische Modell nicht verstanden wurde, das dem Experiment zugrunde liegt. Das Durcharbeiten einer her-kömmlichen Versuchsbeschreibung im Vorfeld des physikalischen Praktikums ist für eine eingehende Auseinandersetzung mit den relevanten Modellen nicht ausreichend. In dem von der Joachim Herz Stiftung geförderten Lehrvorhaben wird zur Vorbereitung auf Versuche zur geometrischen Optik im physikalischen Praktikum eine online Lernumgebung eingesetzt, die Modellbildung innerhalb der Dynamischen Geometrie-Software GeoGebra ermöglicht und zum virtuellen Experimentieren an mehreren Modellen auffordert. Im Rahmen einer explora-tiven Evaluationsstudie soll hierbei geklärt werden, wie und durch welche Einflussfaktoren sich der Einsatz digitaler Modellexperimente auf das Fachwissen einerseits und die Handlun-gen im Praktikum andererseits auswirkt
Grundlegende empirische Ergebnisse einer Studie zum Elektronengasmodell
No full textDas Ziel des Elektronengasmodells besteht darin, den Lernenden eine anschauliche Vorstellung des Potenzial- und Spannungsbegriffs zu vermitteln, da sonst ein angemessenes Verständnis elektrischer Stromkreise nur schwer zu erreichen ist. Ein auf dem Elektronengasmodell basierendes Unterrichtskonzept wurde im Rahmen einer mit 790 Schülern durchgeführten Studie im Schuljahr 2015/16 im Frankfurter Raum empirisch evaluiert. Die Studie folgte einem Prätest-Posttest-Treatment-Kontrollgruppen-Design und verwendete als Testinstrument einen psychometrisch ausgereiften zweistufigen Multiple-Choice-Test, der auch die Erhebung von typischen Fehlvorstellungen erlaubt. Die Ergebnisse der Studie sind äußerst vielversprechend: Die nach dem neuen Konzept unterrichteten Schüler entwickeln nicht nur ein deutlich besseres konzeptionelles Verständnis, sondern hatten verglichen mit ihren traditionell unterrichteten Mitschülern auch einen mehr als doppelt so hohen Lernzuwachs. Die Idee hinter dem Unterrichtskonzept sowie die grundlegenden Ergebnisse der empirischen Studie werden im Folgenden genauer vorgestellt.
Diagnostik experimenteller Vorgehensweisen am Beispiel eines Versuchs zur Radioaktivität
Get PDFDer in Bildungsstandards und Kernlehrplänen ausgewiesene Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist wesentlich geprägt vom Experimentieren als wichtiger Methode naturwissenschaftlichen Arbeitens. Allerdings sind experimentelle Kompetenzen aktuell nicht vollständig abprüfbar, wobei speziell die Durchführung der Experimente nur mangelhaft erfasst wird (vgl. Schreiber, 2012). Um diese Diskrepanz abzubauen, wurden typische Versuchsverläufe in einem Experiment zur Radioaktivität im Physikpraktikum der RWTH Aachen im WS 16/17 (ca. N = 360) dokumentiert, wofür zwei Messinstrumente zum Einsatz kamen: Einerseits erlaubt die Protokollierung der Versuche mit Smartpens eine zeitökonomische Identifizierung und Erfassung prozessrelevanter Abläufe und Situationen (vgl. Büsch, 2016). Andererseits wurde ein objektfokussiertes Messinstrument entwickelt, das die Objektdaten im Experiment sammelt, die eine Rekonstruktion der experimentellen Abläufe ermöglichen. Die Kombination der beiden Messinstrumente verspricht einen tiefen Einblick in die individuellen Vorgehensweisen der Probanden. Gleichzeitig sind die Methoden mit limitiertem Auswerteaufwand verbunden, sodass auch größere Probandenzahlen untersucht werden können. Dies eröffnet Zugang zu einem breiten Spektrum experimenteller Strategien, die miteinander verglichen werden können. Im Vortrag werden die aufgenommenen Daten präsentiert sowie Methoden und erste Ergebnisse ihrer Auswertung demonstriert
Eigenwerte und Eigenvektoren aus geometrisch-algebraischer Perspektive
Get PDFMit Hilfe der Geometrischen Algebra lässt sich eine an physikalischen und physikdidaktischen Setzungen orientierte moderne Lineare Algebra konstruieren, die auf vorangegangenen Frühjahrstagungen in Wuppertal und Hannover vorgestellt wurde. Diese moderne Lineare Algebra beruht auf einem konzeptuellen Gleichklang algebraischer und geometrischer Deutungen, wobei die Koeffizientenmatrix Linearer Gleichungssysteme durch Koeffizientenvektoren ersetzt wird. Die Lösung eines Linearen Gleichungssystems ergibt sich dann durch Volumenvergleich der durch die Koeffizientenvektoren aufgespannten (Hyper-)Parallelepipede bzw. Parallelotope.Dieser physikdidaktisch motivierte Ansatz wird nun in einer weiteren Ausarbeitung auf Eigenwerte und Eigenvektoren übertragen. Dieser Zugang wird unter Einbezug von Beispielen aus der Unterrichtspraxis im fachhochschulischen Rahmen vorgestellt und diskutiert.
