PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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"Big Data" im Physikunterricht mit Handy und Tablet-PC
Get PDFModerne Smartphones und Tablet-PCs haben eine Reihe von fest eingebauten Sensoren, die zur intuitiven Bedienbarkeit der Geräte erheblich beitragen. Es gibt inzwischen eine Vielzahl von Beiträgen, die zeigen, wie die Sensordaten über unterschiedliche Programme ("Apps") auch für den Physikunterricht genutzt werden können.Hier wird ein System vorgestellt, mit dem die Sensoren eines Android-Gerätes direkt ausgelesen werden. Durch hohe Abtastrate stehen verhältnismäßig viele Rohdaten zur Verfügung, die dann auf verschiedene Fragestellungen hin ausgewertet werden können. Durch die Möglichkeit, die Daten auf einen Server zu laden stehen diese prinzipiell auch allen Lernenden zu Verfügung.Die Verfügbarkeit und Nutzung eines populären Gerätes, die Qualität der Sensoren und die einfache lokale oder dezentrale Speichermöglichkeit der Daten ermöglichen so die exemplarische Thematisierung eines Auswertungs- und Interpretationsprozesses für (relativ) große Datenmengen
Cognitive Load und Aufgabenmerkmale - Verwendung von Zusatzfragen bei authentischen Problemen -
Get PDFZiel der vorgestellten Vorstudie ist es, einen Beitrag zu der Frage zu liefern, ob es durch Angabe von allgemeinen Lösungsstrategien möglich ist, den Erfolg von Schülerinnen und Schülern beim Lösen von Physikproblemen zu beeinflussen. Hierzu haben wir eine Studie mit 84 Schülerinnen und Schülern durchgeführt, die ein Problem in einem authentischen Kontext entweder mit, oder ohne unterstützender Zusatzfragen lösen sollten. Neben der Leistung beim Lösen erheben wir die kognitive Belastung sowie die aktuelle Motivation und untersuchen, ob diese Mediatorfunktionen bezüglich des Erfolgs ausfüllen. Um trotz der geringen Anzahl an Probanden Aussagen treffen zu können, wurden die Gruppen bezüglich zwölf Personenvariablen (u.a. Vorwissen, Leseverständnis, Vornoten) parallelisiert. In unserer Studie ergeben sich keine signifikanten Einflüsse der Verwendung von Zusatzfragen. Die verwendeten kurzen Maße für die kognitive Belastung und aktuelle Motivation konnten überprüft werden. Zudem zeigte sich, dass die kognitive Belastung einen wichtigen Einflussfaktor auf die Leistung im Problemlöseprozess darzustellen scheint.
Integrativer Einsatz realer und interaktiver digitaler Repräsentationen in der Physik
Get PDFDie Wissensvermittlung in der Physik befindet sich im Spannungsfeld zwischen der Berücksichtigung realer Experimente und Phänomene sowie dem nutzbringenden Einsatz digitaler Medien. Das Projekt Real:Digital – die Integration zweier Welten (nf. Real:Digital) untersucht das Potential der integrativen Nutzung dieser zunächst isoliert erscheinenden Repräsentationsformen. Der Beitrag beschreibt die theoretische Grundlage des Projektes und verdeutlicht das Potential anhand eines Best Practice-Beispiels. Eine grundlegende Theorie zur Nutzung multipler Repräsentationsformen stellt die Cognitive Theory of Multimedia Learning (nf. CTML) dar. Diese Theorie beschreibt kognitive Lehr-Lernprozesse im Kontext multipler Repräsentationen. Aufgrund der ausschließlichen Berücksichtigung von Sprache und Visualisierungen innerhalb der aus den Bildungswissenschaften stammenden CTML, lässt sich jedoch kein unmittelbarer Bezug zu realen Repräsentationen als naturwissenschaftsspezifischer Medienform herstellen. Der Beitrag beschreibt diesbezüglich die Entwicklung einer Erweiterung der CTML. Die Anwendung der erweiterten Theorie wird dann in Form des Best Practice-Beispiels Magnetismuswaage zur Demonstration dia- und paramagnetischer sowie elektrischer Stoffeigenschaften dargestellt
Flipped Classroom im Physikunterricht der Oberstufe
Get PDFDer Flipped Classroom ist eine methodische Großform, die häusliches eLearning mit schulischem Präsenzlernen kombiniert. Dabei bereiten sich Schülerinnen und Schüler durch online verfügbare Lernvideos zuhause auf den Unterricht vor. In der Schule steht dann die Anwendung und Vertiefung des neu erworbenen Wissens im Zentrum. Somit wird mehr Freiraum für die Festigung und Anwendung des Wissens im Unterricht geschaffen. Die Studie untersucht im quasi-experimentellen Pre-/Post-Design mit Kontrollgruppe (N = 151) die Anwendung des Flipped Classrooms im Physikunterricht der Sekundarstufe II. Die Forschungsfragen richten sich auf die Lernwirksamkeit des Flipped Classrooms, ihre Auswirkung auf Interesse und Motivation der Schülerinnen und Schüler sowie auf modulierende Faktoren. Über einen Zeitraum von acht Schulwochen wurde die Unterrichtsreihe „Induktion und elektromagnetischer Schwingkreis“ von mehrern Lehrkräften konventionell und in enger Synchronisation unter Erteilung regelmäßiger Hausaufgaben unterrichtet. Der Treatmentgruppe dienten 16 von den Lehrkräften erstellte Lernvideos, die eng an die Inputphasen des konventionellen Unterrichts angelehnt waren, als häusliche Vorbereitung. Mit Hilfe eines Pre-/Post-Fragebogens und eines Pre-/Post-Fachwissenstests wurden die relevanten Daten erhoben
Das Seifenboot im Lichte der Grenzflächenphysik
Get PDFDer Antrieb des Seifenboots beruht auf einem Vorgang, der bestimmte Inhaltsstoffe der Seife auf der Oberfläche des Fahrwassers verteilt. Die hier dargestellten Analysen verschaffen Einblicke in sein Zustandekommen, seine Beschaffenheit und die damit verbundene Energetik. Darüber hinaus wird mit der Herleitung einer Bewegungsgleichung ein Weg eröffnet, die Reichweite eines Seifenboots zu bestimmen
Aktuelle Schülerrahmenkonzepte zur Energie
Get PDFDass Präkonzepte relevant für den Unterricht sind, ist seit den großenUntersuchungen zu Schülervorstellungen in den 80er Jahren bekannt.Da neuere Untersuchungen von Schülerassoziationen zur Energie gezeigthaben, dass in den letzten 30 Jahren ein Wandel vom Treibstoffals Primärvorstellung hin zum elektrischen Strom vollzogen wurde,liegt es nahe, dass auch in der Tiefenstruktur der Schülervorstellungen,den Rahmenkonzepten, ein ähnlicher Wechsel stattgefunden habenkönnte. Im Hinblick auf Situationen, in denen SchülerInnen erstmaligKontakt mit einem Lerngegenstand haben, ist es wichtig, dieaktuellen Präkonzepte genauer zu untersuchen. In Schülerinterviewsließen sich nun zwei neue Schülerrahmenkonzepte beschreiben
Schülerinnen und Schüler entdecken Gravitationswellen mithilfe von Computerexperimenten
Get PDFDie aktuelle Entdeckung der Gravitationswellen ist eine für Schülerinnen und Schüler spannende Gelegenheit, etwas über Einsteins Theorie der Dehnung der Raumzeit zu erfahren. Mit Modellversuchen, Computerexperimenten, kognitiven Konflikten und Modellbildungen erschließen sich die Lernenden schrittweise das Thema. Ausgehend von ihren Kenntnissen entdecken sie, warum die Raumzeit gedehnt wird, warum beschleunigte Massen Gravitationswellen aussenden, wie man die dabei wichtigen Formeln gewinnt und für Computerexperimente nutzt. Mit diesen Computerexperimenten bilden die Lernenden das gemessene Gravitationswellensignal nach und überprüfen so ihre durch eigenständige Aktivität entwickelte Theorie selbstkritisch
Seminarentwicklung, Umsetzung und Evaluation des forschenden Lernens im Lehr-Lern-Labor
No full textDie Projekte „Schülerlabore als Lehr-Lernlabore: Forschungsorientierte Verknüpfung von Theorie und Praxis“ (gefördert durch die Deutsche Telekom Stiftung) sowie das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „K2teach: Erprobung von Handlungsstrategien in Lehr-Lern-Laboren“, zielen darauf ab, die Lehrkräftebildung an Hochschulen zu optimieren und den Praxisbezug des Studiums zu verbessern. Ziel der im Beitrag beschriebenen Teilprojekte ist es, Lehr-Lern-Formate zu entwickeln und zu evaluieren, die Grundschulpädagogik-Studierenden Forschendes Lernen im zyklischen Prozess ermöglichen [1]. Dies wird umgesetzt durch die Entwicklung und Evaluation sogenannter Lehr-Lern-Labor-Seminare (LLLS)
Akustik im Alltag von Fledermäusen. Konzeption von Experimenten zur Thematik "Ultraschall" für einen kompetenzorientierten Physikunterricht
No full textDer momentan an allen bayerischen allgemeinbildenden Schulen (sowie Wirtschaftsschulen und beruflichen Oberschulen) gültige Lehrplan wird derzeit im Auftrag des bayerischen Kultusministeriums vom Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung überarbeitet. Ziel der Überarbeitung ist der neue LehrplanPLUS. Dieser will den aktiven Wissenserwerb der Schülerinnen und Schüler fördern und ihnen die Fähigkeit geben, erlerntes Wissen in den Alltag zu übertragen. So sollen prozessbezogene Kompetenzen in den Bereichen „Erkenntnisgewinn“, „“Kommunikation“ und „Bewertung“ vermittelt werden. Hierdurch sollen die Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz im neuen bayerischen LehrplanPLUS umgesetzt werden.Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurden Experimente und kompetenzorientierte Aufgabenstellungen zur Thematik „Ultraschall“ konzipiert für einen Physikunterricht gemäß den Vorgaben des LehrplanPLUS. In diesem Artikel wird zunächst die Grundidee der Aufbereitung der Thematik vorgestellt; exemplarisch werden fünf der insgesamt 17 Experimente und Aufgabenstellungen beschrieben
Interesse an Physik - in Salzburgs Neuen Mittelschulen
Get PDFInteresse stellt einen der entscheidenden Prädiktoren für den Erfolg in den MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) dar, welche in den letzten Jahren vermehrt versucht wurden zu fördern, dar. Doch wie ist das aktuelle Interesse von Schülerinnen und Schülern an Physik?In dieser Teilstudie wurden an vier Neuen Mittelschulen in Salzburg (Österreich) 301 Schülerinnen und Schüler (n♀=151, n♂=155; 7. und 8. Schulstufe) befragt und folgende Bereiche erhoben: Interesse an Physik, Tätigkeiten im Physikunterricht, Experimente im Physikunterricht, Interesse an verschiedenen Unterrichtsfächern, Physik in den Medien, Selbsteinschätzung und Einflussfaktoren im Unterrichtsfach Physik, Berufswunsch, Relevanz des Physikunterrichts und Genderthematik in den Naturwissenschaften.Die Ergebnisse dieser Studie korrelieren in vielen Punkten mit der Pilotstudie des Vorjahres und erweitern diese um einige Ergebnisse. So konnte unter anderem bestätigt werden, dass vor allem handwerklich-aktive Tätigkeiten das Interesse fördern, wohingegen physikalisch-wissenschaftliche Tätigkeiten weniger beliebt sind. Es zeigt sich, dass es von der 7. bis zur 8. Schulstufe zu einem allgemeinen Rückgang des Interesses kommt, wobei Schüler ein größeres Interesse an den MINT-Fächern zeigen als Schülerinnen. Die hohe Beliebtheit des Unterrichtsfaches aus dem Vorjahr konnte jedoch nicht erneut erreicht werden