PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
Not a member yet
891 research outputs found
Sort by
Strukturbildende Phänomene im Schulunterricht
Get PDFAuf unserer Erde, auf anderen Planeten, ja im gesamten Universum sind unterschiedliche Strukturmuster auffindbar. Die Oberfläche der Sonne weist eine Granulation auf, welche durch die thermische Konvektionsbewegung der Materie verursacht wird. Auch planetare Wolkensysteme können aus Konvektionszellen bestehen. Dies ist eine der möglichen Strukturen, die sich z.B. durch ein thermisches Ungleichgewicht ausbilden können.Ebenfalls zeigen auch Meereswellen Strukturmuster, welche entstehen, wenn Luft und Wasser aneinander vorbei gleiten. Diese Phänomene lassen sich ebenfalls in der Atmosphäre der Erde und auf anderen Gasplaneten beobachten. Strukturmuster entstehen auch, wenn schwerere Materie auf leichterer Materie aufliegt. Durch dieses Phänomen hat etwa der Krebsnebel sein Aussehen erhalten.In diesem Beitrag sollen nur drei strukturbildende Phänomene und ihre Umsetzung in der Schule vorgestellt werden: Die Kelvin-Helmholtz-Instabilität, die Rayleigh-Bénard Konvektion und die Rayleigh-Taylor Instabilität
Authentisches Lernen mit Atemalkoholsensoren im Physikunterricht: Physikalische Grundlagen, Visualisierungen und Experimente
Get PDFAuthentisches Lernen ist ein Ansatz, bei dem der Realitätsbezug und die Lebensnähe besonders wichtig sind. Sie sollen Schülerinnen und Schüler motivieren, sich mit der Anwendung physikalischer Inhalte auseinander zu setzen. Außerdem wird angenommen, dass sie sich positiv auf den Wissenserwerb und die Wissensanwendung auswirken. Eine Möglichkeit für die Umsetzung authentischen Lernens ist das Einbinden von Geräten aus dem Alltag in den Unterricht. Eine didaktische Herausforderung ist dabei, die oftmals komplizierten physikalischen Sachverhalte schülergerecht zu veranschaulichen ohne Einbußen in der Realitätsnähe, im Kontextbezug und in der Authentizität hinnehmen zu müssen.In diesem Beitrag geht es um Atemalkoholmessgeräte aus Halbleitermaterialien. Dazu werden ihre fachlichen und messtechnischen Grundlagen beschrieben. Diskutiert werden anschließend die beiden physikdidaktischen Themen: Authentisches Lernen und Visualisierungen. Bezüglich des authentischen Lernens werden charakteristische Merkmale aufgezeigt. Hinsichtlich der Visualisierungen werden die lernförderliche Darstellung physikalischer Sachverhalte und das Herstellen authentischer Anwendungsbezüge beschrieben und jeweils durch Beispiele konkretisiert. Zuletzt werden einige Experimente vorgestellt, mit denen entweder interessante Kontexte zum Thema Alkohol im Alltag behandelt oder fachliche Grundlagen erschlossen werden können
Didaktische Rekonstruktion der Nukleosynthese schwerer Elemente
Get PDFDie Entstehung schwerer Elemente von Eisen bis Uran bleibt eine der wichtigen physikalischen Fragen des neuen Jahrhunderts. Dass der Ursprung der Materie bislang nicht im vollen Umfang im Unterricht behandelt wird, ist daher naheliegend. Es bietet sich jedoch an, das oft bestätigte Interesse an astrophysikalischen Inhalten zu nutzen und mithilfe der Nukleosynthese inhaltliche Aspekte der Themenfelder Kernphysik und Astrophysik zu verbinden. Aus diesem Anlass wurden in einer wissenschaftlichen Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung Unterrichtsinhalte zum Neutroneneinfang bei der Entstehung schwerer Elemente entwickelt. Neben der Sachanalyse bildet eine Erhebung der Schülervorstellungen zu den Elementen, dem Urknall, den Sternen und der Radioaktivität das Fundament dieser Arbeit. Als Ergebnis werden Leitlinien formuliert und Lernaktivitäten vorgeschlagen, mithilfe derer bestehende Vorstellungen mit einer wissenschaftlichen Sichtweise erweitert werden
Entwicklung und Evaluation modularer Vorlesungseinheiten mit Smartphone-Einsatz
Get PDFIn Deutschland besitzen 96% der 16- bis 19-Jährigen ein eigenes Smartphone, sodass Smartphones nunmehr systematisch auch für die Hochschullehre nutzbar werden. Für die Physik-Lehre erscheinen Smartphones dabei besonders auch als umfassend verfügbares, leistungsfähiges Messinstrument mit vielfältigen Sensoren interessant. In diesem Kontext wurde an der RWTH Aachen die App phyphox (www.phyphox.org) entwickelt. Mit dieser ist es möglich, die vielfältigen Sensoren, die in den meisten modernen Smartphones verbaut sind, in einer App auszulesen. Ein optionaler Fernzugriff auf das Smartphone erweitert dessen experimentelle Einsatzmöglichkeiten deutlich. Zudem kann die Darstellung der Messdaten an die Lerner-Voraussetzungen angepasst werden. Damit bietet die App phyphox ideale Voraussetzungen für einen gezielten Einsatz in der Lehre.Insbesondere ermöglicht die App phyphox die Umsetzung vielfältiger experimenteller Aufgabenstellungen für Studierende. Dadurch können nicht nur die klassischen Übungsaufgaben der Experimentalphysik um experimentelle Aufgaben bereichert werden, sondern es kann auch das Prinzip des Flipped Classroom sinnvoll an die Besonderheiten der Ausbildung in der (experimentellen) Physik angepasst werden. Hierzu werden modulare Vorlesungseinheiten entwickelt, die darauf abzielen, dass die Studierenden als Vorbereitung auf die Vorlesung bereits Experimente zu Hause durchführen können, deren Ergebnisse dann in die Vorlesungsgestaltung einfließen können. Die modularen Vorlesungseinheiten sollen in den Einführungsveranstaltungen zur Physik für verschiedene Studienrichtungen eingesetzt werden
Beschleunigungsverständnis in der Oberstufe
Get PDFDie Beschleunigung ist eine zentrale Größe in der Newton’schen Mechanik und in der Oberstufe des Gymnasiums, aber auch eine schwer zu verstehende Größe. Zumindest bei eindimensionalen Bewegungen und Kreisbewegungen wird sie intensiv im Unterricht behandelt. Im Rahmen einer Staatsexamensarbeit wurden qualitative Aufgaben an 364 Schülerinnen und Schüler aus 20 Klassen an 13 hessischen Gymnasien gestellt und untersucht, nach welchen Vorstellungen die Schülerinnen und Schüler antworten. Betrachtet werden ein- und zweidimensionale Bewegungen und abgefragt werden Graphen, Vorzeichen und Richtungen von Beschleunigungen. Da die Items bereits in verschiedenen früheren Studien verwendet wurden, können Vergleiche angestellt werden, in denen das aktuelle hessische Gymnasium schlecht abschneidet
Interaktive Lernmaterialien mit dem tiptoi-Stift
Get PDFDigitale Vorlesestifte wie z.B. tiptoi, ting oder Anybook Reader sind bei Kindern beliebte Text-Audio-Lerninstrumente. Tippt man mit solchen Stiften auf Stellen in speziellen Büchern oder auf Objekte, werden z.B. Wörter, Sätze oder ganze Texte vorgelesen. Die Technologie beruht auf kleinen optischen Codes (OID-Codes), die durch eine Kamera in den Stiften erfasst werden. Als Rückmeldung auf den Scan eines Codes oder einer bestimmten Kombination von Codes können die Stifte in ihrem Speicher hinterlegte Audiodateien wiedergeben.Weil zusätzliche Informationen auditiv in unterschiedlichem Umfang und in verschiedenen Sprachen als Reaktion auf einfache Algorithmen wiedergegeben werden, sind interaktive Lernmaterialien mit digitalen Vorlesestiften zur Unterstützung von Lernprozessen sowie als Selbstlernmaterialen sehr interessant. In diesem Beitrag werden diesbezügliche Konzepte für den Physikunterricht sowie erste Ergebnisse aus dem Praxiseinsatz vorgestellt
Smartphone-Experimente zu gleichmäßig beschleunigten Bewegungen mit der App phyphox
Get PDFDie Bedeutung von Smartphones in der heutigen Gesellschaft nimmt stetig zu. Fast alle Jugendlichen besitzen ein eigenes Smartphone und nutzen dies täglich. Vielen ist nicht bewusst, welche verschiedenen Sensoren in den modernen Smartphones integriert sind, die insbesondere zur Erfassung verschiedenster (physikalischer) Daten verwendet werden können. Fast alle Sensoren können über die an der RWTH Aachen entwickelte App phyphox (phyphox.org) ausgelesen werden. Zudem bietet diese App die Möglichkeit, Experimente zu editieren, die individuell auf Lerngruppen angepasst werden können. Im Beitrag werden zwei Experimente vorgestellt, die im Bereich der Mechanik für die Sekundarstufe II des Gymnasiums entwickelt wurden und dabei den Einsatz des Smartphones mit der App phyphox nutzen. Konkret sind ein Lehrerdemonstrationsexperiment auf der Luftkissenbahn und ein Schülerexperiment für den freien Fall konzipiert worden, in denen das Smartphone zur Erfassung von Weg-Zeit-Daten dient. In diesem Beitrag werden die App phyphox und die beiden konzipierten Experimente aus physikalischer und didaktischer Sicht dargestellt
Training der Präsentationskompetenz mit stummen Videos
Get PDFAn der LMU München wird ein neues Übungskonzept erarbeitet, mit dem angehende Physiklehrkräfte auf den Einsatz von Demonstrationsexperimenten im Unterricht vorbereitet werden.Wesentliche Bestandteile dieses Konzeptes sind die Verwendung von „stummen“, d.h. unvertonten Videos zu Experimenten der Schulphysik und ein webbasiertes Tool, mit dem diese Videos von den Studierenden nachvertont werden können. Durch die bereitgestellten Videos erhalten die Studierenden Informationen zum Aufbau und zum Ablauf der Versuchsdemonstrationen. Beim Vertonen mit dem bereitgestellten Tool üben die Studierenden die schüler- und fachgerechte, sprachliche Moderation von Experimenten. Mit Hilfe einer Kommentarfunktion, die in der Webplattform implementiert ist, bewerten und kommentieren dann Dozenten und Studierende im Seminar die nachvertonten Moderationen. Die Studierenden erhalten dadurch ein umfassendes Feedback. Dies soll Reflexionsprozesse anregen und die Präsentationskompetenz der Studierenden verbessern. Gleichzeitig lernen sie eine neue, kommunikative Nutzung digitaler Medien kennen, die sie auch selbst später in ihrem Unterricht einsetzen können
Physics by Inquiry - Ein Konzept zur Einführung in die Physik
Get PDFUnter dem Label Inquiry-based sind in den letzten Jahren diverse Lehrkonzepte entwickelt worden. Der hier vorgestellte Lehransatz hat eine Entwicklungsgeschichte, die bis in die 1970er Jahre zurückreicht. Gleichwohl sind Physics by Inquiry wie auch Arnold Arons, auf dessen Grundideen der Ansatz beruht, im deutschsprachigen Raum wenig bekannt. Seine Zielstellung besteht in der Verbesserung des konzeptuellen Physikverständnisses von Studienanfängern. Die hervorstechenden Merkmale sind eine Betonung operationalen Wissens, das Prinzip, physikalische Konzepte in experimenteller Arbeit und unter Verwendung von Alltagssprache zu entwickeln, um es erst dann in Fachtermini zu fassen (ideas first, name later) sowie die aus den Experimenten sich ergebende Notwendigkeit einer intensiven Auseinandersetzung mit Messunsicherheiten. Der vorliegende Artikel beschreibt beispielhaft Facetten dieses Lehrkonzeptes und versucht die Relevanz für die Hochschulausbildung insbesondere in den Lehramtsstudiengängen aufzuzeigen.
Validierung von NDVI-Messungen mit einer modifizierten Digitalkamera – Fernerkundung von Vegetation als Thema des Physikunterrichts
Get PDFDie Satellitenfernerkundung ist eine wichtige und überaus vielseitige Disziplin der angewandten Raumfahrtforschung mit großem Einfluss auf unseren Alltag. Während in den letzten Jahren einige Bemühungen zu beobachten waren, das Thema im Geographieunterricht zu etablieren, blieb die Physik der Fernerkundung auf Grund zu teurer und zu komplexer Technik einem direkten Zugang bislang verwehrt. In diesem Beitrag soll daher eine kostengünstige Kameratechnik, welche sich dazu eignet eigene Messungen zur Fernerkundung von Vegetation durchzuführen, vorgestellt und mit Hilfe von Vergleichsmessungen einer Feldkampagne validiert werden. Abschließend wird auch auf konkrete Möglichkeiten zum Einsatz der Technik in Unterrichtsprojekten eingegangen