PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
Not a member yet
891 research outputs found
Sort by
Experimentieren aus der Ferne: optische Spektrometrie über das Internet
Get PDFSeit Bohr die Beziehung zwischen optischen Spektren und der Struktur der Atomhülle entdeckt hat, ist die Spektrometrie eine bedeutende Anwendung in Physik und Chemie. Außerdem ist die Analyse von Spektren wichtig für die Betrachtung optischer Wellenphänomene und das Verständnis der Farbwahrnehmung. Schülerinnen und Schüler sollten die Möglichkeit haben, optische Spektren eigenständig zu untersuchen.Da aber Spektrometer teuer sind und für Energiemessungen eine aufwendige Kalibrierung nötig ist, haben wir ein über das Internet ferngesteuertes Experiment entwickelt. Sechs verschiedene Leuchtmittel können vom Emissionsspektrum bis hin zur spektralen Abstrahlcharakteristik untersucht werden.Der hier vorgestellte Versuch zur optischen Spektroskopie über das Internet eignet sich in Verbindung mit dem erstellten Arbeitsmaterial zur eigenständigen Erarbeitung des Einstiegs in die Atomphysik im Rahmen der Hausaufgaben in der neunten gymnasialen Jahrgangsstufe
Was man von zwei Qubits über Quantenphysik lernen kann: Verschränkung und Quantenkorrelationen
Get PDFIn diesem Artikel wird der Zugang zur Quantenphysik über das einfachst mögliche Modellsystem, das Qubit, erweitert zu der Kombination von zwei Qubits. Dabei tritt erstmals das für die Quantenphysik zentrale Konzept der Verschränkung auf, welches nicht nur seltsame Eigenschaften der Quantenphysik illustriert, sondern auch der Schlüssel zum Verständnis von modernen Anwendungen der Quantenphysik ist. Ähnlich wie im Falle des einzelnen Qubits wird dabei versucht, die Grundprinzipien von Verschränkung und deren Anwendung mit Hilfe einfacher Mathematik und Bilder zu vermitteln, wobei Visualisierungen eine zentrale Rolle spielen. Die behandelten Themen umfassen verschränkte Zustände, Operationen und Messungen. Die möglichen physikalischen Realisierungen und Anwendungen, insbesondere im Bereich der Quanteninformation, werden hier kurz angesprochen, und in einer weiteren Publikation vertieft diskutiert
Ein neuartiger Zugang zur Implementierung historischer Geräte und Experimente im Unterricht
Get PDFIm Rahmen des Aufsatzes werden die Ergebnisse des Projektes Galilei, einer Initiative des Institutes für mathematische, naturwissenschaftliche und technische Bildung an der Universität Flensburg, vorgestellt. Im Fokus stehen dabei theoretische Begründungszusammenhänge der Projektarbeit, konzeptionelle Merkmale der Implementierung, die Ergebnisse der Evaluation und sich ergebende Weiterentwicklungsmöglichkeiten. Theoretisch wird dabei wesentlich auf das Konzept der Elementarerfahrungen (vgl. Fiesser 2005) und den Ansatz des historisch-genetischen Unterrichts (vgl. Pukies 1979) verwiesen. Zur Implementierung wird ein zweistufiges Vorgehen vorgeschlagen in dessen Kontext die Geräte zunächst gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern gebaut und sowohl theoretisch als auch historisch reflektiert wurden. Darauf aufbauend stehen die fertigen Geräte für den Regelunterricht der Sekundarstufe I zur Verfügung. Im Rahmen der Projektevaluation zeigten sich sowohl aus der Perspektive der Schülerinnen und Schüler als auch aus der Sicht der beteiligten Lehrkräfte weitgehend positive Ergebnisse. An einigen Stellen ergibt sich aber auch Modifikationsbedarf, der in folgenden Projektphasen umgesetzt werden soll. Weiterführende Ideen beziehen sich unter anderem auf das Konzept der narrativen Didaktik (vgl. Kubli 2002), welches einen konzeptionellen Rahmen zur theoretischen und historischen Reflexion der Geräte im Anschluss an deren Bau bieten kann
Empirische Arbeiten als Zufallsbefunde
Get PDFUntersuchungen zeigen, dass bis zu 90 % aller empirischen Arbeiten im Bereich der Biomedizin fehlerbehaftet und eventuelle Schlussfolgerungen dieser Studien wissenschaftlich wertlos sind. Die Ergebnisse dieser Arbeiten stellen somit größtenteils lediglich Zufallsbefunde dar.Es steht zu befürchten, dass die Fehler, die im Bereich der empirischen biomedizinischen Forschung beschrieben werden, in ähnlicher Art und Weise auch im Bereich der empirischen physikdidaktischen Forschung auftreten. Und solange physikdidaktische Forschungsarbeiten nicht standardmäßig reproduziert werden, kann die Hypothese, dass empirische physikdidaktische Arbeiten in ähnlicher Größenordnung fehlerbehaftet und wissenschaftlich wertlos sind, nicht zurückgewiesen werden.
Das EU-Projekt SAILS: Inquiry learning and assessment strategies
Get PDFZiel des europäischen Projekts SAILS (Strategies for Assessment of Inquiry Learning in Science; Laufzeit 2012-2015) stellt die Unterstützung von Lehrkräften beim Einsatz forschend-entdeckender Unterrichtskonzeptionen in der Sekundarstufe I und II dar. Der besondere Fokus liegt dabei auf der Integration von Lernerfolgsmessungen während Phasen des forschend-entdeckenden Lernens zur Steuerung des Lernfortschritts (formative assessment). Das Projekt SAILS wird vorgestellt und es wird über Ergebnisse aus den Kooperationsprojekten zwischen Lehrkräften und Fachdidaktikern berichte
Probleme lösen mit begleitenden Zusatzfragen
Get PDFIn dieser explorativen Studie untersuchen wir, inwieweit Lernende beim Prozess des Lösens von Aufgaben durch zusätzliche leitende Fragen unterstützt werden können. Dafür wurden begleitende Zusatzfragen entwickelt, die neben einer regulär fachlich gestellten Aufgabe eine Hilfe zum Bearbeiten einer Übungsaufgabe darstellen sollen. Diese Begleitfragen wurden im Rahmen einer Übung von ca. 170 Studierenden mit dem Nebenfach Physik zunächst erprobt. Zur Auswertung werden die von den Studierenden durchgeführten Berechnungen, Notizen und Ergebnisse berücksichtigt. Zusätzlich soll die Auswertung eines Fragebogens zeigen, inwieweit die Hilfe in Form von zusätzlichen Leitfragen von Studierenden tatsächlich als unterstützend empfunden wurde.
Digitales Experimentieren mit individuellem feedback
Get PDFDas selbstständige Arbeiten mit Experimenten ist ein wichtiger Bestandteil des Physikunterrichtes. Allerdings sind Experimentiermöglichkeiten in verschiedenen Themenfeldern stark eingeschränkt, da die nötigen Geräte bspw. sehr teuer sind. Hier können digitale Experimente helfen, Schülerinnen und Schüler zu aktivieren und ihnen eigene Erfahrungen zu ermöglichen. Darüber hinaus bieten digitale Experimente allen Nutzern direkt im Lernprozess ein individuelles Feedback über ihre Arbeit. Auch bei der Diagnose von experimentellen Kompetenzen können solche Experimente in bestimmten Teilbereichen von Nutzen sein.In einer browserbasierten Lernumgebung wurden Teile des klassischen Experimentierprozesses, wie bspw. das Prüfen und Bewerten von Hypothesen, nachgebildet. Bei den dabei zu bearbeitenden Aufgaben wurden unterschiedliche Feedbackformate eingesetzt. Eine explorative Studie zum Einsatz in der Schule zeigte am Beispiel der Ablenkung von Elektronen im elektrischen Feld, dass die Schülerinnen und Schüler unterschiedliche Hypothesen bzgl. des Einflusses verschiedener Parameter auf die Flugbahn der Elektronen auswählten. Das anschließende Prüfen der Hypothesen gelang nicht allen Nutzern vollständig. Einige Probanden hielten an ihrer nicht zutreffenden Hypothese fest. Im Post-Test, nach der vollständigen Bearbeitung der Lernumgebung, zeigten sich diese falschen Vorstellungen jedoch kaum noch. Es ist daher zu vermuten, dass sich auch beim digitalen Experimentieren eine Vorstellung mehrfach als unpassend herausstellen muss, bevor diese revidiert wird
Lego-Mindstorms im Physikpraktikum für das Lehramt Physik?
Get PDFIm Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, wie geeignet Lego-Mindstorms-Roboter und ihre Software für einen Einsatz im Physikpraktikum für das Lehramt Physik sind. Lego bietet sehr viele Konstruktionsmöglichkeiten, weckt keinerlei Berührungsängste, so dass es sich prinzipiell als Grundausstattung eines Projektversuchs eignen sollte. Damit könnte in den frühen Studiensemestern ein eigenständiges und freies Experimentieren möglich sein.Dazu wurden ausgewählte, einfache Versuche aus den Bereichen Mechanik und Wärmelehre aufgebaut und getestet. Es wurde versucht, mit Hilfe der Lego-Mindstorms-Software quantitative Messungen und Auswertungen vorzunehmen, ohne dabei zu weit von den durch Lego und Dritt-Anbieter (Vernier) vorgegebenen Möglichkeiten abzuweichen. Die gewonnenen Erfahrungen lassen die Vorzüge und die Grenzen des Lego-Mindstorms-Systems deutlich hervortreten
Veränderungen von Schülervorstellungen durch Experimentieren
Get PDFIm Rahmen des Forschungsprojekts „Fachwissenszuwachs durch Schüler- und Demonstrationsexperimentein der geometrischen Optik“ (Winkelmann & Erb, 2014) wurde im Winter 2013/14 an 22 hessischenSchulklassen unter anderem der Lernzuwachs nach einer Intervention erhoben.Die Unterrichtseinheit wurde auf drei verschiedene Arten durchgeführt, wobei der Grad der Schüleraktivitätvariiert wurde: 1. Die Schülerinnen und Schüler erhielten eine detaillierte Experimentieranleitung(„Kochbuch“), 2. die Schülerinnen und Schüler erhielten einen Arbeitsauftrag zum Experimentieren(„Guided“), 3. die Lehrkraft führte die Experimente vor („Demo“). Das Ziel einer im Rahmen einer WissenschaftlichenHausarbeit zum Ersten Staatsexamen durchgeführten Fragebogenerhebung war es, herauszu finden, welche Auswirkung die Art des Experimentierens auf die Schülervorstellungen hat. In diesemArtikel werden die Ergebnisse der Erhebung vorgestellt. Hierzu wird der Fokus auf den Zusammenhangzwischen Antwort und der Begründung der Schülerinnen und Schüler gelegt. Zusätzlich wird die Einschätzungder Schülerinnen und Schüler darüber, wie sicher sie sich bei der Beantwortung der Fragen waren,diskutiert
TSL: Interventionsgestaltung im Nebenfachpraktikum
Get PDFDas Projekt Technology SUPPORTed Labs (TSL) hat die Verbesserung naturwissenschaftlicher Experimentalpraktika durch Ergänzung um multimediale Elemente zum Auftrag. In diesem Artikel soll zum einen das Gesamtkonzept vorgestellt werden, das es ermöglicht, die Vielfalt multimedialer Elemente innerhalb einer Oberfläche zu vereinen. Interaktive Bildschirmexperimente (IBE), Videos etc. werden so direkt in das Praktikumsskript integriert und überall zugänglich gemacht. Zum anderen wird ein IBE vorgestellt, das nicht nur ein neues Maß an Komplexität erreicht, sondern auch neue Elemente beinhaltet, wie eine zweite Visualisierungsebene oder ein Reparaturvideo bei vorher begangenem Fehler