PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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Qualitative Versuche zur Physik des Treibhauseffekts
Full text linkDer anthropogene Klimawandel und seine Folgen sind nicht zuletzt deswegen eine Herausforderung für Politik und Gesellschaft, weil die zugrunde liegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten der resonanten Absorption von Strahlung nicht trivial sind. Zwar existieren einige Versuche, die sich der Thematik annehmen, indem zum Beispiel die Temperaturänderung in Gasen mit und ohne erhöhten CO2-Anteil unter Sonneneinstrahlung untersucht wird, jedoch funktionieren diese Versuche in der Praxis oft nur unzureichend. Der vorliegende Beitrag beschreibt eine etwas größer dimensionierte Variante dieser Versuche, die für eine bessere Sichtbarkeit der physikalischen Effekte mit computergesteuerter Messwerterfassung kombiniert werden und an der TU Dortmund in der Ausbildung von Lehrkräften eingesetzt werden soll. Darüber hinaus wird gezeigt, wie im Rahmen der entwickelten Versuche Anknüpfungspunkte an andere naturwissenschaftliche Fächer entstehen, wodurch z.B. die Rolle von Ozeanen oder Wäldern als CO2-Senken qualitativ erfahrbar wird
Kontexte für den Kontext
Full text linkDie Forderung nach kontextualisiertem Unterricht war und ist so allgegenwärtig, dass sie weder aus den naturwissenschaftlichen Lehrplänen noch aus dem didaktischen Diskurs wegzudenken ist. Gleichzeitig ist es ein Allgemeinplatz der Linguistik, dass die Kommunikation über einen Begriff ohne Kontext (und hier ist schon etwas anderes gemeint) schwerlich gelingen kann. Im Beitrag wird entsprechend zu klären sein, was mit dem Begriff "Kontext" im didaktischen Diskurs bezeichnet wird. Bei allen Unterschieden wird eine Gemeinsamkeit deutlich werden: Das Individuum wird im Diskurs um gelingende Kontextualisierung an den Rand gedrängt. Dies ist, wie sich zeigen wird, keine definitorische Notwendigkeit: die "inneren Kontexte" der Lernenden werden im Beitrag als Orientierung stiftende Dimension des Kontextbegriffs eingeführt und schaffen Abhilfe
Elementarisierung der Mechanik in der Sekundarstufe I
Full text linkDie Forschung zeigt, dass SchülerInnen große Lernschwierigkeiten beim Lernen des physikalischen Kraftbegriffs haben. Auch nach dem Unterricht verfügen sie über kein angemessenes Verständnis (Schecker et al., 2018). Mit dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept nach Wiesner wurde ein alternativer Zugang entwickelt, der zweidimensionale Bewegungen unter Kraftstößen betrachtet und anstelle der Beschleunigung die Zusatzgeschwindigkeit verwendet. Das Mechanikkonzept nach Wiesner wurde in mehreren Studien im Vergleich zu nicht genauer spezifizierten „konventionellen” Unterricht erfolgreich evaluiert (Wodzinski, 1996; Tobias, 2010). Dabei wurden weitere Parameter (bspw. Medien) verändert, wodurch der Erfolg nicht allein der Elementarisierung zugeordnet werden kann. Eine Konsolidierungsstudie soll nun den Einfluss der Elementarisierung im Vergleich zu einem standardisierten Lehrgang untersuchen. Dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept (2D-Mechanikkurs) nach Wiesner wird ein Lehrgang mit eindimensionalen Bewegungen und mit konstanten Kräften gegenübergestellt (1D-Adaption), der alle anderen Parameter so gut wie möglich gleich hält. Im Schuljahr 19/20 unterrichtete eine Gruppe von Lehrkräften (N = 11) nach dem zweidimensionalen mit insgesamt 14 Klassen und eine andere Gruppe (N = 11) nach dem eindimensionalen Konzept mit 16 Klassen. Im Artikel werden das Studiendesign und die beiden Lehrgänge erläutert sowie Ergebnisse vorgestellt
Inklusionsorientierung und Differenzierung
Full text linkDie Bemühungen und normativen Vorgaben zur inklusionsgerechten Umgestaltung des Bildungssystems sowie zahlreiche damit verbundene Empfehlungen und administrative Vorgaben zum Umgang mit Heterogenität scheinen eher sukzessive in den Curricula von Lehramtsstudiengängen an deutschen Hochschulen verankert zu werden. Damit wird auch das Physik-Lehramtsstudium in Bezug auf die Ausprägung von Förderkompetenzen (angehender) Physiklehrkräfte häufig nur bedingt den unterrichtlichen Ansprüchen und Anforderungen für einen adäquaten Umgang mit heterogenen Ausgangslagen gerecht.Im vorliegenden Beitrag werden binnendifferenzierende Maßnahmen als ein wichtiger Beitrag zum Umgang mit Heterogenität in der Schule hervorgehoben. Vertiefend werden in diesem Zusammenhang Befunde zur Binnendifferenzierung im Physikunterricht systematisch zusammengefasst. Darüber hinaus wird über den aktuellen Stand der curricularen Umsetzung differenzierungsbezogener Inhalte in der Physiklehrkräftebildung an deutschen Hochschulen berichtet und verschiedene, themenbezogene Desiderate abgeleitet.Im Ausblick werden aktuelle, projektbezogene Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte vorgestellt
Steigerung des Akzeptanzverhaltens gegenüber Multimediaanwendungen im Physikunterricht durch eine Fortbildung
No full textAn 21 Fortbildungen für Physiklehrkräfte in Bayern zum theoriegeleiteten und evidenzbasierten Einsatz von digitalen Medien und Aufgabentypen im Physikunterricht nahmen insgesamt 174 Physiklehrerinnen und -lehrer teil. Das Ziel der Fortbildungen war, das TPACK (Technological Pedagogical Content Knowledge) der Lehrkräfte und ihre Akzeptanz gegenüber Multimediaanwendungen im Physikunterricht zu steigern. Als Inhalt wurde grundlegendes Wissen zum Lehren und Lernen mit Multimedia behandelt. In einer praktischen Phase erlernten die Teilnehmenden, wie Multimediaanwendungen bei Bedarf adaptiert und wie sie in den Physikunterricht integriert werden können. Dabei kam ein speziell für die Fortbildung entwickeltes hybrides Lernmanagementsystem (PUMA@LMU) zum Einsatz. Neben der Bereitstellung klassischer Elemente von Lernmanagementsystemen wie Moodle etc., ermöglichte es darüber hinaus, eine Begleitstudie parallel zur Fortbildung zu realisieren. In der Begleitstudie wurden das TPACK und die wahrgenommene Akzeptanz gegenüber Multimediaanwendungen der Teilnehmenden vor und nach der Fortbildung erhoben. Die Auswertung erfolgte mittels Wilcoxon-Tests, einer K-Means-Clusteranalyse und einer ANCOVA. Die Ergebnisse zeigen, dass die angebotene Fortbildung eine Steigerung des TPACK bewirkt. Allerdings geht mit einem höheren TPACK nicht grundsätzlich eine gesteigerte Akzeptanz gegenüber Multimediaanwendungen einher. Vielmehr kommt es abhängig von spezifischen Vorerfahrungen im Bereich von Multimedianwendungen und deren Unterrichtseinsatz zu spezifischen Änderungen in der Akzeptanz. Die Ergebnisse legen nahe, dass durch die Fortbildung die Selbstwahrnehmung des eigenen Vorwissens bezüglich des Einsatzes von Multimediaanwendungen im Physikunterricht geschärft wird
Computereinsatz in der Newton'schen Mechanik - Vergleich von Modellbildung und Videoanalyse
Full text linkDie Grundaussagen der Newton’schen Mechanik sind aufgrund vielfältiger und dazu scheinbar widersprüchlicher Alltagswahrnehmungen für Schülerinnen und Schüler nur schwer zu erlernen. Dies zeigt sich in einem nicht angemessenen Kraftverständnis und aus fachlicher Sicht hartnäckigen Fehlvorstellungen im Bereich der Mechanik. Hier wird eine Vergleichsstudie vorgestellt, bei der die durchgeführten Interventionen die Verbesserung des Konzeptverständnisses der Newton’schen Mechanik zum Ziel haben. Es wird mit realen Experimenten gearbeitet und Reibungseinflüsse werden bewusst thematisiert und diskutiert. Vertieft werden dabei die grundlegenden Gesetze der Mechanik. Dabei wird einerseits der Ansatz gewählt, dass Lernende reale Bewegungen selbst am Computer modellieren und mit der Realität vergleichen und diese andererseits mit Videoanalyseprogrammen analysieren. Die Ergebnisse deuten an, dass die Interventionen wirksam für das Verbessern des Konzeptverständnisses sind. Außerdem wird auf die spezifischen Unterschiede zwischen beiden Interventionen eingegangen
Vorstellung des Studienreformforums: Bisherige Arbeit und aktuelle Beiträge
Full text linkDas Studienreform-Forum befasst sich einerseits mit der Systematisierung von Studienreformen und Studienreform-Vorhaben, andererseits mit Grundsatzfragen der Studienreform. Beides zusammen bildet die Grundlage zur Weiterentwicklung von Studiengängen.Im Jahr 2020 hat das Studienreform-Forum erneut zur Einsendung von Beiträgen zu diesen Fragen aufgerufen. Angesichts der Pandemie wurde dieser Aufruf verlängert und parallel eine Initiative zur Dokumentation und Auswertung der Lehre unter Pandemiebedingungen gestartet, deren Ergebnisse mittelfristig mit den übrigen Beiträgen in Bezug gesetzt werden sollen.Dieser Artikel dokumentiert die auf den Call for Papers eingesandten Beiträge
Augmented Reality-Experimente zur Wellenphysik
Full text linkMit dem GeoGebra 3D Rechner lassen sich Visualisierungen abstrakter Strukturen modellieren und mithilfe der App auf einem Smartphone oder Tablet als virtuelle Objekte in den realen Raum platzieren. Damit wird eine Erweiterung realer Experimente mit idealen Darstellungen ermöglicht, die als Augmented Reality-Experimente bezeichnet werden. Virtuelle Bestandteile sollen reale Strukturen dort erweitern, wo nicht beobachtbare Elemente zum Verständnis des Experiments beitragen und den Vergleich von Modell und Realität erleichtern. Für Experimente mit Mikrowellen wurden vier Modelle konstruiert, die in der Lage sind, die Versuchsaufbauten nachzuempfinden und solche Wellenphänomene wie Reflexion, Beugung und Interferenz sichtbar zu machen. Die Messwerte aus dem Experiment können direkt mit dem Modell verglichen werden, um die in der Theorie entwickelten Annahmen zu überprüfen. In dem Beitrag werden Entwicklung und ein möglicher Unterrichtseinsatz von vier Augmented Reality-Experimenten zur Wellenphysik vorgestellt
Digitale Medien in der naturwissenschaftlichen Lehrkräftebildung: Integriert statt zusätzlich
Full text linkEine erfolgreiche Implementation digitaler Medien im naturwissenschaftlichen Unterricht kann nur gelingen, wenn geeignete universitäre und berufsbegleitende Qualifizierungsangebote entwickelt werden, in denen (zukünftigen) Lehrkräften der sinnvolle Einsatz digitaler Medien im Fachunterricht vermittelt wird. Eine besondere Rolle fällt dabei den Fachdidaktiken zu, da sowohl das Angebot an als auch die Einsatzmöglichkeiten von digitalen Medien je nach Unterrichtsfach stark variieren. Im Rahmen des Projektes ‚FoLe – Digital‘ wird eine systematische Verankerung digitaler Medien in die naturwissenschaftliche Lehrkräftebildung an der Leuphana Universität Lüneburg angestrebt. Hierzu werden digitale Medien nicht als zusätzliches Themenfeld ergänzt, sondern entlang naturwissenschaftsdidaktischer Schwerpunkte in die existierenden Module des 4. und 5. Semesters integriert. Begleitend werden die TPACK-Wissensdomänen sowie Verhaltensabsichten bzgl. des Einsatzes digitaler Medien im naturwissenschaftlichen Unterricht erhoben. Die erste Kohorte besteht aus 58 Studierenden, 21 davon nahmen an der freiwilligen Begleitstudie teil. Die Erhebung ergab, dass im Laufe des Projektes eine positive Entwicklung der Verhaltensabsichten sowie eine (hoch) signifikante Zunahme der TPACK-Wissensdomänen stattfand. Zudem unterstützen die bisherigen Daten ein transformatives Verständnis des TPACK-Modells
Forschen@Home: Ein digitaler Lehr-Lern-Raum mit tet.folio
Full text linkDas Projekt Forschen@Home wurde im Rahmen des Lehr-Lern-Labor-Seminars im Wintersemester 2020/21 an der Universität Würzburg umgesetzt. Studierende des Lehramts Physik konzipierten zu insgesamt fünf verschiedenen Themengebieten jeweils eine digital aufbereitete Lernumgebung, die Schüler:innen ein Forschendes Lernen im häuslichen Umfeld ermöglichen sollte. Im Rahmen einer vierwöchigen Projektphase betreuten 19 Studierende 45 Schüler:innen bei der Durchführung ihrer individuellen Forschungsprojekte. Die Implementierung des Projekts erfolgte mit der Lehr-/Lernplattform tet.folio, die zum einen als Autorensystem zur Erstellung der Lerninhalte durch die Studierenden genutzt wurde. Zum anderen ermöglicht tet.folio durch seine Funktionen der Kurs- und Benutzerverwaltung und durch Kommunikations-Tools auch die Zusammenstellung und Präsentation der Lerninhalte sowie die Unterstützung der Lernenden. Der Beitrag schildert die Sequenzierung des Projektablaufs anhand des 5-E-Modells von Bybee (2014) und gibt Einblick in die Aktivitäten und Ergebnisse der Schüler:innen. Darüber hinaus wird die Lehr-/Lernplattform tet.folio als Autoren- und Learning Content Management System charakterisiert