PhyDid - Zeitschriften (FU Berlin)
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Charakteristische Merkmale von Physikunterricht: Wirkung auf (Un-)Beliebtheit, Interesse und Schwierigkeit
Get PDFFragt man Schüler*innen danach, welche Schulfächer zu ihren Lieblingsfächern zählen, dann wird Physik eher selten genannt. Tatsächlich zeigen Studien, dass Physik zu den unbeliebtesten Fächern zählt. Ebenso ist das Interesse an Physikunterricht gering, während dessen Schwierigkeitsgrad als besonders hoch eingeschätzt wird. Gründe für die Unbeliebtheit sind allerdings nur wenig untersucht. Entsprechend sollen in dieser Untersuchung Indizien für die Unbeliebtheit des Faches gefunden werden.Gearbeitet wird unter der Prämisse, dass Physikunterricht sich in seiner Methodik deutlich von anderen Schulfächern unterscheidet. Charakteristisch für Physikunterricht sind etwa das Experimentieren, das Denken in Modellen und ein hoher Abstraktionsgrad auf Grund von Mathematisierung und kontraintuitiver Fachsprache. Da Physikunterricht als unbeliebt und zusätzlich als wenig interessant sowie schwierig gilt, liegt die These nahe, dass mindestens eines seiner fachspezifischen Merkmale geringes Interesse und hohe Schwierigkeit hervorruft. Weiterhin ist ein Zusammenhang zwischen Interesse und Beliebtheit sowie zwischen Schwierigkeit und Beliebtheit zu vermuten.Zur Überprüfung obiger Hypothesen wurde ein Fragebogen entwickelt und von einer 9. Jahrgangsstufe eines hessischen Gymnasiums ausgefüllt. Die Ergebnisse der Erhebung werden vorgestellt und diskutiert
Virtuelle Sektormodelle (ViSeMo)
Get PDFTrotz der weit verbreiteten Faszination für die Allgemeine Relativitätstheorie hat diese noch kaum Einzug in die deutsche und internationale Schullandschaft finden können. Erklärungen, die häufig im populärwissenschaftlichen Bereich gegeben werden, mögen ein breiteres Verständnis des Themas fördern, sind jedoch oft nicht so präzise, wie es für ein schulisches Umfeld erforderlich ist. Um diesem Defizit zu begegnen, verwenden wir einen auf sogenannten Sektormodellen basierenden Zugang, mit dem die Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie ohne höhere Mathematik vermittelt werden können. Das vorgestellte Projekt ergänzt bestehende Arbeiten um eine neue digitale Realisierung, die einen schnelleren, ortsunabhängigen Zugriff auf eine virtuelle Variante ermöglicht und das Modell um speziell entwickelte Methoden erweitert
Experimente und Lerneinheiten zur modernen Physik im Schülerlabor - Untersuchung der Zeitdilatation mit einer relativistischen Uhr
Get PDFDie Quantenmechanik und die (spezielle) Relativitätstheorie sind im Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe fest verankert. Experimente zu diesen Themen sind allerdings meist sehr komplexer und finanziell aufwendiger Natur. Den meisten Schulen fehlt es entsprechend an Möglichkeiten und Ressourcen, diese im Rahmen des regulären Unterrichts anzuschaffen oder durchzuführen.Eine Möglichkeit der Abhilfe kann und soll das Schülerlabor Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena darbieten. Einige einfache Versuche zur Quantenmechanik sind bereits vorhanden. Dieses Angebot soll nun durch weitere neue Versuchsreihen und damit einhergehende Lerneinheiten erweitert werden.Konkret sollen aus dem Themenbereich der Relativitätstheorie Analogexperimente entwickelt werden, welche den Schülerinnen und Schülern verschiedene Aspekte und Prinzipien der speziellen und auch allgemeinen Relativitätstheorie veranschaulichen und näherbringen sollen. Als ein erstes Projekt wird hier die Untersuchung der Zeitdilatation mithilfe einer Arduino-basierten relativistischen Uhr vorgestellt
Ein kontextstrukturiertes Unterrichtskonzept mit Potenzial
Get PDFEin Ziel des binationalen Projektes „Elektrizitätslehre mit Potenzial – Elektrizitätslehre mit Kontexten“ (EPo-EKo) besteht darin, den Elektrizitätslehreunterricht in der Sek I lernwirksamer und interessanter zu gestalten. Im Vorjahr wurde deshalb zunächst das Frankfurter Unterrichtskonzept auf Basis des Elektronengasmodells weiterentwickelt. Ein Unterricht auf Basis dessen erwies sich als lernförderlicher als der traditionelle Unterricht der Stichprobe. Das Konzept selbst ist jedoch rein fachsystematisch ausgelegt. Spätestens seit den KMK-Beschlüssen wird jedoch eine stärkere Kontextorientierung im Physikunterricht angestrebt. Vor dem Hintergrund, dass bisher kein kontextorientiertes Unterrichtskonzept existiert, welches die Einführung des einfachen Stromkreises umfassend abdeckt und empirisch evaluiert ist, wurde im Rahmen des EPo-EKo-Projektes ein kontextstrukturiertes Unterrichtskonzept auf Basis der Sachstruktur des bereits erfolgreichen Frankfurter Unterrichtskonzepts entwickelt. Indem die jeweiligen fachlichen Inhalte an möglichst interessanten und authentischen Fragestellungen erarbeitet werden, dabei aber auf die bewährte Sachstruktur des Frankfurter Unterrichtskonzepts zurückgegriffen wird, soll das Interesse und das konzeptionelle Verständnis der Lernenden gleichermaßen gefördert werden. Im Artikel werden die Grundideen einer ersten Fassung dieses Unterrichtskonzepts beschrieben
Comprehensive Derivation of a Density Limit of the Evolution of Space
Get PDFNo density can be larger than the Planck density. The time evolution of the actual light horizon should be traced back until the Planck length is reached. However there arises a problem, as in the framework of general relativity theory, GRT, that length is only reached at the density much larger than the Planck density. We investigate the Planck scale, the evolution of space according to the Friedmann Lemaitre equation and the resulting density limit by using EXCEL in a graphic manner. So, we achieve a comprehensive understanding based on our own activity. Additionally, we outline a possible solution of that problem
Von Koinzidenzen zu Wesenszügen der Quantenphysik: Erste Ergebnisse einer summativen Evaluation des Erlanger Unterrichtskonzepts zur Quantenoptik
Get PDFMit dem Erlanger Unterrichtskonzept zur Quantenoptik wird das Ziel verfolgt, eine moderne Sichtweise auf die Quantenphysik zu vermitteln. Lernende sollen anschlussfähiges Wissen bis hin zu den Wesenszügen der Quantenphysik aufbauen. Im Rahmen einer summativen Evaluation mit Schülerinnen und Schülern der gymnasialen Oberstufe wird das Konzept evaluiert. Ein mixed-methods-Ansatz wurde gewählt, um verschiedene Perspektiven auf die Lernprozesse nachzeichnen zu können. Erste Ergebnisse aus einem Fragebogen zum deklarativen Wissen in Quantenoptik im Prä-Post-Follow-Up-Testdesign sowie einem Vorstellungsfragebogen zur Quantenphysik werden vorgestellt. Es zeigt sich: Lernende gelangen zu einem angemessenen Begriffsverständnis zur Quantenoptik und bauen ein überwiegend adäquates Verständnis der Wesenszüge auf, aber eine Teilchenvorstellung von Photonen scheint stabil zu sein
Erweiterung eines Praktikumsversuchs durch phyphox mit externen Sensoren
Get PDFDie an der RWTH Aachen entwickelte App phyphox ermöglicht den Zugriff sowohl auf interne Smartphone-Sensoren als auch auf externe Sensoren über eine Bluetooth Low Energy Schnittstelle. Diese Möglichkeit wird genutzt, um einen Demonstrationsversuch aus dem Physikpraktikum für Medizinstudierende so zu erweitern, dass die Studierenden an der Messwertaufnahme direkt beteiligt sind. In dem genannten Versuch untersuchen die Studierenden die Temperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks. Mithilfe eines Arduino Nano 33 BLE wurde ein Messmodul entwickelt, mit dem ein wasserfester Temperatursensor sowie ein Drucksensor für den Bereich von 10‑1000 hPa ausgelesen werden können.Durch diese Erweiterung können mehrere Studierende die Messdaten live auf ihrem Smartphone beobachten. Zusätzlich ermöglicht phyphox das direkte Visualisieren der Siedepunktkurve. Für eine weitere Auswertung können die Messdaten auch in Excel exportiert werden. Durch die direkte Einbindung der Studierenden wird ein gesteigertes Interesse am Praktikumsversuch erwartet, was durch den Einsatz von Fragebögen sowie die Auswertung von Smartpen-Aufnahmen aus dem Versuchsablauf untersucht wurde
Hinterlässt der Physikunterricht Spuren – das Interesse am Physikunterricht im Rückblick von Studierenden –
Get PDFKurzfassungEmpirische Studien belegen bei Schülern und insbesondere bei Schülerinnen im Laufe der Sekundarstufe I eine Abnahme des Interesses am Physikunterricht. Das Interesse an Physik während der Schulzeit und auch darüber hinaus zu fördern ist deshalb ein wichtiges Ziel des Unterrichts. Eine solche Förderung kann jedoch nur erfolgen, wenn bekannt ist, welche Prädiktoren für eine Interessensabnahme bestimmend sind. Daher ist es aus fachdidaktischer Sicht sinnvoll, neben dem Interesse während der Schulzeit auch jenes in der Retrospektive und das aktuelle Interesse junger Erwachsener an der Physik zu erheben. Aus bildungspolitischer Sicht sollten wesentliche Befunde zur Interessensentwicklung auch in die Lehramtsausbildung integriert werden. Aufbauend auf führende Theorien werden anhand von quantitativen und qualitativen Forschungsmethoden das retrospektive Interesse am Physikunterricht, mögliche Prädiktoren und das aktuelle Interesse an der Physik von Studierenden aller Fakultäten der Universität Innsbruck untersucht. Ein besonderer Fokus liegt auf der Untersuchung unterschiedlicher Fachinteressenskomponenten, dem Vergleich zu anderen Schulfächern und Alters- sowie geschlechtsspezifischen Unterschieden. Den größten Einfluss auf das Interesse am Physikunterricht haben nach Meinung der Studierenden die Relevanz der Inhalte, die Instruktions- und Motivierungskompetenz der Lehrperson, das Kompetenzerleben und ihr fachspezifisches Fähigkeitsselbstkonzept. Das aktuelle Interesse der Studentinnen an physikalischen Themen ist signifikant geringer als jenes der Studenten. AbstractEmpirical studies have demonstrated an increasing lack of interest in physics lessons among pupils aged 10 to 15. It is therefore vital to encourage the pupils' interest in physics both at school and beyond – which is, however, only possible if the predictors determining the declining interest are known. To do so and for the purposes of a subject-specific, didactic approach, it seems useful to analyse the pupils' interest at school and in retrospect including current interest among young adults. As for education policy, any major findings should be integrated into teacher training. This paper analyses retrospective interest in physics lessons, potential predictors and the current interest in physics among students of all faculties of the University of Innsbruck through quantitative and qualitative research methods based on leading theories on the matter. A particular focus is placed on research into what determines a pupil's interest in a subject, age- and gender-related differences and a comparison with other subjects. The biggest impact was attributed to content relevance, the teacher's ability to instruct and motivate, experiencing competence and their academic self-concept in the subject. Female students have shown lower levels of current interest in topics related to physics than male students
Empirisch gestützte Entwicklung von Lerneinheiten zum Umgang mit Multimetern
Get PDFIm Rahmen der Plattform FLexKom werden an der RWTH Aachen University Unterrichtsmaterialien zum Fördern und Lernen experimenteller Kompetenzen entwickelt. Dabei wurden auch zwei Module konzipiert, die den Umgang mit Multimetern thematisieren. Um einen detaillierten Einblick in die diesbezüglichen Fähigkeiten von Schülerinnen und Schülern und typische Schwierigkeiten bei der Nutzung von Multimetern zu erlangen, wurden umfangreiche Daten aus virtuellen Experimenten zu elektrischen Schaltungen analysiert. Diese Daten stammen aus dem Test zur Messung experimenteller Kompetenz in Large Scale Assessments (MeK-LSA) von H. Theyßen et al., in dem der Aufbau eines Experiments eine von acht getesteten Kompetenzen ist. Mittels 101 Testdatensätzen konnten verschiedene Fehler im Umgang mit Multimetern ausfindig gemacht werden, die gehäuft bei den Schülerinnen und Schülern aufgetreten sind. Diese Ergebnisse bildeten die Grundlage für die Entwicklung von zwei Modulen, in denen separat darauf fokussiert wird, wie Ampere- und Voltmeter in einen elektrischen Schaltkreis integriert bzw. eingestellt werden müssen. Neben den Ergebnissen der Analyse der MeK-LSA-Daten werden auch die konzipierten Module mit ihren Experimentieraufgaben und erste Ergebnisse ihrer Evaluierung vorgestellt
Physikunterricht mit dem Tablet
Get PDFDurch Smartphones und Tablets, welche im Gegensatz zu den meisten Versuchsmaterialen in der Regel allen Schülerinnen und Schülern zur Verfügung stehen, ist heutzutage eine große Zahl an Sensoren zur Messung physikalischer Größen leicht zugänglich und kann den Weg zu einem all-tagsnahen Physikunterricht ebnen. Apps wie „Phyphox“ von der RWTH Aachen oder auch „Sci Journal“ von Google machen es möglich, diese Daten zu erfassen und auszuwerten. Hierzu steht bereits eine Vielzahl an fertigen Versuchen bereit, die sofort von Schülerinnen und Schüler in der Schule, aber auch zu Hause durchgeführt werden können. Auch die gängigen Lehrmittelhersteller haben die Möglichkeiten des Smartphones erkannt und bieten Erweiterungen zu den im Smartpho-ne vorhandenen Sensoren an, um bspw. Temperaturen, hohe magnetische Flussdichten oder auch Kräfte messen zu können.Wir möchten uns mit der Verwendung günstiger externer Geräte beschäftigen, die von Schülerinnen und Schülern über ein Tablet gesteuert werden können. Am Beispiel eines Tablets, welches als Frequenzgenerator genutzt wird, soll auf die Möglichkeiten, aber auch die Grenzen dieser modernen Experimentiermittel eingegangen werden. Außerdem wird eine Versuchsanleitung als Anregung zum Einsatz im eigenen Unterricht bzw. in der eigenen Vorlesung gegeben