PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Konzeptionelle Verbindung des Physikalischen Praktikums mit den Fachdidaktikmodulen von Lehramtsstudierenden
Get PDFPhysiklehrende müssen in der Lage sein, Demonstrations- und Schülerexperimente in Ihrem Unterricht fachlich zu durchdringen und fachdidaktisch bewusst einzusetzen. Diese haben deutlich andere Anforderungen als übliche Praktikumsversuche, die Physikstudierende im Laufe Ihres Studiums kennenlernen. Um Lehramtsstudierende besser hierauf vorzubereiten wurde zunächst ein separater Versuch im Physikalischen Praktikum 1 angeboten, welcher Design, Aufbau und Optimierung eines physikalischen Pendels umfasst. Diese drei Schritte werden in üblichen Praktikumsversuchen oft bereits im Vorfeld erledigt, dabei bieten sie die Möglichkeit, andere Fertigkeiten zu erwerben als im restlichen Praktikum. Ein neuer Versuch zum Thema Pendel war erstmals im Einsatz und es zeigte sich, dass dieser einen wertvollen Beitrag zur experimentellen Ausbildung leisten kann. Auf den erworbenen Fähigkeiten kann nun in den daran anschließenden Fachdidaktikmodulen aufgebaut werden. Die bereits erlangten experimentellen Fähigkeiten sollen dann durch fachdidaktische Kenntnisse erweitert werden
Einsatzmöglichkeiten des Computerspiels „Minecraft“ im Physikunterricht
Get PDFEin Computerspiel, das sowohl in verschiedenen Altersgruppen als auch bei unterschiedlichen Geschlechtern sehr beliebt und bekannt ist, stellt „Minecraft“ dar. Dieses Spiel bietet im Physikunterricht im Bereich der Mechanik eine Vielzahl an denkbaren Einsatzmöglichkeiten, um die Kompetenzbereiche „Nutzung fachlicher Konzepte“ und „Bewertung“ sowie das multimediale Lernen zu fördern. So können Videos von Bewegungen in Minecraft aufgenommen und mithilfe einer Videoanalysesoftware ausgewertet werden. Auf dieser Grundlage besteht die Möglichkeit, Ortsdiagramme für ein- und zweidimensionale Bewegungen zu erstellen und Bewegungen hinsichtlich der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung zu untersuchen. Des Weiteren können komplexere Bewegungen in Bezug auf Energieumwandlung und Energieerhaltung betrachtet sowie Wurfbewegungen analysiert werden. Es werden einige Beispiele dargestellt, die für den Physikunterricht geeignet sind. Im Hinblick auf die physikalische Modellierung wird deutlich, dass Bewegungen in „Minecraft“ meist den physikalischen Gesetzen entsprechend ablaufen. Einige Aspekte entsprechen jedoch nicht der Wirklichkeit, sodass im Unterricht eine Bewertung der Spielmechanik durch die Schüler und Schülerinnen notwendig ist
Entwicklungssensibilität als Impuls zur Kontextualisierung
Get PDFDie Aufforderung, Physikunterricht durch die Aufnahme von geeigneten Kontexten zu bereichern, ist allgegenwärtig. Sie zieht sich durch Lehrpläne, Fachliteratur bis in die DPG Schulstudie. In der Regel verweisen die vorgeschlagenen Kontexte auf lebensweltliche Anwendungen. Dieser Beitrag versucht, zentrale Merkmale lernwirksamer Kontexte zu benennen und etablierte Kontexte des na- turwissenschaftlichen Unterrichts zu klassifizieren. Im Anschluss überprüft er exemplarisch, ob empirisch fundierte Ergebnisse entwicklungspsychologischer Forschung mit der Kontextdefinition in Einklang zu bringen sind. An zwei Beispielen wird dargestellt, wie sich auf diese Weise informierter Unterricht ändern würde
Testvorstellung: Computeradaptive Leistungsmessung im Bereich naturwissenschaftlichen Denkens
Get PDFIn den Projekten Ko-WADiS und ValiDiS wurde die Kompetenzentwicklung naturwissenschaftli-chen Denkens bei Lehramtsstudierenden untersucht. Zu diesem Zweck wurde in der ersten Pro-jektphase ein Messinstrument entwickelt und in der zweiten Phase in Bezug auf seinen Einsatz va-lidiert. Da das Instrument zwar valide Messungen ermöglicht, aber im Einsatz sehr zeitaufwändig ist und eine geringe Messgenauigkeit aufweist, wurde eine zweite Version entwickelt: ein compu-teradaptiver Multi-Stage-Test. Dieses Testformat ermöglicht im Vergleich zu papierbasierten In-strumenten kürzere Befragungen bei gleichbleibender Messgenauigkeit.In diesem Beitrag werden die theoretischen Grundlagen adaptiven Testens und das Vorgehen der Testkonstruktion beschrieben. Zusätzlich werden Methodik sowie die Ergebnisse von Simulations-studien und der Pilotierungsstudie des adaptiven Formats zusammengefasst. Im Vergleich beider Versionen konnte eine deutliche Steigerung der Messeffizienz (höhere Messgenauigkeit bei kürze-rer Testzeit) durch die adaptive Testanwendung nachgewiesen werden
Tagungsband der Beiträge 2020 als pdf
No full textDer Tagungsband 2020 kann auch als Gesamt-PDF heruntergeladen werden
Ein IOT-Projekt: Preiswerte Digitalwaage wird zum WiFi-Kraftmesser
Get PDFElektronische Waagen, ob Personen-, Koffer- oder Briefwaagen basieren meist auf der Messung der Verformung eines Biegebalkens über aufgeklebte Dehnungsmessstreifen (DMS) [1]. Geschickt verschaltet entsteht aus ihnen eine Wheatstone’sche Messbrücke, an deren Ausgang ein preiswertes Modul zur Digitalisierung und graphischen Aufbereitung durch eines der mittlerweile weit verbreiteten Arduino-Boards angeschlossen werden kann. Die Gesamtkosten für ein derartiges, WLAN-fähiges System betragen etwa 50 €. Angesichts des günstigen Preises und der einfachen Realisierbarkeit kann der Umbau einer elektronischen Waage gut als Projekt realisiert werden
Vergleich von Zugängen zur Mechanik in der Sekundarstufe I
Get PDFDie 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 unterrichtet 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 Beitrag werden das Studiendesign und die beiden Lehrgänge erläutert sowie erste Ergebnisse vorgestellt
Versuche im Physikunterricht an österreichischen Schulen – eine Bestandsaufnahme: Unter besonderer Berücksichtigung des Themengebietes Radioaktivität
Get PDFEine Onlinebefragung österreichischer Physiklehrer_innen (n=228) zur Durchführung von Versuchen – insbesondere beim Themengebiet Radioaktivität – zeigt, dass diese von der überwie-genden Mehrheit der Lehrkräfte als sinnvoll angesehen wird. Die meisten Lehrer_innen finden an ihren Schulen gute Voraussetzungen für die Durchführung von Demonstrationsexperimenten und Schülerversuchen vor. Dies gilt auch für das Unterrichtsthema Radioaktivität. Trotzdem ist der Anteil von Lehrer- und Schülerversuchen beim Themengebiet Radioaktivität deutlich geringer, als bei anderen Unterrichtsinhalten derselben Schulstufe. Mögliche Gründe werden im Folgenden dargestellt
Augmented Reality-Experimente mit GeoGebra
Get PDFMit der Geometrie-Software GeoGebra lassen sich 3D-Objekte zur Visualisierung abstrakter Ideen dynamisch modellieren. Mit der App GeoGebra 3D Grafikrechner können die Modelle auch auf einem Smartphone oder Tablet aufgerufen und bearbeitet werden. Darüber hinaus ist es möglich, sie mit der Augmented Reality-Funktion auf beliebige Strukturen einzublenden. Bei Veränderung der Position des Mobilgeräts bleiben die virtuellen Objekte fest an der zugewiesenen Stelle des von der Kamera eingefangenen Bildes. Der Modellinhalt lässt sich allerdings dynamisch an reale Gegebenheiten anpassen. Auf diese Weise wird eine leicht umsetzbare Erweiterung realer Experimente mit idealen Darstellungen ermöglicht, die als Augmented Reality-Experimente bezeichnet werden. Dabei erweitern virtuelle Bestandteile reale Strukturen dort, wo nicht beobachtbare Elemente zum Verständnis des Experiments beitragen und den Vergleich von Modell und Realität erleichtern. Der Einsatz von Augmented Reality-Experimenten zum Lehren und Lernen der Physik wird anhand von Beispielen aus Mechanik, Elektrizitätslehre und Optik erläutert
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