PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, 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
Erkenntnisgewinnung im Mathematik- und Physikunterricht. - Ein Vergleich im Rahmen eines Projektes zum fachdidaktisch-verbindenden Lehren und Lernen in den Lehramtsstudiengängen -
Get PDFIm Zusammenhang mit dem internationalen Projekt Inter-Tetra unter der Beteiligung der Mathema-tik- und Physikdidaktik der Universität Siegen sowie den entsprechenden Instituten der Hanoi Na-tional University of Education wird unter anderem ein Modul zum fachdidaktisch-verbindenden Lehren und Lernen in den Lehramtsstudiengängen Mathematik und Physik in Vietnam implemen-tiert. Die inhaltliche Gestaltung der Modulveranstaltungen zeichnet sich durch den fachdidaktischen Vergleich der beiden Unterrichtsfächer aus. Ein für den Vergleich ausgewählter Inhalt ist die Er-kenntnisgewinnung. In der Mathematik sowie im Mathematikunterricht ist der Beweis das zentrale Element der Erkenntnisgewinnung. In der physikalischen Erkenntnisgewinnung nimmt die experi-mentelle Methode bzw. im Physikunterricht das Experiment einen wichtigen Platz ein. In den letzten Jahren werden im Mathematikunterricht zunehmend auch experimentelle Arbeitsweisen eingesetzt. Entsprechend legt man im Physikunterricht im Zuge der Kompetenzorientierung großen Wert auf das Argumentieren. Aus diesen Synergien entsteht ein spannendes Forschungsfeld der Mathematik- und Physikdidaktik, welches in diesem Vortrag vorgestellt werden soll
PSΦ: Forschungsprogramm zur Studieneingangsphase im Physikstudium
Get PDFDie Studieneingangsphase Physik fordert von den Studienanfängern den Aufbau vielfältiger Fähigkeiten und Fertigkeiten. Diese umfassen fachliche Aspekte, z. B. den Erwerb von Fachwissen, Problemlösefähigkeiten und experimenteller Kompetenz auf universitärem Niveau. Parallel dazu müssen Prozesse der Identitätsaushandlung, Sozialisation und Enkulturation in zunächst noch neuer Lernumgebung und Fachkultur durchlaufen werden. Diese vielfältigen und von den Studierenden oft als nicht trivial empfundenen Lern- und Umstellungsprozesse finden innerhalb kürzester Zeit statt, was eine erhebliche Belastung bedeutet.Aktuell wird die Paderborner Studieneingangsphase nach und nach inhaltlich und strukturell überarbeitet und aus verschiedenen Blickwinkeln qualitativ und quantitativ erforscht. Insgesamt liefert dieses Forschungsprogramm einen breitgefächerten Überblick über die vielfältigen Aspekte und Wirkungen der Studieneingangsphase sowie Hinweise auf verschiedene Verbesserungsmöglichkeiten
"Contemporary Science @School": Aktuelle Forschung als Gegenstand von Lehrerbildung und Unterricht
Get PDFIm Rahmen des Projekts „Contemporary Science in der Lehrerbildung“ wurde eine Lernumgebung entwickelt, welche fachwissenschaftliche und fachdidaktische Studienanteile mit Blick auf aktuelle naturwissenschaftliche Forschung vernetzt (Roetger, 2016). Im Anschlussprojekt „Contemporary Science @School“ ist zusätzlich eine Verknüpfung mit der Schulpraxis vorgesehen. Die Lernumgebung bietet den Studierenden in der ersten Phase die Möglichkeit, über einen Aufenthalt in einer Arbeitsgruppe der Experimentalphysik authentische Einblicke in naturwissenschaftliche Forschungspraxis zu gewinnen. In einer zweiten Phase reflektieren die Studierenden die Erfahrungen fachdidaktisch und planen auf deren Grundlage Universitätsbesuche für Schulklassen, welche noch innerhalb der Lernumgebung durchgeführt werden. Die Besuche sollen den Schülerinnen und Schülern sowie deren Lehrkräften wiederum didaktisch relevante Einblicke in die Praxis naturwissenschaftlicher Forschung gewähren.Die Wirkungen dieser kombinierten Lernumgebung werden auf Seiten der Studierenden, der Schülerinnen und Schüler sowie der beteiligten Lehrkräfte qualitativ im Prä-Post-Design erfasst. Mithilfe von Portfolios beziehungsweise Interviews wird erhoben, welche Relevanz der naturwissenschaftlichen Forschungspraxis als Lerngegenstand im Physikunterricht beigemessen wird. Das Poster stellt das Konzept der kombinierten Lernumgebung sowie das Untersuchungsdesign vor
Kleiner Aufwand, großer Nutzen? - Experimentiersets zur Unterstützung experimenteller Übungsaufgaben mit Smartphones
Get PDFMit der an der RWTH Aachen entwickelten App phyphox werden die Gestaltungsmöglichkeiten für Vorlesungen und Übungen in der Experimentalphysik um aktive experimentelle Tätigkeiten auf Seiten der Studierenden auch jenseits der Praktika erweitert. Eine der Möglichkeiten ist der Einsatz von experimentellen Übungsaufgaben. In mehreren Experimentalphysikveranstaltungen zeigte sich jedoch, dass die Akzeptanz solcher Übungsaufgaben auf Seiten der Studierenden gering ausfiel, sofern die Bearbeitung der Aufgaben nicht verpflichtend war. Eine Befragung von Studierenden des Maschinenbaus (N=537) ergab, dass die Mehrheit dieser Studierenden freiwillige (experimentelle) Übungsaufgaben generell aus Zeitgründen nicht bearbeitet. Zudem gab ein großer Teil der Studierenden an, nicht das nötige Material zur Bearbeitung der Übungsaufgabe zur Verfügung gehabt zu haben. Im Gegensatz zum erwähnten Zeitproblem kann dem durch das Bereitstellen von einfachen Zusatzmaterialien für die Bearbeitung der experimentellen Übungsaufgaben entgegengewirkt werden. Aus diesem Grund wurden in einem ersten Schritt vier Experimentiersets entwickelt, die im Wintersemester 2018/19 in drei Experimentalphysikvorlesungen an die Studierenden verteilt werden. Diese Experimentiersets sind auch für Schulen geeignet. Im Beitrag werden die Experimentiersets und die ersten Erfahrungen mit ihrem Einsatz vorgestellt
Vermittlung von Teilchenphysik: Outreach und Physikdidaktik im Gespräch
Get PDF Auf der DPG Frühjahrstagung in Aachen (25.-29. März 2019) haben die Fachverbände Teilchenphysik und Didaktik der Physik mit der Durchführung eines gemeinsamen Workshops zur Vermittlung der Teilchenphysik ein neues Format erprobt. Eingeleitet durch drei knappe Impulsreferate, die die Perspektiven „Outreach“ (Claudia Behnke), „Schule“ (Klaus Buschhüter) und „Fachdidaktik“ (Oliver Passon) vertreten haben, wurde eine moderierte Diskussion geführt. In diesem Beitrag stellen zunächst die Sprecher die Kernpunkte ihrer Referate dar, bevor die anschließende Diskussion auf Grundlage einer Audioaufzeichnung zusammengefasst wird
Entwicklungsprojekt: "Die experimentellen Methoden der Naturwissenschaften ganzheitlich begreifen und vermitteln"
Get PDFDas Experiment ist ein zentrales und verbindendes Element der drei Naturwissenschaften Biologie, Chemie und Physik, sowohl in der Forschung als auch im Schulunterricht. Daher ist es eine wichtige Aufgabe von Lehrkräften, die Bedeutung des Experiments für die naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung zu vermitteln (Mayer, 2008). Auch wenn die KMK-Standards dies als wichtigen Aspekt der naturwissenschaftlichen Grundbildung betonen, gelingt es im schulischen Unterricht kaum, die spezifischen Denk- und Arbeitsweisen des Experimentes angemessen darzustellen (Prenzel & Parchmann, 2003).Ausgehend von dieser Zielstellung soll für den neu strukturierten Lehramtsstudiengang MINTplus an der TU Darmstadt mit gezielten naturwissenschaftlichen und vernetzenden Schwerpunkten ein Modul entwickelt werden, in dem sich Lehramtsstudierende theoretisch, praktisch und interdisziplinär mit dem ganzheitlichen Begreifen und Vermitteln der experimentellen Methoden der Naturwissenschaften auseinandersetzen.Das Modul umfasst ein Seminar zur theoriegeleiteten Erarbeitung der Thematik, während die praktische Auseinandersetzung durch eine Kooperation mit den Lehr-Lernlaboren der TU Darmstadt realisiert wird. Diese Konzeptionsidee des Moduls sowie die geplante Evaluationsmethode werden auf dem Poster dargestellt
Wie groß ist ein Neutronenstern? Elementarisierende Überlegungen und Abschätzungen
Get PDFNeutronensterne gehören zu den wohl exotischsten Objekten im Universum, vereinen sie doch die Masse eines Sterns mit einem (nicht nur aus astronomischer Perspektive) extrem kleinen Radius – die Oberfläche eines Neutronensterns entspricht etwa der doppelten Fläche des Saarlandes. Gerade solche außergewöhnlichen Objekte üben eine Faszination auf Lernende aus, da sie vollkommen außerhalb der menschlichen Erfahrungswelt liegen. In diesem Artikel sollen verschiedene Mög-lichkeiten gezeigt werden, wie mithilfe elementarisierender Überlegungen aus verschiedenen Be-reichen der Physik die Größenordnung von Neutronensternen bestimmt werden kann, ohne dass die – für präzise Berechnungen natürlich nicht zu vernachlässigende – Allgemeine Relativitätstheorie benötigt wird.Speziell auf sehr schnell rotierende Neutronensterne, die so genannten Pulsare, soll hierbei eingegangen werden. Die von ihnen ausgesandten, zunächst für außerirdische Signale gehaltenen, extrem regelmäßigen Pulse, die die Erde erreichen, wurden später für die Entdeckung der ersten Exoplaneten genutzt.Gleichzeitig bieten die hier vorgestellten Abschätzungen die Möglichkeit, mithilfe realer Daten die Überlegungen zu überprüfen
Naturwissenschaftliches Denken im Lehramtsstudium – Vergleich klassischer und adaptiver Leistungsmessung
Get PDFDie Projekte Ko-WADiS und ValiDiS untersuchen die Kompetenzentwicklung naturwissenschaft-lichen Denkens bei Lehramtsstudierenden. Das im Rahmen der ersten Projektphase (Ko-WADiS) entwickelte Testinstrument zur Erfassung dieser Kompetenzen befindet sich aktuell in der Validie-rungsphase (ValiDiS). Da das bisherige Format im Einsatz sehr zeitaufwändig ist und eine geringe Messgenauigkeit aufweist, wurde eine zweite Version entwickelt: Ein computeradaptiver Multi-Stage-Test. Dieses Testformat ermöglicht im Vergleich zu papierbasierten Instrumenten kürzere Befragungen bei gleichbleibender Messgenauigkeit. In diesem Beitrag werden das methodische Vorgehen und die Ergebnisse einer Simulationsstudie sowie einer Pilotierungsstudie des adaptiven Formats zusammengefasst. Die Ergebnisse sind viel-versprechend: Durch Vergleich beider Versionen konnte eine deutliche Steigerung der Messeffizi-enz bei adaptiver Testanwendung nachgewiesen werden
Radioaktivität - eine didaktische Rekonstruktion
Get PDFVon Los Alamos bis Fukushima: Radioaktivität ist ein wichtiger, wenn gleich für Laien auch mysteriöser und unheilvoller Begriff der Physik. Welche Vorstellungen verbinden Schülerinnen und Schüler mit dem Begriff der Radioaktivität? Die Erhebung bzw. die Replikation von Vorstellungen zur Radioaktivität sind in Bezug auf die Bewertung der Anwendung radioaktiver Stoffe notwendig. Die theoretische Basis für eine Einordnung der Vorstellungen im Begriff des „conceptual change“ soll gelegt werden. Authentische Versuche sind für Schulen häufig nicht mehr möglich. Ziel ist dabei letztendlich eine zeitgemäße didaktische Rekonstruktion des Themenbereichs Radioaktivität für die Sekundarstufe I und die Etablierung eines Angebotes im Lehr-Lern-Labor der Universität Stuttgart. Die Schaffung eines solchen Angebotes bzw. die didaktische Rekonstruktion des Themas erscheinen bereits allein wegen des Fehlens authentischer Versuche in der Schule notwendig