PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Welche App taugt was? – Aufbau einer Online-Datenbank für Physiklehrende
Get PDFSmartphones und Tablets sind in Schülerhänden inzwischen selbstverständlich. Für viele Themengebiete des Physikunterrichts gibt es eine Reihe von App-Angeboten. So können mit dem Smartphone Messwerte erfasst oder Versuche simuliert werden. Für interessierte Lehrkräfte ist das App-Angebot aber unüberschaubar. Die App-Stores der verschiedenen Betriebssysteme erlauben insbesondere keine Recherche nach fachlichen Kategorien. Deshalb wurde in einer Kooperation der Johannes Gutenberg-Universität Mainz mit der Goethe-Universität Frankfurt am Main eine Online-Datenbank entwickelt, die Lehrkräften zur Verfügung steht. Bisher sind 74 physikalische Apps eingetragen. Diese kann der Nutzer nach verschiedenen Kriterien filtern lassen – wie Themengebiet, verwendete Sensoren, Betriebssystem, Sprache oder Kosten. Interessierte können sich registrieren und dann selbst Daten eingeben, so dass die Datenbank weiter wachsen kann. Im Rahmen der Konzeption der Datenbank wurde ein schlankes Bewertungssystem für den Einsatz von Apps im Physikunterricht entwickelt
Entwicklung und Evaluation eines zweistufigen Testinstruments für Schülervorstellungen zur Anfangsoptik
Get PDFDie Kenntnis von alternativen Vorstellungen bei Schülerinnen und Schülern ist eine Voraussetzung für die Entwicklung von Lernumgebungen zur Förderung physikalisch gültiger Konzepte. Die erste Begegnung mit der Physik stellt häufig die Optik dar, weshalb hier eine frühzeitige Etablierung von anschlussfähigen Denkmodellen für die weitere Beschäftigung mit der Physik ausschlaggebend sein kann. Um gedankliche Strukturen aufzudecken, sind offene Erhebungsmethoden wie Interviews oder Concept Maps zielführend. Um die Wirksamkeit von Lernumgebungen zu evaluieren, werden jedoch verfahrensökonomischere Methoden benötigt. Allerdings ist die Aussagekraft von Multiple-Choice Tests bezüglich der Vorstellungen, auf denen eine Auswahl basiert, oft eingeschränkt. Einen Lösungsansatz stellen zweistufige Testverfahren dar, die mithilfe bereits bekannter Schülervorstellungen entwickelt werden. Als Indikator einer bestimmten Vorstellung wird dabei die übereinstimmende Kombination aus Vorhersage und Begründung einer dargestellten Ausgangssituation gesehen. Der Beitrag behandelt das Testverfahren sowie die Testentwicklung und präsentiert Ergebnisse aus Erhebungen und Itemanalysen
Zum Interesse von Grundschulkindern an informatischen Lernmaterialien
Get PDFIm Beitrag werden die theoretische Rahmung, das Forschungsdesign und erste Ergebnisse einer Studie vorgestellt und diskutiert, die im Rahmen des durch das BMBF geförderten Projekts LemaS (Leistung macht Schule) an der Freien Universität Berlin im Teilprojekt DiaMINT-Sachunterricht durchgeführt wird. Untersucht wurde, wie Grundschulkinder auf unterschiedliche informatikbezogene Spiel- und Lerngegenstände (bspw. Lego WeDo, Beebot, Lego EV3, Thymio, Neurons, Lego NXT, Calliope) reagieren. Zentral für diese Untersuchung war hierbei die Frage nach der Interessantheit (Krapp 1992; Krapp & Prenzel 2011) der Spiel- und Lerngegenstände für die Kinder. Darüber hinaus wurde untersucht, inwiefern sich Unterschiede hinsichtlich der Klassenstufe oder Gendereffekte feststellen lassen. Die Lernumgebung (konzipiert nach dem didaktischen Konzept ‚Freies Explorieren und Experimentieren‘ (FEE; Köster 2006; 2018) wurde videographiert und die Videodaten zunächst quantitativ ausgewertet. Die Ergebnisse dieser ersten explorativ angelegten Studie zeigen, dass – aus Sicht der Kinder – die Interessantheit der Spiel- und Lernmaterialien unterschiedlich wahrgenommen wird und dass sich diese Bewertung je nach Geschlecht und Alter der Kinder z. T. deutlich unterscheidet. Eine umfassendere auf diese und weitere Vorstudien gründende Untersuchung soll in einem weiteren Schritt dazu dienen, ein Diagnosesetting für die Identifikation von besonderen Interessen und Leistungspotenzialen bei Grundschulkindern sowie entsprechende Förderinstrumente zu entwickeln
Gestaltung von variablenkontrollierten Experimenten für Schülerinnen und Schüler mit Lernbeeinträchtigungen
Get PDFSchülerinnen und Schüler mit Lernbeeinträchtigungen haben es im regulären Physikunterricht meist besonders schwer. Aus der Praxisarbeit von Förderschulen gibt es für diese Lernendengruppen grundlegende Handlungsempfehlungen für die Ausgestaltung von Lernprozessen, die wir im Rahmen eines Lernsettings anwenden und analysieren.In diesem Beitrag möchten wir ein solches außerschulisches Lernsetting als Best-Practice-Beispiel für Schülerinnen und Schüler mit u.a. Schwierigkeiten beim Lernen oder mit Störungen in der geistigenEntwicklung vorstellen. Wir gehen dabei mit Lernenden unterschiedlicher Förderschwerpunkte experimentell und variablenkontrolliert der Frage nach, von welchen Einflussfaktoren dieWurfweite beim schiefen Wurf abhängt. Wir nennen Probleme von lernbeeinträchtigten Schülerinnen und Schülern bei der experimentellen Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und stellen durchHandlungsempfehlungen mögliche Lösungsansätze vor. Diese Kernideen lassen sich auf schulisches Experimentieren übertragen, um Lernenden mit sonderpädagogischer Unterstützung eine bessere Teilhabe und Erarbeitung zu ermöglichen
Veränderung von Schülervorstellungen durch Experimentierstationen im inklusiven Optikunterricht
Get PDFStudien weisen zurzeit darauf hin, dass es bundesweit zu wenige Chancen für inklusiven Unterricht gibt. Insbesondere in Hessen werden so wenige Schülerinnen und Schüler mit und ohne Förderung gemeinsam unterrichtet wie in keinem anderen Bundesland.Aufgrund dieser Situation wurde im Rahmen einer Studie eine Stationenarbeit mit Optikexperimenten für einen inklusiven Physikunterricht entwickelt. Zudem wurde basierend auf dem Experimentierunterricht untersucht, inwiefern die Schülervorstellungen zur Anfangsoptik durch Experimentierstationen beeinflusst werden können. Dabei sollte durch differenziertes, barrierefreies Schülerarbeitsmaterial, welches unterschiedliche Zugänge und Lernwege ermöglicht, eine stark heterogene Lerngruppe (Kinder mit und ohne Förderung) durch unterschiedliche Aufgaben- und Hilfsangebote gefördert werden. Die Arbeitsmaterialien wurden in Anlehnung an das Universal-Design-for-Learning-Konzept und das Konzept von Lernstrukturgittern entworfen. In der Unterrichtseinheit arbeiteten Kinder mit und ohne Förderbedarf gemeinsam und selbstständig in Kleingruppen an den Experimentierstationen. Die Ergebnisse der Studie (N=71, davon 11 Kinder mit Förderung) zeigen auf, dass sich die Schülervorstellungen durch Experimentierstationen überwiegend hin zu physikalisch angemessenen Vorstellungen entwickeln lassen, wenngleich sich die Präkonzepte der Förderkinder schwerer beeinflussen lassen
Ein offenes IBE-Portal für den Physikunterricht zur digitalen Erweiterung experimenteller Lernumgebungen
Get PDFInteraktive Bildschirmexperimente (IBE) lassen sich als „digitale Zwillinge“ realer Experimente zur digitalen Erweiterung von Lernumgebungen vielfach einsetzen. Viele der in den letzten Jahrzehnten produzierten IBE sind jedoch nicht für den Physikunterricht verfügbar. Das neue IBE-Portal will den Bestand systematisch erschließen und für die Nutzung im Unterricht frei zugänglich machen. Dabei steht die unterrichtspraktische Gebrauchstauglichkeit im Vordergrund: Die konsequente Modularisierung der Angebote und die Trennung von IBE, Anleitungen und Lernaufgaben, ermöglicht die weitgehend universelle didaktisch-methodische Adaptierbarkeit an die spezifischen Bedarfe des Unterrichts. Die vollständige Integration von IBE in die Lehr-Lern-Plattform tet.folio ermöglicht sowohl das mobile (online) Lernen mit IBE als auch die Offline-Nutzung, beispielweise über die inzwischen weit verbreiteten interaktiven Whiteboards
Kognitive Belastung und Aufgaben im Kontext - Ein Spannungsfeld -
Get PDFAufgaben im Kontext sollen das Interesse der Lernenden erhöhen und sie befähigen ihr erworbenes Wissen auf neue Problemsituationen zu übertragen. Während Kontexte im allgemeinen als motivationssteigernd gelten, ist die Studienlage hinsichtlich ihres Einflusses auf die Leistung und Lernleistung sehr heterogen.Ein Grund für diese uneindeutige Studienlage scheint die Multidimensionalität des Konstruktes Kontext darzustellen. Unter Berücksichtigung der Theorie der kognitiven Belastung scheint es plausibel, dass sich verschiedene Merkmale eines Kontextes unterschiedlich auf die Leistung auswirken. Dieser Ansatz des Spannungsfeldes [5] wird im Rahmen einer Studie mit 918 Schülerinnen und Schülern untersucht
Low-Cost Kinemtik-Experimente mit Luftkissenscheiben aus dem 3D-Drucker
Get PDFExperimente zur Kinematik sollen Zusammenhänge zwischen Kraft, Bewegung und Impulsübertragung aufzeigen und vermitteln. Im schulischen Kontext ist es üblich, dass diese Experimente stark idealisiert werden und insbesondere der Einfluss von Reibung so weit wie möglich minimiert wird. Für diesen Zweck werden häufig unhandliche, laute – und vor allem teure – Luftkissenbahnen verwendet. Diese ermöglichen zwar das Experimentieren fast ohne Reibungsverluste, sind jedoch auf die Bewegung in einer Dimension beschränkt und nur als Demonstrationsaufbau geeignet. Mithilfe von Luftkissenscheiben aus dem 3D-Drucker ist es möglich, neben Demonstrationsversuchen auch eine Vielzahl von kostengünstigen Schülerexperimenten durchzuführen, die einen realistischen, zweidimensionalen Zugang zur Mechanik der Stoßprozesse ermöglichen. In diesem Beitrag werden neben möglichen Experimenten auch die Ergebnisse einer Videoanalyse bezüglich der Elastizität der Stöße sowie dem Einfluss der Reibung vorgestellt
Physik für Ingenieure: Ein Erfahrungsbericht zum "Blended Learning"
Get PDFDie Vorlesung Physik ist ein grundlegender Baustein der meisten Ingenieursstudiengänge und stellt für viele Studienanfänger eine Hürde zum Studienstart da. Die Vorkenntnisse der Studienanfänger sind zunehmend heterogen und der sichere Umgang mit physikalischen Konzepten erfordert mehr oder wenig Übung, um diese zu festigen oder auch erstmals einzuführen. Um dieses Üben zu ermöglichen, wurde für die Vorlesung "Physik 1" in den Studiengängen Maschinenbau, Werkstofftechnik, Mechatronik, Biomechanik, Biotechnologie und Umwelt- und Verfahrenstechnik der Hochschule Offenburg ein E-Tutorium erarbeitet, das die Übungsaufgaben in Form von 10 Online-Selbsttest mit jeweils vier Übungsaufgaben anbietet. Die Selbsttests beinhalten dabei typische Aufgabenstellungen, deren Zahlenwerte (Masse, Geschwindigkeit usw.) bei jedem Aufruf der Aufgabe variieren. Dadurch lassen sich die Selbsttests zum selbständigen Üben nutzen. Ein reines Abschreiben einer Musterlösung ist durch die veränderlichen Zahlenwerte darüber hinaus unmöglich. Wir beschreiben eine Methode zur effizienten Erzeugung der Moodle-basierten Selbsttests mit Hilfe der Software R/exams und berichten über die Erfahrungen beim ersten Einsatz
Kräftegleichgewicht vs. Wechselwirkungsgesetz - Konzeption und Evaluation zweier Unterstützungsmaßnahmen zur Unterscheidung beider Konzepte
Get PDFAls Element von Science Literacy ist die Unterscheidung von Kräftegleichgewicht und Wechselwirkungsgesetz auch wichtiger Gegenstand der Curricula der Sekundarstufe I. Allerdings zeigt sich, dass Schülerinnen und Schüler die beiden Konzepte häufig miteinander verwechseln.Um den Schwierigkeiten der Unterscheidung zu begegnen, wurden zwei Unterstützungsmaßnahmen entwickelt und in 12 Klassen der achten Jahrgangsstufe an Gymnasien verglichen. Dabei zeigte sich, dass sowohl eine Unterstützungsmaßnahme bestehend aus einer Kombination aus Kontrastierung und „Freischneiden“ (grafischer Hilfe) als auch eine Unterstützungsmaßnahme bestehend aus einer Kombination aus Kontrastierung und einer eher formalen Hilfe wirksam die Unterscheidung von Kräftegleichgewicht und Wechselwirkungsgesetz fördern