PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Qualitative Schulbuchanalyse zum Thema Linsenabbildung
Get PDFSchulbücher bilden eine Brücke zwischen Lehrplan und Unterricht. An ihnen lassen sich lehrplankonforme und unterrichtstypische Zugänge zu einem gegebenen Thema ablesen. Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es, schulbuchgemäße Zugänge zur Linsenabbildung herauszuarbeiten. Es wird qualitativ analysiert, wie das Phänomen des Linsenbildes und das Modell des Strahls zueinander in Bezug gesetzt werden. Dementsprechend werden die Schritte der phänomenologischen Methode und der verallgemeinerten Modellmethode als Analyseraster auf die Strukturelemente der Schulbücher gelegt. Bei der Kategorisierung der nahegelegten Lernhandlungen und bei der diagrammatischen Darstellung der vorgesehenen Lernwege werden einige Schwachpunkte deutlich. Der schulbuchgemäße Zugang zur Linsenabbildung sollte dementsprechend umstrukturiert, ergänzt oder ersetzt werden
Tagungsband der Beiträge 2017 als pdf
No full textDer Tagungsband 2017 kann auch als Gesamt-PDF heruntergeladen werden (33 MB)
Tagungsband der Beiträge 2018 als pdf
No full textDer Tagungsband 2018 kann auch als Gesamt-PDF heruntergeladen werden (62 MB):
A Computer Simulation of Cosmic Inflation
Get PDFFrom the Cosmic Microwave Background CMB, the flatness problem and the horizonproblem arose. An extraordinarily rapid increase of distances in the early universe, theCosmic Inflation, was proposed as a possible solution, whereby suggested mechanisms forsuch an increase have been criticized (Steinhard: Scientific American 2011). We apply atheory that explains Cosmic Inflation by an extended Friedmann Lemaitre Equationcombined with an energy term (Carmesin, H.-O.: Vom Big Bang bis heute mit Gravitation,Model for the Dynamics of Space. Berlin: Verlag Dr. Köster 2017). We investigate variousquestions by performing computer simulations. We observe a sequence of phase transitionsthat cause an extraordinarily increase of distances. Our findings are in excellent quantitativeagreement with observations of the CMB. Thereby the theory depends on first principles andthe fundamental constants G, c and h only and we apply no fit in particular. We present thedevelopment of the project in the framework of a Jugend forscht club
Wie wird die Ansicht durch eine Kugellinse verformt? - Entwicklung einer Phänomenreihe
Get PDFOb als Goldfisch-Aquarium, Weinglas oder Tautropfen - Kugellinsen sind im Alltag häufig zu fin- den. Beim Blick durch sie hindurch sind erstaunliche Verzerrungen und Vervielfachungen zu ent- decken. Wie können diese Verformungen der Ansicht systematisch beschrieben und vorhergesagt werden? Für eine Erkundung der Erscheinungen eignet sich in methodischer Hinsicht ein phäno- menologischer Vierschritt. Inhaltlich zeigt sich, dass die unverzerrten Ansichten ohne Kugel und die verzerrten Ansichten unter Verwendung der Kugel aufeinander bezogen werden müssen. Beson- ders aussagekräftig ist ein Vergleich der Inspektion des Gegenstandes durch die Kugel mit der Pro- jektion eines Bildes durch die Kugel. Sind die Erscheinungen an der Kugellinse auf diese Weise nachvollzogen, können jene an der dünnen Linse als Spezialfall angesehen werden
Interviewstudie zu den Mindsets von Physiklehrkräften
Get PDFIn den USA haben die Forschungsergebnisse von C. Dweck gezeigt, dass die Überzeugungen von Kindern und Jugendlichen zu ihren Fähigkeiten in einem bestimmten Fach für deren Lernwege entscheidend sind. Nach dieser Theorie der Mindsets unterscheidet man zwei Grundtypen: Werden die Fähigkeiten in einem bestimmten Bereich auf angeboren Begabung zurückgeführt und damit als statisch angesehen, spricht man von einem Fixed-Mindset. Werden diese Fähigkeiten hingegen als erlern- und entwickelbar angesehen, spricht man von einem Growth-Mindset.Die Mindsets von Kindern und Jugendlichen werden wiederum geprägt durch die entsprechenden Überzeugungen ihrer Lehrkräfte. Im Bereich der Physik liegen zu diesen Überzeugungen der Lehrkräfte bisher jedoch nur sehr wenige Erkenntnisse vor. Aus diesem Grund wurde in einer explorativen Studie zunächst der Frage nachgegangen, ob sich die Typisierung „Fixed- oder Growth-Mindset“ entsprechend der Theorie von C. Dweck bei Physiklehrkräften am Gymnasium finden lässt. Dies wurde mithilfe von N=14 leitfadengestützten Interviews im Raum Darmstadt untersucht, die mit MAXQDA kategorienbasiert ausgewertet wurden. Auf diese Weise konnten vier der interviewten Personen dem Fixed-Mindset und zwei Personen dem Growth-Mindset zugeordnet werden. Jeweils vier weitere Personen wurden als Mischtypen, sog. Mixed-Mindsets, mit einer Tendenz zum Fixed- bzw. zum Growth-Mindset charakterisiert
Interdisziplinäre Konzeptentwicklung interaktiver digitaler Lehr-Lernmedien durch Fachdidaktik und Design
Get PDFDas Projekt Real:Digital – die Integration zweier Welten(nf. Real:Digital) widmet sich der physikalischen Lehre im Spannungsfeld realer und digitaler Repräsentationen. Um die Glaubwürdigkeit realer Experimente und das Potential interaktiver digitaler Lehr-Lernmedien gewinnbringend integrativ zu nutzen, ist die Berücksichtigung unterschiedlicher Expertisen in der Konzeption entsprechender Lehr-Lernmaterialien notwendig. Bezüglich der Entwicklung interaktiver digitaler Lehr-Lernmedien wurden zahlreiche Gestaltungsmerkmale in empirischen Untersuchungen eingehend analysiert. Die Betrachtung verfügbarer interaktiver digitaler Lehr-Lernmaterialien lässt darauf schließen, dass die an der Entwicklung beteiligten Disziplinen Fachdidaktik (und Schule) sowie Design spezifische Gestaltungsmerkmale in unterschiedlicher Form und in variierendem Maß berücksichtigen.In diesem Sinne wurden in einem Workshop mit Teilnehmenden der Disziplinen Fachdidaktik und Design sowie Lehrkräften Konzepte für ein interaktives digitales Lehr-Lernmedium zu einem exemplarischen Realexperiment (Wirbelstrombremse) entwickelt. Der Workshop ermöglichte einen Austausch der beteiligten Disziplinen und wurde durch eine Studie zu disziplintypischen Gestaltungsmerkmalen und dem Einfluss interdisziplinärer Arbeit auf Entscheidungen im Konzeptentwicklungsprozess begleitet. Die Befunde weisen auf Unterschiede zwischen den Gruppen insbesondere im Bereich narrativer Elemente und hinsichtlich des Ausmaßes an Interaktivität bei den interaktiven digitalen Lehr-Lernmedien hin.
Impuls-, Drehimpuls- und Energieerhaltung beim eindimensionalen Stoß zweier Kugeln: Impressionen aus dem Praktikumsalltag
Get PDFIn einem Videoanalyseexperiment wurde der Stoß einer rollenden mit einer ruhenden Kugel untersucht. Da der Kraftstoß während der Kollision den Linearimpuls zwischen den Kugeln transferiert, aber kein entsprechender Drehmomentstoß auftritt, erfüllen die Kugeln nach dem Stoß die Rollbedingungen nicht. Die Kugeln werden daher durch Reibung entweder beschleunigt oder verzögert. Die Analyse des Stoßes liefert Daten zum Verhältnis der End- und Anfangsgeschwindigkeiten, zum Elastizitätsgrad des Stoßes, zum Reibungskoeffizienten und zum Anteil des beim Stoß übertragenen Drehimpulses. Der Praktikumserfolg der Studierenden bei diesem Versuch wird kurz diskutiert
Storyboards für die Erstellung von Mixed-Reality-Experimentierumgebungen
Get PDFZiel des Projekts "Erfahrungsbasiertes Lernen durch interaktives Experimentieren in erweiterten Realum-gebungen (ELIXIER)" ist die lernförderliche Erweiterung naturwissenschaftlicher sowie ingenieurstechni-scher experimenteller Praktika. Dies soll durch den Einsatz multimedialer und interaktiver Elemente im Experimentierprozess sowie einer adaptiven Lernbegleitung in allen Phasen des Experimentierprozesses ermöglicht werden. Um digitale Lernangebote und reale Experimente zu kombinieren, wird das Seamless-Smart-Lab (S2L) entwickelt. Die darin verankerten Strukturen sollen eine nutzerfreundliche Erstellung von interaktiven Laboranwendungen ohne Programmierung beinhalten. So dient das Storyboard zur Festset-zung, welche Daten und Handlungen erhoben werden sollen, wie diese auszuwerten sind (Learning Analy-tics) und welche Rückmeldung gegeben werden sollen. Die Datenerhebung erfolgt durch Tracking der Ex-perimentierfortschritte der Lernenden. Ebenso sind für die bedarfsgerechte Anpassung von Inhalten Ana-lysetools für Lernprozesse und Nutzer*innenaktionen vorgesehen. In diesem Beitrag sollen die Elemente und technischen Spezifikationen des Systems genauer vorgestellt werden
LemaS-DiaMINT: Diagnosebasierte individuelle Förderung leistungsstarker und potentiell leistungsfähiger Schülerinnen und Schüler im Sach-, Naturwissenschafts- und Physikunterricht
Get PDFDiaMINT zielt als Teilprojekt des durch das BMBF geförderten Verbundprojekts ‚Leistung macht Schule’ (LemaS) am Standort FU Berlin auf die Entwicklung und Evaluation adaptiver Konzepte für eine diagnosebasierte individuelle Förderung von (potentiell) leistungsstarken Schülerinnen und Schülern in den Fächern Sachunterricht, Naturwissenschaften sowie Physik ab.Im Projekt werden gemeinsam mit den Schulen pädagogische Leitbilder entworfen und darauf aufbauend domänenspezifische Diagnosetools und Förderungsmöglichkeiten entwickelt, erprobt und evaluiert. Berücksichtigt werden dabei die jeweiligen Besonderheiten des Faches, die Rahmenbedingungen in den beteiligten Schulen sowie die spezifischen Potenziale und Bedürfnisse der Schülerinnen und Schüler. Die entwickelten Instrumente werden zunächst in Lehr-Lern-Labor-Situationen an der Universität getestet. Dabei werden auch Studierende bereits frühzeitig in Theorie und Praxis der Identifikation und Forderung leistungsstarker bzw. potentiell leistungsfähiger Kinder im Sach-, Naturwissenschafts- und Physikunterricht eingeführt