PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Aktuelle Schülerrahmenkonzepte zur Energie
Get PDFDass Präkonzepte relevant für den Unterricht sind, ist seit den großenUntersuchungen zu Schülervorstellungen in den 80er Jahren bekannt.Da neuere Untersuchungen von Schülerassoziationen zur Energie gezeigthaben, dass in den letzten 30 Jahren ein Wandel vom Treibstoffals Primärvorstellung hin zum elektrischen Strom vollzogen wurde,liegt es nahe, dass auch in der Tiefenstruktur der Schülervorstellungen,den Rahmenkonzepten, ein ähnlicher Wechsel stattgefunden habenkönnte. Im Hinblick auf Situationen, in denen SchülerInnen erstmaligKontakt mit einem Lerngegenstand haben, ist es wichtig, dieaktuellen Präkonzepte genauer zu untersuchen. In Schülerinterviewsließen sich nun zwei neue Schülerrahmenkonzepte beschreiben
Zur Lösung Linearer Gleichungssysteme mit Hilfe gemischter Sandwich-Produkte
Get PDFDie Lösung Linearer Gleichungssysteme beruht nach Cramer und Graßmann auf der intelligenten Verknüpfung von Determinanten bzw. äußeren Produkten. Dieser historisch gefestigte Lösungsansatz wurde vor einer Formulierung Geometrischer Produkte entwickelt und stellt letztendlich eine schrittweise Verknüpfung von Produkten aus zwei geometrisch-algebraischen Faktoren dar.Dieser Lösungsansatz soll aus physikalischer und physikdidaktischer Perspektive hinterfragt und durch einen Lösungsansatz, der sich auf Produkte aus drei Faktoren (gemischte Sandwich-Produkte) stützt, ergänzt werden.
Diagnostik experimenteller Vorgehensweisen am Beispiel eines Versuchs zur Radioaktivität
Get PDFDer in Bildungsstandards und Kernlehrplänen ausgewiesene Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist wesentlich geprägt vom Experimentieren als wichtiger Methode naturwissenschaftlichen Arbeitens. Allerdings sind experimentelle Kompetenzen aktuell nicht vollständig abprüfbar, wobei speziell die Durchführung der Experimente nur mangelhaft erfasst wird (vgl. Schreiber, 2012). Um diese Diskrepanz abzubauen, wurden typische Versuchsverläufe in einem Experiment zur Radioaktivität im Physikpraktikum der RWTH Aachen im WS 16/17 (ca. N = 360) dokumentiert, wofür zwei Messinstrumente zum Einsatz kamen: Einerseits erlaubt die Protokollierung der Versuche mit Smartpens eine zeitökonomische Identifizierung und Erfassung prozessrelevanter Abläufe und Situationen (vgl. Büsch, 2016). Andererseits wurde ein objektfokussiertes Messinstrument entwickelt, das die Objektdaten im Experiment sammelt, die eine Rekonstruktion der experimentellen Abläufe ermöglichen. Die Kombination der beiden Messinstrumente verspricht einen tiefen Einblick in die individuellen Vorgehensweisen der Probanden. Gleichzeitig sind die Methoden mit limitiertem Auswerteaufwand verbunden, sodass auch größere Probandenzahlen untersucht werden können. Dies eröffnet Zugang zu einem breiten Spektrum experimenteller Strategien, die miteinander verglichen werden können. Im Vortrag werden die aufgenommenen Daten präsentiert sowie Methoden und erste Ergebnisse ihrer Auswertung demonstriert
Akustik im Alltag von Fledermäusen. Konzeption von Experimenten zur Thematik "Ultraschall" für einen kompetenzorientierten Physikunterricht
No full textDer momentan an allen bayerischen allgemeinbildenden Schulen (sowie Wirtschaftsschulen und beruflichen Oberschulen) gültige Lehrplan wird derzeit im Auftrag des bayerischen Kultusministeriums vom Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung überarbeitet. Ziel der Überarbeitung ist der neue LehrplanPLUS. Dieser will den aktiven Wissenserwerb der Schülerinnen und Schüler fördern und ihnen die Fähigkeit geben, erlerntes Wissen in den Alltag zu übertragen. So sollen prozessbezogene Kompetenzen in den Bereichen „Erkenntnisgewinn“, „“Kommunikation“ und „Bewertung“ vermittelt werden. Hierdurch sollen die Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz im neuen bayerischen LehrplanPLUS umgesetzt werden.Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurden Experimente und kompetenzorientierte Aufgabenstellungen zur Thematik „Ultraschall“ konzipiert für einen Physikunterricht gemäß den Vorgaben des LehrplanPLUS. In diesem Artikel wird zunächst die Grundidee der Aufbereitung der Thematik vorgestellt; exemplarisch werden fünf der insgesamt 17 Experimente und Aufgabenstellungen beschrieben
Physics by Inquiry - Ein Konzept zur Einführung in die Physik
Get PDFUnter dem Label Inquiry-based sind in den letzten Jahren diverse Lehrkonzepte entwickelt worden. Der hier vorgestellte Lehransatz hat eine Entwicklungsgeschichte, die bis in die 1970er Jahre zurückreicht. Gleichwohl sind Physics by Inquiry wie auch Arnold Arons, auf dessen Grundideen der Ansatz beruht, im deutschsprachigen Raum wenig bekannt. Seine Zielstellung besteht in der Verbesserung des konzeptuellen Physikverständnisses von Studienanfängern. Die hervorstechenden Merkmale sind eine Betonung operationalen Wissens, das Prinzip, physikalische Konzepte in experimenteller Arbeit und unter Verwendung von Alltagssprache zu entwickeln, um es erst dann in Fachtermini zu fassen (ideas first, name later) sowie die aus den Experimenten sich ergebende Notwendigkeit einer intensiven Auseinandersetzung mit Messunsicherheiten. Der vorliegende Artikel beschreibt beispielhaft Facetten dieses Lehrkonzeptes und versucht die Relevanz für die Hochschulausbildung insbesondere in den Lehramtsstudiengängen aufzuzeigen.
ELIXIER: Demonstration einer kompetenzorientierten Mixed-Reality-Experimentierumgebung
Get PDFDas Projekt "Erfahrungsbasiertes Lernen durch interaktives Experimentieren in erweiterten Re-alumgebungen (ELIXIER)" wird im Rahmen des Förderschwerpunkts "Erfahrbares Lernen" durch das BMBF gefördert. Ziel ist die Demonstration und Evaluierung einer intelligenten Experimen-tierumgebung für Praktika, die eine "nahtlose" Lernbegleitung über alle Phasen des Experimen-tierprozesses (Vorbereiten - Durchführen - Nachbereiten) ermöglicht. Auf Grundlage der didakti-schen Konzeption einer Autoren- und Lernumgebung zur Verknüpfung realer und virtueller Erfah-rungen wurden erste Lernszenarios ausgestaltet, in denen es möglich ist, Wissen und Fertigkeiten effizient und praxisnah zu erwerben
Eine Masse-Radius-Beziehung Weißer und Brauner Zwerge - Ein einfaches Modell
Get PDFDiverse Studien zeigen, dass die Behandlung astrophysikalischer Themen das Interesse an der Physik steigern kann. Dementsprechend sollten derartige Themen in der Schule in allen Stufen behandelt werden, speziell wenn sie die Möglichkeit bieten, verschiedene Bereiche der Physik zu verbinden.In der Astrophysik ist die Masse-Radius-Beziehung für Hauptreihensterne im Allgemeinen bekannt. Weniger verbreitet ist jedoch, dass sich für die meisten Himmelskörper im hydrostatischen Gleichgewicht eine Masse-Radius-Beziehung herleiten lässt und dass sich die Proportionalitäten dabei deutlich unterscheiden können.Es wird gezeigt, wie man mit Oberstufenphysik und elementarer Mathematik eine Masse-Radius-Beziehung für Weiße und Braune Zwerge herleiten und dabei Mechanik, Quantenphysik und Thermodynamik verbinden kann. Gleichzeitig können die Lernenden erkennen, dass Weiße und Braune Zwerge – entgegen der Intuition – mit zunehmender Masse kleiner werden.Mithilfe ähnlicher Überlegungen kann man auch für andere Himmelskörper, wie etwa Gasplaneten, eine Masse-Radius-Beziehung herleiten
Wie fachspezifisch ist das Naturwissenschaftsverständnis?
Get PDFDas naturwissenschaftsübergreifende Teilprojekt „Contemporary Science in der Lehrerbildung“ untersucht unter anderem das Wissenschaftsverständnis angehender Lehrkräfte der Fächer Physik, Biologie und Chemie. Zur übergreifenden Erfassung des Wissenschaftsverständnisses wurde in einem ersten Durchgang u.a. ein schriftlicher Test mit Items von Riese (2009) genutzt, die ursprünglich für das Fach Physik entwickelt worden sind. Bei der Anpassung der Items für die Fächer Biologie und Chemie wurden bereits unterschiedliche Verständnisse zentraler wissenschaftstheoretischer Begriffe (Theorie, Gesetz, Experiment) in den drei Naturwissenschaften deutlich.Um zu klären, welche Vorstellungen Studierende der drei Naturwissenschaften mit bestimmten wissenschaftstheoretischen Begriffen verbinden und inwieweit sich diese fachspezifisch unterscheiden, wurde eine vertiefende Interviewstudie durchgeführt, die sich eng an den Items des schriftlichen Tests orientiert. Das Interview richtet den Fokus darauf, vor welchem Vorstellungshintergrund die Studierenden die Items bearbeiten. Dies ermöglicht eine bessere Einordnung der Testergebnisse. Gleichzeitig können so tiefere Einblicke in das Wissenschaftsverständnis der Studierenden gewonnen werden als dies mit dem ursprünglichen Testinstrument möglich ist
Seminarentwicklung, Umsetzung und Evaluation des forschenden Lernens im Lehr-Lern-Labor
No full textDie Projekte „Schülerlabore als Lehr-Lernlabore: Forschungsorientierte Verknüpfung von Theorie und Praxis“ (gefördert durch die Deutsche Telekom Stiftung) sowie das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „K2teach: Erprobung von Handlungsstrategien in Lehr-Lern-Laboren“, zielen darauf ab, die Lehrkräftebildung an Hochschulen zu optimieren und den Praxisbezug des Studiums zu verbessern. Ziel der im Beitrag beschriebenen Teilprojekte ist es, Lehr-Lern-Formate zu entwickeln und zu evaluieren, die Grundschulpädagogik-Studierenden Forschendes Lernen im zyklischen Prozess ermöglichen [1]. Dies wird umgesetzt durch die Entwicklung und Evaluation sogenannter Lehr-Lern-Labor-Seminare (LLLS)
Der Umgang mit Daten aus erster und zweiter Hand im Physikunterricht
Get PDFDer Umgang mit und die Evaluation von Daten ist Teil wissenschaftlichen Arbeitens. Um Fertigkeiten im Umgang mit Daten im Unterricht zu vermitteln, werden in der Regel Daten aus Experimenten verwendet. Diese können von den Schülerinnen und Schülern selbst (Daten aus erster Hand) oder von anderen Personen (Daten aus zweiter Hand) erhoben werden. Die Akzeptanz von Daten kann als Ergebnis einer Einschätzung der Glaubwürdigkeit dieser Daten oder des Überbringers der Daten betrachtet werden. Das Konstrukt der Glaubwürdigkeit kann somit ein Werkzeug sein, um die unterschiedliche Wirkung verschiedener Datentypen zu verstehen. Diese Arbeit stellt eine Interviewstudie vor, welche die Nutzung von Kriterien für die Bewertung von Glaubwürdigkeit durch Schülerinnen und Schüler untersuchte, nachdem diese entweder mit Daten aus erster Hand oder Daten aus zweiter Hand konfrontiert wurden. Die Studie konnte keine nennenswerten, signifikanten Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen ausmachen. Das gilt sowohl für die Nutzung der Kriterien durch die Probanden als auch für ein Ranking von vorgegebenen Aspekten der Glaubwürdigkeitsbewertung