PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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"Physik für Kinder in schwierigen Lebenslage" Eine empirische Studie zur Erfassung und Beschreibung spezifischer Rahmenbedingungen und Herausforderungen aktueller Bildungsangebote
No full textWeltweit fliehen Menschen vor Gewalt, Krieg und Verfolgung. Unter den Schutzsuchenden sind es Kinder und Jugendliche, die besonders gefährdet sind, insbesondere weil sie dadurch ein sicheres Lebensumfeld verlieren und nur noch einen begrenzten Zugang zur Bildung haben. Als Konsequenz findet eine hohe Anzahl von Kindern ihren Lebensmittelpunkt auf den Straßen großer Städte oder für eine längere Zeit in Flüchtlingsunterkünften. Um die Bildungsarbeit zu unterstützen, gibt es inzwischen vielfältige Bildungsangebote für solche Kinder - auch im Bereich der Naturwissenschaften. Zwei dieser Projekte sind: Patio 13, Physik für Straßenkindern (Kolumbien) und Physik für Flüchtlinge (Deutschland). Die jeweils beteiligten Lehrpersonen werden für die Arbeit mit den Kindern fortgebildet, um die hierfür notwendigen Kompetenzen zu erwerben. Diese Studie verfolgt zwei Ziele: 1. Der aktuelle Stand beider Projekte soll hinsichtlich der Zielstellungen, Bedingungen, notwendigen Kompetenzen und Aktivitäten aus der Sicht der beteiligten HelferInnen und Organisatoren erfasst und beschrieben werden. 2. wird untersucht, inwieweit die Fortbildungen als angemessen und hilfreich von den Betreffenden erlebt werden und ob es weitere, bisher kaum oder nicht beachtete Herausforderungen und Faktoren gibt, die beachtet werden sollten. Zu diesem Zweck werden die bei den jeweiligen Projekten Beteiligten interviewt
Interaktive Lernmaterialien mit dem tiptoi-Stift
Get PDFDigitale Vorlesestifte wie z.B. tiptoi, ting oder Anybook Reader sind bei Kindern beliebte Text-Audio-Lerninstrumente. Tippt man mit solchen Stiften auf Stellen in speziellen Büchern oder auf Objekte, werden z.B. Wörter, Sätze oder ganze Texte vorgelesen. Die Technologie beruht auf kleinen optischen Codes (OID-Codes), die durch eine Kamera in den Stiften erfasst werden. Als Rückmeldung auf den Scan eines Codes oder einer bestimmten Kombination von Codes können die Stifte in ihrem Speicher hinterlegte Audiodateien wiedergeben.Weil zusätzliche Informationen auditiv in unterschiedlichem Umfang und in verschiedenen Sprachen als Reaktion auf einfache Algorithmen wiedergegeben werden, sind interaktive Lernmaterialien mit digitalen Vorlesestiften zur Unterstützung von Lernprozessen sowie als Selbstlernmaterialen sehr interessant. In diesem Beitrag werden diesbezügliche Konzepte für den Physikunterricht sowie erste Ergebnisse aus dem Praxiseinsatz vorgestellt
Didaktische Rekonstruktion der Nukleosynthese schwerer Elemente
Get PDFDie Entstehung schwerer Elemente von Eisen bis Uran bleibt eine der wichtigen physikalischen Fragen des neuen Jahrhunderts. Dass der Ursprung der Materie bislang nicht im vollen Umfang im Unterricht behandelt wird, ist daher naheliegend. Es bietet sich jedoch an, das oft bestätigte Interesse an astrophysikalischen Inhalten zu nutzen und mithilfe der Nukleosynthese inhaltliche Aspekte der Themenfelder Kernphysik und Astrophysik zu verbinden. Aus diesem Anlass wurden in einer wissenschaftlichen Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung Unterrichtsinhalte zum Neutroneneinfang bei der Entstehung schwerer Elemente entwickelt. Neben der Sachanalyse bildet eine Erhebung der Schülervorstellungen zu den Elementen, dem Urknall, den Sternen und der Radioaktivität das Fundament dieser Arbeit. Als Ergebnis werden Leitlinien formuliert und Lernaktivitäten vorgeschlagen, mithilfe derer bestehende Vorstellungen mit einer wissenschaftlichen Sichtweise erweitert werden
Strukturbildende Phänomene im Schulunterricht
Get PDFAuf unserer Erde, auf anderen Planeten, ja im gesamten Universum sind unterschiedliche Strukturmuster auffindbar. Die Oberfläche der Sonne weist eine Granulation auf, welche durch die thermische Konvektionsbewegung der Materie verursacht wird. Auch planetare Wolkensysteme können aus Konvektionszellen bestehen. Dies ist eine der möglichen Strukturen, die sich z.B. durch ein thermisches Ungleichgewicht ausbilden können.Ebenfalls zeigen auch Meereswellen Strukturmuster, welche entstehen, wenn Luft und Wasser aneinander vorbei gleiten. Diese Phänomene lassen sich ebenfalls in der Atmosphäre der Erde und auf anderen Gasplaneten beobachten. Strukturmuster entstehen auch, wenn schwerere Materie auf leichterer Materie aufliegt. Durch dieses Phänomen hat etwa der Krebsnebel sein Aussehen erhalten.In diesem Beitrag sollen nur drei strukturbildende Phänomene und ihre Umsetzung in der Schule vorgestellt werden: Die Kelvin-Helmholtz-Instabilität, die Rayleigh-Bénard Konvektion und die Rayleigh-Taylor Instabilität
Grundlegende empirische Ergebnisse einer Studie zum Elektronengasmodell
No full textDas Ziel des Elektronengasmodells besteht darin, den Lernenden eine anschauliche Vorstellung des Potenzial- und Spannungsbegriffs zu vermitteln, da sonst ein angemessenes Verständnis elektrischer Stromkreise nur schwer zu erreichen ist. Ein auf dem Elektronengasmodell basierendes Unterrichtskonzept wurde im Rahmen einer mit 790 Schülern durchgeführten Studie im Schuljahr 2015/16 im Frankfurter Raum empirisch evaluiert. Die Studie folgte einem Prätest-Posttest-Treatment-Kontrollgruppen-Design und verwendete als Testinstrument einen psychometrisch ausgereiften zweistufigen Multiple-Choice-Test, der auch die Erhebung von typischen Fehlvorstellungen erlaubt. Die Ergebnisse der Studie sind äußerst vielversprechend: Die nach dem neuen Konzept unterrichteten Schüler entwickeln nicht nur ein deutlich besseres konzeptionelles Verständnis, sondern hatten verglichen mit ihren traditionell unterrichteten Mitschülern auch einen mehr als doppelt so hohen Lernzuwachs. Die Idee hinter dem Unterrichtskonzept sowie die grundlegenden Ergebnisse der empirischen Studie werden im Folgenden genauer vorgestellt.
Schülerinnen und Schüler entdecken Gravitationswellen mithilfe von Computerexperimenten
Get PDFDie aktuelle Entdeckung der Gravitationswellen ist eine für Schülerinnen und Schüler spannende Gelegenheit, etwas über Einsteins Theorie der Dehnung der Raumzeit zu erfahren. Mit Modellversuchen, Computerexperimenten, kognitiven Konflikten und Modellbildungen erschließen sich die Lernenden schrittweise das Thema. Ausgehend von ihren Kenntnissen entdecken sie, warum die Raumzeit gedehnt wird, warum beschleunigte Massen Gravitationswellen aussenden, wie man die dabei wichtigen Formeln gewinnt und für Computerexperimente nutzt. Mit diesen Computerexperimenten bilden die Lernenden das gemessene Gravitationswellensignal nach und überprüfen so ihre durch eigenständige Aktivität entwickelte Theorie selbstkritisch
Training der Präsentationskompetenz mit stummen Videos
Get PDFAn der LMU München wird ein neues Übungskonzept erarbeitet, mit dem angehende Physiklehrkräfte auf den Einsatz von Demonstrationsexperimenten im Unterricht vorbereitet werden.Wesentliche Bestandteile dieses Konzeptes sind die Verwendung von „stummen“, d.h. unvertonten Videos zu Experimenten der Schulphysik und ein webbasiertes Tool, mit dem diese Videos von den Studierenden nachvertont werden können. Durch die bereitgestellten Videos erhalten die Studierenden Informationen zum Aufbau und zum Ablauf der Versuchsdemonstrationen. Beim Vertonen mit dem bereitgestellten Tool üben die Studierenden die schüler- und fachgerechte, sprachliche Moderation von Experimenten. Mit Hilfe einer Kommentarfunktion, die in der Webplattform implementiert ist, bewerten und kommentieren dann Dozenten und Studierende im Seminar die nachvertonten Moderationen. Die Studierenden erhalten dadurch ein umfassendes Feedback. Dies soll Reflexionsprozesse anregen und die Präsentationskompetenz der Studierenden verbessern. Gleichzeitig lernen sie eine neue, kommunikative Nutzung digitaler Medien kennen, die sie auch selbst später in ihrem Unterricht einsetzen können
Zur Evaluation von Cross-Age Peer Tutoring im Physikunterricht
Get PDFCross-Age Peer Tutoring (CAPT) stellt eine Lernform dar, bei der ältere Schüler/innen Jüngere beim Lernen unterstützen. Bisher war die Frage offen, ob die in anderen Fächern und Altersstufen gefundenen positiven Zusammenhänge auch im Physikunterricht mit 10 bis 14-Jährigen bestehen, da Physiklernen aufgrund der aus der Fachdidaktik bekannten Rahmenbedingungen zum Conceptual Change spezielle Bedingungen benötigt. In der vorliegenden Studie wurden innerhalb von zwei Unterrichtsjahren Schüler/innen in Elektrizitätslehre und in Optik (NE = 172, bzw. NO = 141) aus den Schulstufen 5 bis 8 einem klassenweisen Tutoring, mehrheitlich in Dyaden, unterzogen und beforscht. Die Gestaltung der Intervention orientiert sich an Merkmalen konstruktivistischer Lernumgebungen. Um die Methode zu evaluieren wurde in einem Praetest – Posttest – Follow-up-Testdesign das Wissen der Schüler/innen dokumentiert. Die Ergebnisse zeigen, dass CAPT bei den durchgeführten Wissenstests zu einer Verbesserung mit Effektstärken von 0,46 bis 0,62 führt. Durch multiple lineare Regression konnten der Praetestscore, die aktive Rolle im Tutoringprozess und die Muttersprache als Prädiktoren für die Posttestergebnisse identifiziert werden. Hingegen konnten nur schwache Zusammenhänge zur Motivation gezeigt werden. Die Persistenz der Methode stellte sich durch Analysen der Follow-up Tests als zufriedenstellend heraus. Zusammenfassend lässt sich CAPT als wirksame Methode für den Physikunterricht empfehlen, da bei allen Beteiligten Lernfortschritte nachgewiesen werden konnten
Viana – eine App zur Videoanalyse im Physikunterricht
Get PDFFür den naturwissenschaftlichen Unterricht bieten mobile Endgeräte, Computer und digitale Videotechnik eine echte Alternative zu den klassischen Verfahren der Erfassung und Analyse von Bewegungsdaten. Seit einigen Jahren hat sich daher die (digitale) Videoanalyse im Unterricht etabliert. Ein realer Bewegungsvorgang wird dabei per Digital-, Handy oder Tablet-Kamera aufgezeichnet. Der digitale Videoclip der Bewegung besteht aus einer Reihe von Einzelbildern, über die sich die Bewegung eines Objektes verfolgen lässt – manuell ‚per Hand’ (mit Maus, Finger, Eingabestift) oder auch automatisiert.In den letzten Jahrzehnten wurden dazu zahlreiche Videoanalysesysteme vorgestellt. Neben den kommerziellen Lösungen existieren auch Freewarelösungen wie z. B. Viana (für Windows Viana 3, Viana.NET).Viana wurde nun auch als sog. App für den Einsatz auf mobilen Endgeräten (iPads) entwickelt und bietet neben der manuellen Erfassung und automatischen Analyse per Farberkennung jetzt auch die Möglichkeit einer automatischen Objekterkennung bzw. -verfolgun