PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Induktives Laden von Elektroautos im Modellexperiment
Get PDFDas Thema induktive Energieübertragung spielt im Physikunterricht aller Schularten eine wesentliche Rolle wie auch im Alltag der Schülerinnen und Schüler. So können Smartphones mittlerweile induktiv aufgeladen werden, und auch im Zusammenhang mit Elektroautos wird dieses Prinzip aktuell diskutiert.Eine Orientierung des Physikunterrichts am Kontext "Elektroauto"weckt das Interesse der Schülerinnen und Schüler für das Phänomen der induktiven Energieübertragung, motiviert und unterstützt das Lernen nachhaltig.In diesem Beitrag wird das Prinzip des induktiven Ladens von Elektroautos aus physikalischer und physikdidaktischer Sicht beleuchtet. Hierzu werden zunächst wesentliche Aspekte der induktiven Energieübertragung aufgezeigt, immer mit dem Fokus auf der Anwendung "induktives Laden". Das Hauptaugenmerk jedoch liegt auf der Realisierung eines Modell-Elektroautos: Dieses wurde eigens konzipiert, um grundsätzliche Mechanismen des induktiven Ladens eines (echten)Elektroautos erfahrbar zu machen
Didaktisch rekonstruierte Materialwissenschaft: ein Lehr- Lern-Konzept zur Verknüpfung von Grundlagenforschung, Lehramtsstudium und Schule
Get PDFIm Rahmen eines Schule-Hochschule-Projektes galt es Grundlagenforschung und Lehrplaninhalte zu vernetzen, um den wissenschaftlichen Nachwuchs für entsprechende Studiengänge zu begeistern. Dafür wurden Forschungsthemen des Exzellenzclusters EAM ("Engineering Of Advanced Materials") im Hinblick auf deren Bezug zu schulischen Inhalten aufgearbeitet. Für ein authentisches Erleben moderner Forschung bietet sich das Experimentieren im Schülerlabor an. Das Thema "Energie" verknüpft die einzelnen Experimente, die fundamentale Forschungsergebnisse erfahrbar machen. Von der selbst hergestellten organischen Solarzelle bis zur Charakterisierung am Sonnensimulator kann der materialwissenschaftliche Laboralltag nachempfunden werden. Die didaktische Aufbereitung mit dem Tablet-PC als Mess-, Informations- und Dokumentationsinstrument nutzt neue mediale Wege und bietet mit der Konzeption von Lehrvideos die Möglichkeit, die didaktische Ausbildung der Lehramtsstudierenden einzubinden. Diese Lernvideos visualisieren für das Verständnis notwendige, molekulare Prozesse und gewähren mit EAM-Forschern als Protagonisten einen Einblick in deren Laborarbeit. Der interdisziplinären Arbeitsweise des Clusters folgend gestaltet sich auch das Schülerlabor fächerübergreifend. Polymerbasierte Solarzellen und chemische Energiespeicher können nur verstanden werden, wenn Physik und Chemie gemeinsam entsprechende Funktionsweisen erklären
Entwicklung unterrichtsbezogener Vorstellungen von Physik-Lehramtsstudierenden während der Schulpraktischen Studien - Rekonstruktion von Orientierungen zum Lehren und Lernen sowie zur Rolle des Experiments im Physikunterricht
Get PDFIm Rahmen der Studie werden die Vorstellungen bzw. unterrichtsbezogenen Orientierungen von Physik-Lehramtsstudierenden im Kontext einer Praxisbegegnung im universitären Lehramtsstudium untersucht. Praxisbegegnungen bieten eine Möglichkeit, um die Unterrichtserfahrungen aus der eigenen Schulzeit und das damit verbundene Bild vom Lehren und Lernen im Physikunterricht zu reflektieren. Die Rekonstruktion von handlungsleitenden Orientierungen im Rahmen einer solchen Praxisphase soll den Zugang zu den Orientierungen ermöglichen, die die Denk- und Handlungsweisen von (zukünftigen) Lehrpersonen bestimmen und damit indirekt die Praxis des Physikunterrichts beeinflussen. Ziel dieser fallbasierten Studie ist es daher, unterrichtsbezogene Orientierungen von Physik-Lehramtsstudierenden im Rahmen einer ersten Praxiserfahrung, den Schulpraktischen Studien, zu rekonstruieren. Als Datengrundlage dienen narrative Interviews und es wird ein rekonstruktives Auswertungsverfahren in Anlehnung an die dokumentarische Methode angewandt
Experimente für einen kontextorientierten Physikunterricht zur Funktion und zum Aufbau einer LCD-Zelle
Get PDFFlüssigkristallbildschirme (liquid crystal displays, LCDs) sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie werden im Physikunterricht bisher jedoch nur selten als anwendungsbezogener Kontext genutzt. Dabei bieten ihr Aufbau und ihre Funktion vielfältige Anknüpfungspunkte und inhaltliche Vernetzungsmöglichkeiten mit der Physik. Hierfür werden zwei für den Unterricht geeignete Zugänge ausführlich vorgestellt. Der erste erfolgt über den Bau einer monochromen LCD-Modellzelle mithilfe von speziell beschichteten Glasplättchen und einer passenden Flüssigkristallmischung. Der zweite Zugang arbeitet mit einem alten LCD-Bildschirm, der in einen „Bildschirm für Geheimagenten“ umgewandelt wird. Nur mithilfe eines geeigneten Polarisationsfilters kann sein Inhalt gelesen werden. Anhand beider Zugänge wird gezeigt, welches Potenzial dieser Anwendungskontext für den Schulunterricht hat und welche inhaltlichen Themen damit eingeführt und behandelt werden können
Die zwei Kulturen: Mit Literatur Physik vermitteln?!
Get PDF„Literatur im Physikunterricht? – Ach sie meinen Physiktexte und Texte aus Physikschulbüchern!“ – „Nein, eben nicht, sondern literarische Texte. Es gibt sie, jene Stellen in der Literatur, die direkten Bezug zur Physik aufweisen.“ Im Gegensatz zum Schulbuch ist der wissenschaftliche Sachverhalt nur nebensächlich und manchmal auf sehr fantasievolle Art verarbeitet – z.B. in dem nicht wahrheitsgemäße Physik mit Magie erklärt wird. Die Physik ist in einen Kontext gebettet und wird als Hilfsmittel für Handlungsstränge, Abenteuer und sonstiges gebracht. Dieser Beitrag soll die Möglichkeit aufzeigen Literatur in der Physik im Unterricht zu vereinen. Außerdem wird auf die teilweise bestehende Kluft zwischen Natur- und Geistes oder Gesell-schaftswissenschaft – eine Umbenennung ändert noch nichts – eingegangen und versucht eine Brücke zu schlagen
Contemporary Science in der Lehrerbildung - Entwicklung und Evaluation einer Lernumgebung zur Förderung der Professionsentwicklung angehender Physiklehrkräfte
Get PDF„Contemporary Science“ ist ein gemeinsames Forschungsprojekt der drei Arbeitsgruppen der Naturwissenschaftsdidaktiken an der Universität Kassel. Ziel des Projektes ist, die Professionsentwicklung von angehenden Lehrkräften durch die gezielte Vernetzung von fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Studienanteilen am Beispiel moderner naturwissenschaftlicher Forschung zu fördern und die Wirkung entsprechender Lernumgebungen zu untersuchen. Gegenstand der Lernumgebung ist jeweils ein aktueller Forschungsgegenstand, der zunächst aus fachwissenschaftlicher Perspektive betrachtet wird. Dabei wird der Blick auch auf die Praxis naturwissenschaftlicher Forschung gerichtet. In einer zweiten Phase sollen mögliche schulische Zugänge zu Aspekten moderner Naturwissenschaft diskutiert werden. Im Fach Physik befassen sich die Studierenden exemplarisch mit den Kasseler Forschungsaktivitäten zur Laborastrophysik.Die Wirkungen des Veranstaltungskonzepts werden mit einem mixed-methods-Ansatz untersucht: Die Bereiche Fachwissen, fachdidaktisches Wissen und Überzeugungen (NOS) werden mittels Fragebögen und Tests quantitativ erfasst und durch Interviews und Videoanalysen qualitativ erweitert und spezifiziert.Der Beitrag stellt das Veranstaltungskonzept und das Untersuchungsdesign in der Physik vor
Pulsoximetrie als Kontext im Physikunterricht
No full textDas pulsoximetrische Verfahren zur Bestimmung der partiellen Sauerstoffsättigung im menschli-chen Blut bietet einen authentischen Kontext für den Physikunterricht in den Sekundarstufen I und II. Die Messung der Sauerstoffsättigung erfolgt dabei mithilfe moderner Sensorik, die dennoch preislich für den Schulunterricht erschwinglich bleibt. Die Arbeit mit den verwendeten Sensoren gewährleistet nicht nur einen realen Bezug zu moderner Technik, sondern ermöglicht auch ein Einüben naturwissenschaftlicher Arbeitsweise. In diesem Artikel wird ein Unterrichtskonzept zur Pulsoximetrie vorgestellt, das insbesondere auch das Ausbilden von Higher Order Thinking Skills in den Vordergrund stellt
Wie genau beurteilen Schülerinnen und Schüler ihre eigenen experimentellen Fähigkeiten? – Ein Ansatz zur praktikablen Diagnostik experimenteller Fähigkeiten im Unterrichtsalltag –
Get PDFIm Artikel wird ein Ansatz zur Diagnostik experimenteller Fähigkeiten im Unterrichtsalltag vorgestellt. Dieser Ansatz beruht darauf, dass Schülerinnen und Schüler ihre experimentelle Performanz selbst beurteilen. Solche Selbstbeurteilungen können Lehrkräfte zur Diagnostik nutzen. Außerdem sind Selbstbeurteilungen eine wichtige Komponente im Rahmen des selbstregulierten Lernens, beispielsweise beim Lernen experimenteller Fähigkeiten. In beiden Fällen sollten die Selbstbeurteilungen möglichst genau sein.Im Artikel führen wir in das Forschungsfeld zur Genauigkeit von Selbstbeurteilungen ein und stellen ferner eine explorative Studie zur Genauigkeit von Selbstbeurteilungen beim Experimentieren vor. In der Studie bearbeiteten 28 Mittelstufenschülerinnen und –schüler 24 experimentell lösbare Aufgabenstellungen. Nach jeder bearbeiteten Aufgabenstellung beurteilten die Schülerinnen und Schüler ihre experimentelle Performanz selbst. Diese Selbstbeurteilungen wurden mit Urteilen aus einem externen, objektiven Beurteilungsmaßstab verglichen, um die Genauigkeit der Selbstbeurteilungen zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fähigkeit sich selbst zu beurteilen individuell unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Es konnten sowohl Schülerinnen und Schüler mit hoher Urteilsgenauigkeit als auch Schülerinnern und Schüler mit typischen Urteilsfehlern identifiziert werden. Die sich daraus ergebenen Konsequenzen für die Diagnostik experimenteller Fähigkeiten im Unterrichtsalltag sowie weitergehende Forschungsperspektiven werden diskutiert
Präkonzepte zur Projektion eines unscharfen Bildes mit einer Linse
Get PDFDie Linsenabbildung gehört zu den Standardthemen des Optikunterrichts. Bei der Entwicklung von Unterrichtskonzepten müssen die Präkonzepte der Lernenden berücksichtigt werden. Präkon-zepte zur Linsenabbildung sind bereits mehrfach erhoben worden. Allerdings bezogen sich diese Studien stets auf die Erzeugung eines scharfen Bildes. Der allgemeine und ebenso alltagsrelevante Fall, nämlich die Erzeugung eines unscharfen Bildes, wurde indes vernachlässigt. Um Präkonzepte zur Projektion eines unscharfen Bildes zu erheben, wurden schriftliche und mündliche Befragun-gen durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse können der Lehrperson als Grundlage dienen, um lernernahen Unterricht zur Linsenabbildung zu planen
Peer Instruction und Flipped Classroom in der Service-Lehre Physik
Get PDFDer Beitrag präsentiert einen Erfahrungsbericht zur Umsetzung des flipped classroom („invertierte Vorlesung“) in der Service-Lehre Physik an der Technischen Universität (TU) Darmstadt. Dazu wurde der Lernzuwachs in einer invertierten Vorlesung im Service-Bereich mit anderen Service-Veranstaltungen verglichen. Analysiert wurden die Themengebiete Mechanik und Elektrodynamikanhand von konzeptuell multiple-choice single-answer Items, die an das Force Concept Inventory (FCI), den Rotational and Rolling Motion Concept Survey (RRMCS) und den Conceptual Survey of Electricity and Magnetism (CSEM) angelehnt waren. Die untersuchten Veranstaltungen richten sich an Studierende (a) der Elektro- und Informationstechnik (flipped classroom mit peer instruction und konzeptuellen Tutorien in der Präsenzveranstaltung), (b) der Chemie und Materialwissenschaft (konventionell), (c) des Bauingenieurwesens (konventionell) und (d) des Maschinenbaus (konventionell mit punktuellem peer instruction und teilweise konzeptuellen Aufgaben in den Übungen). Vorläufige Ergebnisse der Untersuchung der Lernfortschritte deuten an, dass sich das Lehr-/Lernszenario positiv auf das konzeptuelle Verstehen der Studierenden auswirkt. Erfahrungen und systematische Schwierigkeiten bei der Interpretation der Ergebnisse werden diskutiert