PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Entwicklung eines Online-Tools zur Studienfachwahl Physik/Lehramt Physik
Get PDFIm Rahmen eines Projektes zur Implementierung eines mehrstufigen multimedialen Beratungsangebotes für Studieninteressierte in den Studiengängen Monobachelor Physik und Kombibachelor Lehramt Physik wird ein Online Self-Assessments (OSA) entwickelt und erprobt. Dabei soll erstmalig auch die prognostische Validität eines solchen Beratungsangebots überprüft werden. In diesem Beitrag werden das Projektvorhaben vorgestellt, der Aufbau des geplanten Online-Tools und der Projektverlauf beschrieben. Schwerpunkt bildet zunächst das Vorgehen zur Erstellung der einzelnen Testbestandteile, es wird aber auch auf die Methode zur Überprüfung der prognostischen Validität des Online-Tools eingegangen
Weißes Licht hat viele Farben
Get PDFFarbiges Licht und Farben können eine große Faszination ausüben und sind geeignet, Kinder und auch Erwachsene zu motivieren, sich experimentierend-forschend einem naturwissenschaftlichen Sachverhalt zu nähern. Für die Einführungsveranstaltung des Sachunterrichtsstudiengangs an der Universität Bielefeld wurde eine Stationenarbeit mit einfachen, grundschulgeeigneten Schülerexperimenten zum Thema „Farbiges Licht und Farbwahrnehmung“ konzipiert. Die zum Teil altbekannten Experimente, die auch für den Optikunterricht der Sekundarstufe I geeignet sind, wurden so aufbereitet, dass sie ohne Vorhandensein einer Physiksammlung mit einfachen Mitteln - zum Teil mit Alltagsgegenständen - preiswert aufgebaut und durchgeführt werden können. Auf den Einsatz von Materialien von Lehrmittelfirmen wurde bewusst verzichtet.
Berechnung und Messung der Sonnenscheindauer auf beliebigen Dachschrägen
Get PDFIn diesem Artikel werden Aufbau und Durchführung eines Demonstrationsversuchs vorgestellt, mit dem die Sonnenscheindauer für beliebige Orte quantitativ und auf einfache Weise gemessen werden kann. Insbesondere kann durch eine geeignete Erweiterung die Sonnenscheindauer für beliebig ausgerichtete Dachflächen ermittelt werden. So können Lernende selbstständig auf experimentelle Weise die Einflüsse auf die Sonnenscheindauer untersuchen, ohne dabei auf die komplizierte sphärische Geometrie zurückgreifen zu müssen. Die anhand des Versuches gewonnenen Erkenntnisse können schließlich mit theoretischen Berechnungen verglichen werden und liefern sehr gute Übereinstimmungen
Experimentelle Untersuchung akustischer Resonanzen in eindimensionalen Wellenträgern mit Smartphone und Tablet-PC
Get PDFIn der Lehre ermöglichen Smartphones/Tablet-PCs aus messtechnischer Sicht durch interne Sensoren und durch die Verfügbarkeit geeigneter Anwendungsprogramme (Apps) vielfältige Messungen ausreichender Messgenauigkeit. Eine große Anzahl sensor- bzw. computerbasierter Messungen sind mittlerweile unter geringem Materialaufwand mit diesen mobilen Endgeräten durchführbar. Speziell in der Akustik erlauben Mikrofon, Lautsprecher und adäquate Apps Schallwellen zwischen 20 Hz und 24 kHz auszusenden, zu detektieren und akustische Größen in Echtzeit grafisch darzustellen und anschließend auszuwerten.Aus physikdidaktischer Sicht sind Smartphones/Tablet-PCs intuitiv handhabbare und für den Lernenden jederzeit verfügbare Experimentiermittel mit hohem motivationalem Potenzial. Insbesondere erweitern diese mobilen Messlabore für Lernende die Möglichkeiten zum eigenständigen Experimentieren.Am Beispiel akustischer Resonanzen in eindimensionalen endlichen Luftsäulen und Metallstäben werden Experimente für die Schul- und Hochschullehre vorgestellt, die mit Smartphones/Tablet-PCs und auf Verwendbarkeit geprüften Apps durchführbar sind. Darüber hinaus wird die Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit in Luft qualitativ und quantitativ untersucht sowie in Edelstahl bestimmt. Abschließend werden die Experimente unter physikdidaktischen Gesichtspunkten eingeordnet und diskutiert
Wissenschaftstheoretische Vorstellungen über die Theoretische Physik
Get PDFEin Ziel des Physiklehramtsstudiums ist nicht nur die Vermittlung fachlichen Wissens, sondern auch die Förderung eines angemessenen Bildes über die Natur der Physik. Dies umfasst jedoch neben der experimentellen Seite der Physik auch ihre mathematisch-theoretische Herangehensweise. Ziel dieser empirischen Untersuchung ist die Rekonstruktion von wissenschaftstheoretischen Vorstellungen von Studierenden (Lehramts- und Fachstudenten) und Experten (Experimentalphysiker, Theoretische Physiker, Fachdidaktiker) über die Theoretische Physik. Dabei stehen die Studierenden im Zentrum der Erhebung. Schwerpunkt der folgenden Darstellungen bilden jedoch die Expertenansichten über das Verhältnis von Experimentalphysik und Theoretischer Physik, wobei zum einen das entstandene Kategoriensystem der qualitativen Auswertung und zum anderen gefundene Muster innerhalb der Expertenantworten vorgestellt werden
Physik für Kinder in schwierigen Lebenslagen
No full textKann die Auseinandersetzung mit einer physikalischen Lernumgebung Bildungsprozesse von Kindern in schwierigen Lebenslagen unterstützen? Forschungsergebnisse im Bereich der Physik für Straßenkinder von Welzel & Breuer (2006) zeigen die Möglichkeit einer naturwissenschaftlichen Arbeit mit Kindern aus schwierigen Lebenslagen. Dabei bleibt aber noch die Frage offen, unter welcher Bedingungen physikalische Lerninhalte ganzheitliche Bildungsprozesse bei diesen Kindern fördern können, sodass Bezüge der Schüler zur Welt, zu sich und zu den anderen Menschen entstehen. In diesem Projekt versuchen wir, den Entwicklungsprozess eines Einzelfalls auf dem Weg zur Entstehung der genannten Bezüge zu reflektieren. Die Lernwege des Einzelfalls wurden per Videobeobachtung erhoben und ausgewertet. Hier werden die theoretischen Grundgedanken, die Lernumgebung sowie ausgewählte Ergebnisse der Datenauswertung vorgestellt.Kann die Auseinandersetzung mit einer physikalischen Lernumgebung Bildungsprozesse von Kindern in schwierigen Lebenslagen unterstützen? Forschungsergebnisse im Bereich der Physik für Straßenkinder von Welzel & Breuer (2006) zeigen die Möglichkeit einer naturwissenschaftlichen Arbeit mit Kindern aus schwierigen Lebenslagen. Dabei bleibt aber noch die Frage offen, unter welcher Bedingungen physikalische Lerninhalte ganzheitliche Bildungsprozesse bei diesen Kindern fördern können, sodass Bezüge der Schüler zur Welt, zu sich und zu den anderen Menschen entstehen. In diesem Projekt versuchen wir, den Entwicklungsprozess eines Einzelfalls auf dem Weg zur Entstehung der genannten Bezüge zu reflektieren. Die Lernwege des Einzelfalls wurden per Videobeobachtung erhoben und ausgewertet. Im Vortrag werden die theoretischen Grundgedanken, die Lernumgebung sowie die Ergebnisse der Datenauswertung vorgestellt
Alternativvorschlag zur graphischen Darstellung von Anti-Farbladungen
Get PDFUm der Forderung nach verstärkter Einbindung der modernen Physik im Unterricht nachzukommen, wurde am CERN ein Unterrichtskonzept entwickelt, welches auf den fundamentalen Grundlagen der Teilchenphysik aufbaut. Unter anderem wurden neuartige typographische Illustrationen von Elementarteilchen und Teilchen-Systemen entwickelt, welche im Kontext des Design Based Research mittels Akzeptanzbefragungen erprobt und adaptiert wurden. Im Zuge dessen wurde auch ein Alternativvorschlag zur graphischen Darstellung von Anti-Farbladungen erarbeitet, der auf die klassische Umsetzung durch Komplementärfarben verzichtet. Um diese Überlagerung mit vorauszusetzendem Wissen aus der Optik zu vermeiden, werden Anti-Farbladungen stattdessen durch eine gestreifte Musterung dargestellt. Dadurch sollen etwaige Fehlvorstellungen bezüglich des “Aussehens” von Elementarteilchen a priori vermieden werden und gleichzeitig eine eindeutige Unterscheidung zwischen Teilchen und Anti-Teilchen ermöglicht werden. Eine erste Evaluierung mit Jugendlichen (Altersgruppe: 16-17 Jahre, n=42) sowie Physiklehrkräften (n=38) bestätigt den Alternativvorschlag als eindeutig vielversprechend und lernförderlich.
Seamless Smart Labs
Get PDFDas Internet der Dinge wird in den kommenden Jahren Teil der Lebenswirklichkeit. Für realitätsnahe Bildungsanwendungen eröffnen „Smart Objects & Services“ grundlegend neue Möglichkeiten von Interaktion wie zum kontextbasierten Wissenserwerb. In die Realwelt integrierte digitale Lernangebote vermitteln bzw. trainieren anwendbares Wissen und Können dort, wo es benötigt wird. Mit unserem Vorhaben "Seamless Smart Labs (S2L)" zielen wir auf Experimentierumgebungen wie Laborpraktika, die zum festen Bestandteil jeder praxisnahen Hochschulausbildung und ingenieurtechnischen Berufspraxis gehören. Durch sie werden Hypothesen und Verfahren in der Praxis überprüf- und erfahrbar. Sie trainieren grundlegende praktische Fertigkeiten, die in allen naturwissenschaftlichen, technischen oder medizinischen Fachdisziplinen essentiell sind. Das hohe Innovationstempo erfordert insbesondere in technologieorientierten und wissensintensiven Bereichen effiziente Formen lebenslanger Weiterbildung. Das steht im Widerspruch zu den erheblichen, mit der Anschaffung praxisorientierter Lehrmittel und Trainingssysteme verbundenen Aufwänden. Gesucht werden Lösungen, die i) effizient und flexibel auf neue Weiterbildungskontexte übertragbar sind, ii) das reale Experimentieren tutoriell unterstützen und iii) die aufwändige (und daher seltene) praktische Erfahrung durch praxisnahe interaktive Angebote im Digitalen möglichst nahtlos ergänzen. Dieses Verbundvorhaben von Forschung und Wirtschaft ist im Rahmen des Förderprogramms ”Erfahrbares Lernen” beim Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beantrag
Überzeugungen und Einstellungen von Lehrkräften: Definition und Vermittlung der Bedeutung von Formeln
Get PDFWir berichten über eine Untersuchung in der 244 Physiklehrerinnen und -lehrer schriftlich zu ihren Einstellungen und Überzeugungen gegenüber Formeln in der Physik und im Physikunterricht befragt wurden. In diesem Artikel liegt der Schwerpunkt darauf, wie Lehrerinnen und Lehrer den Begriff Formel für sich definieren und welche Möglichkeiten Lehrerinnen und Lehrer sehen, Schülerinnen und Schülern die Bedeutung von Formeln näherzubringen.Im Rahmen einer qualitativen Inhaltsanalyse der gegebenen Antworten wurde für beide Fragestellungen jeweils ein Kategoriensystem induktiv erstellt. Mithilfe eines Codierschemas wurde die Zuordnungshäufigkeit der Aussagen der Probanden zu den entwickelten Haupt- und Unterkategorien quantitativ analysiert.Definieren Lehrerinnen und Lehrer den Formelbegriff für sich selbst, stehen deskriptive und nominative Aspekte der Formelnutzung im Vordergrund. Bei der Vermittlung der Bedeutung von Formeln treten präskriptive Aspekte an deren Stelle. Die Nutzung von Formeln, um Vorhersagen zu treffen, soll implizit durch häufiges Anwenden und Einüben beim Problemlösen erlernt werden
Arbeitsgedächtnis und experimentelle Physikaufgaben
Get PDFEin wichtiger Faktor für das Lösen von physikalischen Aufgaben scheint die Belastung des Arbeitsgedächtnisses zu sein. In der hier vorgestellten Masterarbeit wurde untersucht, inwieweit ein Zusammenhang zwischen dem Arbeitsgedächtnis von Studierenden und deren Erfolg beim Lösen von experimentellen Aufgaben unterschiedlicher Komplexität besteht. Die Untersuchung ergab, dass Studierende mit geringer Arbeitsgedächtniskapazität eine geringere Wahrscheinlichkeit beim Lösen von komplexen experimentellen Aufgaben hatten als solche mit großer Arbeitsgedächtniskapazität