PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Wie Studierende Formeln gliedern?
Get PDFDie vorgestellte Studie behandelt das Verhalten von Studierenden gegenüber Formeln. Hierbei wurde untersucht wie Studierende vorgelegte Formeln aufteilen, gliedern sowie nach eigenen Vorstellungen neu zusammensetzen und interpretieren. Die Arbeit stellt eine Erweiterung einer bereits mit Schülerinnen und Schülern durchgeführten Studie dar.Die in der ersten Studie gefundenen Kategorien, in denen Formelbestanteile eingeteilt wurden, konnten bestätigt und um zwei Unterkategorien erweitert werden. Die Neustrukturierung der Formeln ergab ähnliche Ergebnisse wie in der ersten Studie. Die Interpretation der Formeln zeigt auch bei Studierenden ein heterogenes Feld
Akzeptanzbefragung zum Elektronengasmodell
Get PDFLernenden gelingt es in der Sek I häufig nicht, ein adäquates Verständnis vom Spannungskonzept zu entwickeln. Das Elektronengasmodell versucht auf Erfolgen von Potenzialansätzen aufzubauen, indem das elektrische Potenzial mit dem elektrischen Druck gleichgesetzt wird. Aus didaktischer Sicht besteht die Hoffnung dabei darin, die Vorstellung vom elektrischen Druck mit Alltagserfahrungen zum Luftdruck (z.B. Luftpumpen, Spritzen und Fahrradreifen) zu verknüpfen und die Spannung den Schülern so als Druckunterschied verständlich zu machen.Im Rahmen einer Akzeptanzbefragung mit neun Schülern einer sechsten Gymnasialklasse vor deren ersten Elektrizitätslehreunterricht wurde u.a. untersucht, inwiefern das Modell und seine Visualisierungen von Schülern akzeptiert werden. Dabei zeigte sich, dass das Elektronengasmodell und die mit ihm verbundene Atom- und Druckvorstellung von den Schülern weitgehend angenommen und verstanden werden. Insbesondere bringen Schüler aufgrund ihrer Alltagserfahrungen bereits ein für das Elektronengasmodell ausreichendes Luftdruckverständnis mit und können dieses erfolgreich auf den im Modell in Stromkreisen herrschenden elektrischen Druck übertragen. Infolgedessen gelang es den meisten Schüler bereits nach verhältnismäßig kurzer Zeit ein vom elektrischen Strom unabhängiges Spannungskonzept im Sinne eines elektrischen Druckunterschieds zu entwickeln. Von vier vorgestellten Visualisierungsformen des elektrischen Drucks haben sich zwei, nämlich die Punktedichtedarstellung und die Farbdarstellung, als intuitiv verständlich erwiesen.
Der magnetooptische Kerr-Effekt als Praktikums- und Schulversuch
Get PDFDer magnetooptische Kerr-Effekt wird an vielen Hochschulen als Versuch im physikalischen Fortgeschrittenen-Praktikum eingesetzt. Das Experiment ermöglicht den Nachweis kleiner Winkeländerungen der Polarisationsebene durch Reflektion eines linear polarisierten Laserstrahls an einer magnetisierten Oberfläche. Für den Nachweis des Phänomens wird auf Grund der geringen Effektstärke häufig ein technisch anspruchsvoller Versuchsaufbau verwendet. Auf Grund der resultierenden Komplexität des Versuchsaufbaus wird jedoch aus Perspektive der Lernenden der direkte Weg zum zentralen Effekt erschwert.Der nachfolgende Beitrag stellt eine technisch stark reduzierte Umsetzung eines Experiments zum magnetooptischen Kerr-Effekt dar. Das verwendete Messsystem ist dabei ohne Verwendung eines Lock-In-Verstärkers oder photoelastischen Modulators mit Hilfe einer einzelnen Messung in der Lage qualitativ angemessene und quantitativ aussagekräftige Materialhysteresen (Bsp. CoPt) aufzunehmen. Mit dem hier beschriebenen Versuchsaufbau eröffnet sich erstmals die Möglichkeit zum Einsatz in der Schule. Der Beitrag stellt weiterhin einen möglichen Modellansatz für den Übergang von einer makroskopischen zu einer mikroskopischen Beschreibung von Ferromagnetismus über den magnetooptischen Kerr-Effekt vor
Einfluss der Art gegebener Vorinformation auf die kognitive Belastung beim entdeckenden Lernen im Fernlabor
Get PDFWährend Schülerinnen und Schüler selbstständig Experimente in einem ihnen noch unbekannten Themengebiet durchführen, sollte die mentale Belastung so gering wie möglich gehalten werden. Dazu wird bei einem Experiment zur optischen Spektrometrie im Fernlabor eine Vorinformation zum Versuchsaufbau und dessen Bedienung angeboten. In der hier vorgestellten Teilstudie wird die Art der Informationsdarbietung variiert. Das Material zur Vorinformation wurde basierend auf drei verschiedenen Theorieströmungen entwickelt: strukturell-attributive, funktional-kybernetische und pragmatische Informationstheorien. Damit in einer späteren Studie der Einfluss der Vorinformation auf den Bearbeitungserfolg und den Wissenserwerb untersucht werden kann, sollte die kognitive Belastung durch die Variation der Vorinformationen nicht beeinflusst werden.Festgestellt werden konnte, dass die verschiedenen Versionen des eingesetzten Instruktionsmaterials keinen signifikant unterschiedlichen Einfluss auf die wahrgenommene Textschwierigkeit und die mentale Belastung haben. Laut ihrer Selbsteinschätzung lesen Schülerinnen und Schüler die Vorinformation aufmerksam. Es scheint einen Einfluss der Art gegebener Vorinformation auf das aufmerksame Lesen zu geben
Versprachlichung von Formeln - Die Bedeutung von Formeln und ihre Vermittlung
Get PDFFormeln sind zentraler Bestandteil der Physik und somit auch des Physikunterrichtes. SchülerInnen sollen neben der rein mathematischen Handhabung von Formeln auch die Bedeutung von Formeln verstehen lernen. Die Bedeutung einer Formel ist dabei ein komplexes semantisches Konstrukt, das sich aus physikalischen und mathematischen Symbolen und ihren jeweils konnotierten Bedeutungen zu einer neuen physikalisch-mathematischen Gesamtbedeutung zusammenfügt. Mehrere Untersuchungen haben gezeigt, dass SchülerInnen sich häufig auf technische Aspekte der Mathematisierung konzentrieren und dass ihnen die Verbalisierung einer Formelbedeutung oder eines Formelinhaltes sehr schwer fällt. Darum ist es das Interesse des hier vorgestellten Promotionsvorhabens, Vermittlungsstrategien auf Lehrerseite aufzuzeigen, die diese Kompetenzen fördern könnten. Es soll Lehrersprache im Unterricht aufgezeichnet und dahingehend ausgewertet werden, wie Lehrkräfte Formeln versprachlichen. Die Versprachlichung einer Formel bedeutet dabei neben dem reinen Übersetzen der einzelnen physikalischen und mathematischen Symbole die Einordnung der Formel in eine physikalische Theorie, mathematische je-desto-Aussagen und qualitative Übersetzungen bzw. Interpretationen des physikalischen Sachverhaltes, den eine Formel beschreibt.
Stroboskopvideos für den Physikunterricht
Get PDFStroboskopbilder, die ein bewegtes Objekt zu verschiedenen Zeitpunkten in ein und derselben Aufnahme zeigen, werden schon lange im Physikunterricht genutzt. Ihr didaktischer Nutzen liegt darin, dass schnell ablaufende Bewegungsvorgänge eingefroren werden und so in Ruhe ausgewertet werden können. Die Bewegung selbst ist damit aber verloren und muss mental reproduziert werden. Videos zeigen zwar die Bewegung, sind aber schnell abgelaufen und müssen an relevanten Stellen angehalten werden. Stroboskopvideos verbinden beide Vorteile: Ein Video läuft ab und das bewegte Objekt wird nach festen Zeitintervallen wie bei einem Stroboskopbild eingefroren und bleibt im Bild zur weiteren Betrachtung stehen.Mit der Software „measure dynamics“ können solche Stroboskopvideos leicht erstellt werden. Zusätzlich lässt sich das Video durch Einblendungen anreichern, wie z.B. Pfeile für physikalische Größen, Linien oder Texte. Diese Einblendungen können sowohl am bewegten Objekt als auch an den gestempelten Teilbildern eingezeichnet werden
Einsatz neuer Medien im Physikpraktikum für Medizinstudierende -Einstiegsvideos zur Förderung des situationalen Interesses-
Get PDFFehlendes Interesse und damit fehlende Motivation von Studierenden kann die erfolgreiche Durchführung eines Physikpraktikums beeinträchtigen. Trotz einer konsequent adressatenspezifischen Ausrichtung eines Physikpraktikums für Studierende der Humanmedizin wurde laut einer Umfrage zum Abschluss des Praktikums im WS 2013/2014 vielen Praktikumsteilnehmern der Bezug der physikalischen Versuchsinhalte zum medizinischen Kontext nicht deutlich. Um diesen Bezug besser zu veranschaulichen, sollen zusätzlich zum bisherigen Praktikumskonzept kurze Videos in die Versuche einführen. In einer Pilotstudie wurden die Akzeptanz der Studierenden für ein erstes Video und sein Einfluss auf das situationale Interesse der Studierenden in einer Pre-Post-Kontrollgruppenuntersuchung erhoben. Die Ergebnisse dieser Studie und ein Ausblick auf weitere Untersuchungen werden vorgestellt
Blendschutz mit Farbeffekt
Get PDFBei nächtlicher Autofahrt wird man von den Scheinwerfern nachfolgender Fahrzeuge geblendet, wenn sich diese im Rückspiegel spiegeln. Um dem zu begegnen, wurde bereits in den 1930iger Jahren der manuell umschaltbare Abblendspiegel ersonnen. Obwohl uns seine Handhabung inzwischen vertraut ist, ist kaum bekannt, wie er funktioniert. Rückschlüsse darüber lassen sich jedoch aus Farbsäumen ziehen, die bei geeigneter Beleuchtung am Rand des von ihm reflektierten Lichtscheins auftreten. Wie sich eine daran anknüpfende Klärung der optischen Verhältnisse durch Experimente herbeiführen lässt, wird hier vorgestellt
Die Verbesserung der Lehramtsausbildung in der Quantenphysik
Get PDFBei der Ausbildung von Lehramtsstudenten stellt sich die Frage, ob die Vermittlung formal-theoretischer Kenntnisse in der Quantenphysik ausreicht, damit zukünftige Lehrer diese modern, interessant und praxisnah ihren Schülern unterrichten können. Es ist zu vermuten, dass fachdidaktische Kompetenzen, wie das Erkennen von Schülervorstellungen, Vermittlung fachspezifischer methodisch-didaktischer Kenntnisse und die Darstellung eines schüleradäquaten Zugangs ebenfalls zur soliden Ausbildung dazugehören.Dozenten und Studenten in Deutschland wurden zur Situation und Verbesserungsmöglichkeiten in der Quantenphysikausbildung befragt und daraufhin ein zusätzliches fachdidaktisches Seminar zur Quantenphysik konzipiert.Der Artikel stellt die Anforderungen beider Seiten an Ausbildungsinhalte und notwendiger Kompetenzen im Ist-Soll-Vergleich vor und versucht mit Hilfe von Cluster- und Kontingenzanalysen eine Typisierung der Antworten zu geben
